[發明專利]尾礦庫潰壩災害防控方法

在審

• 申請號: 202211037121.4
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115098936A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 劉曉非;崔旋;周漢民;甘海闊;蔡紅;嚴俊;韓亞兵;郄永波;王新巖;蘇星月;張通;張樹茂;儲瑩
• 申請（專利權）人: 礦冶科技集團有限公司;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉文強

本發明涉及尾礦庫潰壩災害防治技術領域，具體涉及一種尾礦庫潰壩災害防控方法。該方法包括以下步驟：在第一工況下對尾礦庫進行潰壩數值模擬；確定各項潰壩防控設施參數的數值范圍；在步驟二中對各項參數的數值范圍內取不同數值進行組合，形成多種不同工況，并對每種工況進行潰壩數值模擬；確定最優潰壩防控設施參數作為第二工況；進行大型物理模型試驗，對比分析潰壩物理模型試驗結果與數值模擬計算結果，選取最優工況；最優工況下，在尾礦壩重要設施上游設置排導槽。本發明提供的防控方法能夠系統性減小尾礦庫潰壩對下游造成的災害，實現了潰壩泥砂流的攔擋截蓄、梯池消能和排導避險等綜合防控。

技術領域

本發明涉及尾礦庫潰壩災害防治技術領域，尤其是涉及一種尾礦庫潰壩災害防控方法。

背景技術

尾礦壩是一座人造的高勢能危險源，一旦發生潰壩，將對下游人民生命財產安全造成巨大影響。尾礦庫潰壩泥砂流具有高含水率、高勢能的特點，采用單一的攔擋壩需要在下游不同距離范圍內布置多座攔擋壩，這極大增加了工程投資；而且攔擋壩只能在尾礦庫潰決泥砂流下游流向方向布置，即使攔擋住部分泥砂流，也難以保證攔擋壩內的重要設施不被泥砂流覆蓋，采用攔擋壩一種設施進行災害控制難以達到預期效果。此外，現有技術給出了尾礦庫區及下游計算區域流場、泥石流、流量、流速變化過程等相關數據的方法，可用于估算潰壩泥石流造成的損失，但沒有給出如何采取工程措施減小尾礦庫潰壩對下游造成的災害。

發明內容

本發明的目的在于提供一種尾礦庫潰壩災害防控方法，以緩解現有的采用單一防控設施進行災害控制難以達到預期效果，以及沒有給出系統性的減小尾礦庫潰壩對下游造成災害的防控方法的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供的技術方案在于：

一種尾礦庫潰壩災害防控方法，包括以下步驟：

步驟一：在第一工況下對尾礦庫進行潰壩數值模擬，所述第一工況為尾礦壩下游不設置任何設施的工況；

步驟二：根據第一工況潰壩數值模擬結果、尾礦壩實際地形以及下游重要設施分布情況，確定各項潰壩防控設施參數的數值范圍；

步驟三：在步驟二中各項參數的數值范圍內取不同數值進行組合，形成多種不同工況，并對每種工況進行潰壩數值模擬；

步驟四：對比第一工況以及步驟三中每種工況的潰壩數值模擬結果，確定最優潰壩防控設施參數作為第二工況；

步驟五：進行大型物理模型試驗，對比分析潰壩物理模型試驗結果與數值模擬計算結果，選取最優工況；

步驟六：最優工況下，在尾礦壩重要設施上游設置排導槽。

更進一步的，步驟一中潰壩數值模擬的內容包括潰壩影響范圍、能量場分布以及沖擊作用場分布。

更進一步的，步驟二中潰壩防控設施參數包括：第一座攔擋壩距離初期壩腳的距離、第一座攔擋壩下游布置攔擋壩的數量、每座攔擋壩的壩高、兩座攔擋壩之間的間距、消能坎在每座攔擋壩下游的距離以及消能坎的高度。

更進一步的，步驟三中每種工況的潰壩數值模擬包括失穩破壞潰壩量數值模擬和漫頂沖刷潰壩量數值模擬。

更進一步的，所述失穩破壞潰壩量數值模擬的潰壩量根據失穩破壞最小安全系數對應的滑弧部分和洪水作用下的沖刷部分確定。

更進一步的，所述漫頂沖刷潰壩量數值模擬的潰壩量根據尾礦庫內現有水量、洪水量及洪水沖刷作用下漫頂潰壩沖刷尾礦漿體流動量確定。

更進一步的，步驟四中對比潰壩數值模擬結果為對比尾礦壩潰決泥砂流演進情況，包括尾砂下泄淤深時間分布、尾砂流速分布和尾砂沖擊力。

更進一步的，步驟五中對第二工況進行大型物理模型試驗，當潰壩物理模型試驗結果與數值模擬計算結果偏差在10%以內時，選取第二工況為最優工況；當偏差超過10%時，調整步驟三的潰壩量，重復進行步驟三以后的各步驟。