某尾矿库排水斜槽系统水工模型试验.pdf

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1、SerialNo．544现代矿业总第54期August．2014MODERNMINING2014年8月第8期某尾矿库排水斜槽系统水工模型试验吴小刚段蔚平项宏海(1．中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；2．金属矿山安全与健康国家重点实验室；3．金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心)摘要某尾矿库为二等库，拟新建排水斜槽系统以提高尾矿库排洪能力，因此，有必要对排水斜槽系统布置型式及尺寸的合理性进行验证。为此，进行了排洪构筑物水工模型试验，并根据试验结果提出合理的排水斜槽运行管理参数，为该尾矿库设计提供依据。关键词尾矿库排水斜槽水

2、工模型1工程概况水头的情况下，对排水斜槽．竖井进行局部模型试某尾矿库扩容改造项目，设计总坝高133rn，属验；②通过改变排水斜槽的作用水头以及改变斜槽二等库，设计在尾矿库库尾新建1条双格排水斜槽盖板的揭露长度，得到排水斜槽一竖井段的泄流能连接排水竖井，排水斜槽单槽宽为1．0m，高为力，分析斜槽排水对竖井冲刷的影响，从而验证建筑1．6m，底部纵坡为15％，中部设置6m高拦水坝1物设计的合理性和可靠性。座，拦截库尾沟谷汇水，从而形成两段式排水斜槽组(3)试验需获得的参数。①观测各工况条件合系统，见图1。为了验证该尾矿库排洪系统的

3、可下，排水斜槽水流流态、作用水头范围和当前流态；靠性，对该尾矿库新建排洪系统进行了水工模型试②测量各工况时排洪系统的泄流能力，根据试验数验。据作出泄量曲线。3模型设计、制作及试验量测3．1模型设计根据模型试验任务要求，模型按重力相似准则设计，选用几何比尺为1：25，相应的其他物理量比尺见表I。表1模型试验各物理量比尺图1新建排水斜槽组合系统示意3．2模型制作2试验目的及主要内容(1)模型试验目的。①预演和展示排水斜槽水制作了1．7m×1．0mX1．2m的水箱进行试流流态；②了解排水斜槽建筑物型式和尺寸的合理验，为了观测水流流

4、态，库箱体、排水斜槽一竖井段均性，确定排洪系统的泄流能力及其对排水竖井的冲由无色透明的有机玻璃精制而成，糙率约为0．008，击影响；③在确保满足泄流要求的前提下，优化排洪换算为原型排洪隧洞泄水建筑物的糙率约为系统的建筑物结构，为工程设计提供依据。0．0136，该糙率与原型排洪隧洞泄水建筑物混凝土(2)模型试验内容和工况。①在选定挡水坝下表面的糙率(0．014)接近，因此模型排洪隧洞泄水游排水斜槽进水段作用水头、挡水坝上游斜槽作用建筑物有机玻璃表面糙率满足原型排洪隧洞泄水建筑物混凝土表面糙率相似比尺的要求。排水槽系统吴小刚(1

5、984一)，男，工程师，243000安徽省马鞍山市经济技术模型布置见图2，挡水坝上游排水斜槽进口见图3。开发区西塘路666号。l36总第544期现代矿业2014年8月第8期(上接第135页)范围内煤层突出危险性主要受地参考文献质构造、煤层厚度变化、煤层埋深及上覆基岩厚度等[1]俞启香．矿井瓦斯防治[M]．徐州：中国矿业大学出版社，因素的控制。1992．(2)确定了佳竹箐煤矿7煤层的突出危险预测[2]郭德勇，韩德馨．地质构造控制煤和瓦斯突出作用类型研究指标及临界值，通过综合采取煤层厚度变化系数[J]．煤炭学报，1998，23(

6、4)：337-341．c瓦斯压力P和瓦斯含量等指标预测煤层的突[3]陈书平．地质构造对煤与瓦斯突出影响因素分析[J]．能源技术与管理，2010(4)：30-31．出危险性，并最终确定了煤层厚度变化系数c的临[4]卢良兆，许文良．岩石学[M]．北京：地质出版社，2011．界值为0．49。[5]焦作矿业学院瓦斯地质研究室．瓦斯地质概论[M]．北京：煤(3)影响煤层瓦斯赋存的地质因素是多方面耦炭工业出版社，1991．合的结果，在分析时需综合考虑地质构造、煤层顶底[6]曹运兴．瓦斯地质单元法预测瓦斯突出的认识基础与实践[J]．煤炭学

7、报，1995，20(S．)：76-78．板条件、煤层埋深及上覆基岩厚度、岩浆侵入等因[7】杨陆武，彭立世，曹运兴．应用瓦斯地质单元法预测煤与瓦斯素，并通过生产实践掌握影响煤层瓦斯赋存的主要突出[J]．中国地质灾害与防治学报，1997，8(3)：21-26．因素及其发展变化规律，为矿井安全生产提供科学(收稿日期2014-02．19)依据。138