金属矿山

作者：敬小非,毛菁鑫,李小双,谢东旭,聂闻,巫尚蔚

单位：1. 重庆科技学院安全工程学院,重庆 401331;2. 绍兴文理学院土木工程学院,浙江 绍兴 312000;3. 重庆一零七市政建设工程有限公司,重庆 401120;4. 金属矿山安全与健康国家重点实验室,安徽 马鞍山 243000

关键词：尾矿库,漫顶,侵蚀破坏机理,溃口扩展过程, 研究进展,展望 ,

基金：国家自然科学基金项目(编号:51974051);中国职业安全与健康协会项目(编号:CXCY-2021-19);重庆科技学院自制教学仪器设备项目(编号: ZZSB2019013 ); 贵 州 省 科 技 计 划 项 目 ( 编 号: 黔 科 合 支 撑 [ 2022 ] 一 般 229 ); 山 东 省 自 然 科 学 基 金 项 目 ( 编 号:ZR2022ME188);重庆科技学院科技创新项目(编号:YKJCX2120721)。

洪水漫顶是尾矿库事故的主要类型之一,深入认识尾矿坝漫顶侵蚀破坏机理及过程对于促进尾矿库防灾减灾具有重要意义。 为探析尾矿坝漫顶破坏机理,有效预测洪水漫顶事故灾害过程,近年来诸多学者进行了深入研究,涌现出了一系列优秀成果,为尾矿坝洪水漫顶灾害防治提供了科学指导。 对国内外尾矿坝漫顶破坏研究成果进行了梳理和归纳,从模型试验、数学模型、数值模拟等方面深入剖析了尾矿坝漫顶侵蚀破坏研究进展,研究结果阐明了漫顶水流作用下尾矿坝溃口发展与尾砂流下泄演进的时空规律,揭示了尾矿坝漫顶侵蚀破坏机理。 但也存在诸多不足之处:① 在物理模型试验方面,目前主要通过单因素试验进行溃坝过程与影响分析,没有充分考虑坝体堆积方式、边界条件、材料力学特性等多因素耦合影响,导致试验结果与实际情况存在较大误差。 ② 在数学模型分析方面,现阶段仍借鉴土石坝的理论与公式,但尾矿坝与土石坝存在结构形状、坝体材料、堆筑工艺及库容等区别,形成的泥石流性质也存在各种差异,得出的结论与真实尾矿坝漫顶溃坝存在较大误差;其次目前的尾矿库漫顶溃坝预测数学模型均考虑的是未加筋尾矿坝的洪水漫顶破坏预测,而筋带对尾矿坝的洪水漫顶溃口发展将具有重要影响。 ③ 在数值模拟计算方面,由于地形实测资料存在精度偏差和缺少相对应的大尺度模型试验验证,导致其计算结果的可信度难以保证。 针对以上问题,展望了未来的研究方向:① 采用多尺度试验模型,将大尺寸模型试验与小比尺试验相结合进行探究与相互验证;② 研制更为精密的新型土壤采集仪器获取土壤侵蚀系数,完善现有的土壤侵蚀速率模型;③ 以多因素耦合作用下的尾矿坝漫顶溃坝侵蚀过程的模型试验为基础,开发更为完备的数学模型进行数值模拟计算。

来源：2023年第05期

《金属矿山》期刊编辑部

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