“头顶库”溃坝砂流演进规律及下游防护措施研究

发布时间：2023-03-02 07:44

　　尾矿库是通过筑坝截流谷口或围挡构成的、用于储存矿山选矿后排放出的尾矿或其他工业废渣的场地。世界上尾矿库数量众多,其中在下游1公里以内有房屋建筑物和居民的“头顶尾矿库”的数量为1400余座,具有重大的潜在威胁。“头顶尾矿库”一旦发生溃坝,将会威胁到下游居民的生命安全,并造成不可估量的财产损失和严重的生态环境破坏。因此,做好下游防护措施对保护下游居民的生命财产安全和生态环境具有重要意义。本文在江西永平燕仓尾矿库、湖北杨家湾尾矿库等一系列带有开阔下游地形的尾矿库项目中,提炼出了关于具有开阔下游的“头顶尾矿库”溃坝这一重要科学问题,采用模型试验与数值模拟两种方法,对具有开阔下游的“头顶尾矿库”溃坝砂流演进规律以及下游拦挡坝的布置方式进行研究。主要工作如下:(1)根据实验室环境,基于泥沙起动原理和泥沙推移质运动原理,建立了头顶尾矿库瞬溃模型试验平台。(2)在建立的头顶尾矿库模型试验平台上,设置不同角度的拦挡坝,对不同角度拦挡坝的下游砂浆淤积厚度和下游淹没面积进行测量,通过对比分析得到了最优拦挡坝角度。(3)在建立的头顶尾矿库模型试验平台上,设置不同角度的拦挡坝并改变砂浆浓度,对不同角度拦挡坝和砂...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 尾矿坝溃坝砂流演进过程研究现状
        1.2.1 经验公式法
        1.2.2 模型试验法
        1.2.3 数值模拟法
    1.3 泥沙运动
    1.4 尾矿坝防护措施研究现状
    1.5 本文研究内容及研究技术路线
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究技术路线
第2章 试验理论依据
    2.1 泥沙的起动原理
    2.2 泥沙的推移质运动
        2.2.1 泥沙的沉积率
        2.2.2 泥沙的冲刷率
        2.2.3 泥沙的推移质输沙率
    2.3 本章小结
第3章 模型试验
    3.1 工程背景
    3.2 试验尾矿砂材料特性
    3.3 模型试验设备及材料
    3.4 试验目的
    3.5 试验步骤
    3.6 本章小结
第4章 下游防护措施对溃坝砂流的影响分析
    4.1 不同拦挡坝形式对溃坝砂流的影响分析
        4.1.1 下游砂浆淤积厚度分析
        4.1.2 下游最终淹没范围分析
        4.1.3 结果分析
    4.2 砂浆浓度对溃坝砂流的影响分析
        4.2.1 下游砂浆淤积厚度分析
        4.2.2 下游最终淹没范围分析
        4.2.3 结果分析
    4.3 拦挡坝距离溃口距离对拦挡效果的影响分析
        4.3.1 下游砂浆淤积厚度分析
        4.3.2 下游最终淹没范围分析
        4.3.3 结果分析
    4.4 本章小结
第5章 下游防护措施对溃坝砂流影响的数值模拟分析
    5.1 数值模拟软件及原理介绍
    5.2 数值计算方法
        5.2.1 水流控制方程
        5.2.2 湍流模型
        5.2.3 泥沙模型
    5.3 数值模型建立
        5.3.1 几何模型建立与网格划分
        5.3.2 模型参数设定
        5.3.3 边界条件
    5.4 数值模拟结果
        5.4.1 下游砂浆淤积厚度数值模拟结果
        5.4.2 下游淹没范围数值模拟结果
    5.5 数据对比分析
        5.5.1 下游砂浆淤积厚度对比分析
        5.5.2 下游淹没范围对比分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3752229