拦挡坝对尾矿库溃决泥沙缓冲效应研究_安全专业.doc

摘要:随着社会的发展，人们越来越频繁的进行矿产资源地开采。我国是一个资源丰富的国家，也是世界上资源开采量和需求量最大的国家之一。伴随着人们的采矿作业，采取有价值矿产品的同时排出了废渣，从而出现了大量的尾矿库。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流重大危险源，其灾害所带来的损失相当可怕。本文根据云南秧田箐尾矿库为研究对象，通过理论分析、数值模拟相结合的研究方法，对尾矿库溃决后在库区下游1km修筑拦挡坝（20×20m）对泥沙的缓冲效应进行系统的研究，并用FLUENT3D软件模拟尾矿库溃决后泥沙的流动情况。本文主要研究成果如下：分析拦挡坝在尾矿库溃决泥沙流体的作用；利用FLUENT3D软件对尾矿库溃决进行模拟，研究泥沙流体在向下游流动过程中的速度、泥深、冲击力变化规律；基于泥石流能量耗散理论，得出拦挡坝可以有效减缓泥沙流体对下游的冲击；提出尾矿库溃决的防治措施以及尾矿库安全管理、安全监测措施，为尾矿库的设计与管理提供必要的参考。

关键词：拦挡坝 尾矿库 溃决模拟 FLUENT3D

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪 论-1

1.1引言-1

1.2国内外研究现状-2

1.2.1尾矿库溃坝数值模拟研究现状-2

1.2.2泥石流运动研究现状-3

1.3论文研究目的、主要内容和技术路线-5

1.3.1研究目的-5

1.3.2研究内容-5

1.3.3研究方法与技术路线-5

2 尾矿库概况-7

2.1尾矿库简介-7

2.1.1山谷型尾矿库及其特点-7

2.1.2上游式堆积坝及其特点-7

2.1.3尾矿库的安全等别-7

2.2云南秧田箐尾矿库工程概况-8

3 流体力学与FLUENT3D计算理论研究-10

3.1流体力学理论研究-10

3.1.1计算流体力学特征-10

3.1.2流体力学基本方程-10

3.2FLUENT3D计算理论研究-12

3.2.1计算理论-12

3.2.2计算原理-13

3.2.2计算过程-13

4 尾矿库溃决泥沙缓冲效应研究-15

4.1数值模拟准备-15

4.1.1模型简化与假设-15

4.1.2材料特性与参数-15

4.1.3数值计算分析-16

4.2溃决泥沙泥深变化规律-16

4.2.1泥深分布规律-16

4.2.2断面泥深分析-18

4.3泥沙溃决速度变化规律-19

4.3.1速度分布规律-19

4.3.2断面速度分析-20

4.4泥沙溃决压力变化规律-22

4.4.1压力分布规律-22

4.4.2断面冲击力数据分析-24

4.5泥石流能量耗散理论-24

4.5.1泥石流运动能量损失方程-24

4.5.2溃决泥沙流运动能量损耗规律-25

5 结论与建议-27

5.1结论-27

5.2建议-27

参考文献-29

致 谢-31