基于不同溃口形态的尾矿坝溃决泥浆流动特性试验研究.docx

第33卷第3期岩土力学Vbl．33NO．32012年3月RockandSollMechanicsMar．2012文章编号l1000—7598(2012)03—0745--08基于不同溃口形态的尾矿坝溃决泥浆流动特性试验研究敬小非1一，尹光志1，魏作安1，张千贵1，王孟来1(1．重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400030；2．重庆科技学院安全工程学院，重庆401331)摘要：以云南玉溪矿业有限公司秧田箐尾矿库设计资料为依托，依据相似原则，采用重庆大学自行研制开发的尾矿坝溃决破坏模拟试验台，基于尾矿坝溃决的口门形态，探索了坝体在l／4、1／2以及全部瞬间溃决3种情况下的下泄泥浆流动特性。试验结果表明：(1)溃坝12门形态对下泄泥浆的冲击力、淹没范围以及演进规律有较大的影响；(2)泥浆在下游各特征过流断面处的演进规律具有较明显的龙头衰减过程，龙头速度较大，泥深以及泥浆冲击力呈现小．大一小的分布，具有较长的拖尾衰减现象；(3)随着溃12逐渐加大，泥浆在下游同一过流断面处的冲击力和泥深呈明显增大趋势，其增大趋势表现为非线性；(4)泥浆流态在下游900弯道处发生强烈扰动，在弯道内侧出现涡流现象，而在外侧出现反射现象，瞬间全溃下泄泥浆形成的涡流范围和反射波强度较坝体l／2和1／4溃决情况明显；(5)受溃口形态影响，下泄泥浆龙头到达同一过流断面的时间也不同，全溃泥浆龙头到达下游同一过流断面处的时间远小于坝体1／2和l／4溃决情况。同时，随着溃口的不断减小，同一断面处泥浆冲击力峰值呈减弱趋势，到达峰值的时间也相应推迟。研究成果为不同溃坝口门形态下的尾矿坝渍决泥浆流动特性的深入认识提供了参考。同时，对指导矿山企业的防灾减灾工作具有重要的现实意义。关键词：尾矿坝工程；渍决口门；流动特性；大型三维模拟试验中图分类号：TD853．34文献标志码：AStudyoftailingsdam—breaksurgeswithfloatingslurryinmodelexperimentindifferentcollapsegatesJINGXiao—feil，2，YINGuang．zhil，WEIZuo—anl，ZHANGQian—guil，WANGMeng—lail(1．StateKeyLaboratoryofCoalMineDisasterDynamicsandControl，ChongqingUniversity,Chongqing400030，China；2．SchoolofSafetyEngineering．ChongqingUniversityofScienceTechnology,Chongqing401331，China)Abstract：BasedonthesimilaritytheoryandthedesigndataofYangtianqingtailingsimpoundmentsofYuxiMiningCo．，Ltd．inYunnanprovince，aseriesoflaboratorysimulationmodelexperimentsoftailingsdam—breaksurgeswithfloatingdebrisindifferentcollapseforms(1／4，1／2andtheentireinstantaneouscollapse)werecarriedoutinauniformgeometryflumeofCollegeofResourcesandEnvironmentalScience．Theflowcharacteristicsofslurryfromtailingsdam—breakhadbeexploredinthesimulationmodelexperiments．Theexperimentalresultsshow：(1)Thecollapsegateoftailingsdamhasanobviousinfluenceontheimpactstress，depthandevolutioncharacteristicsofslurryfromtailingsdam．break．(2)Theslurryevolutioncourseatthesectionsofdowns廿eamhasanobviousattenuationphenomenon，andtheslurryflowsfasterinthefront，thedepthandtheimpactstressvaryalongthelongtrail．(3)Withthecollapsegateaugmenting，theimpactstressandtheslurrydepthisincreasedobviouslyatasam