尾矿库溃坝环境风险预测方法实例研究

现行的《建设项目环境风险评价技术导则》主要是针对有毒有害物质的泄漏、火灾和爆炸事故,对于尾矿库环境风险评价可操作性差,存在评价方法及预测模式不适应的问题。目前已报道的尾矿库溃坝预测模式主要有坝高倍数估算法、经验公式法和二维数值模拟法。对不同的模式做了对比分析,并通过联合应用水库溃坝模式和泥石流模式对南方某山谷型金矿尾矿库的溃坝进行了实例研究。结果表明,水库溃坝模式更适用于洪水漫顶型溃坝,泥石流模式更适用于饱和失稳溃坝。2种模式联合应用的方法具有较强的可操作性。实例研究得该尾矿库溃坝的应急响应时间非常短,溃坝后160 s尾砂流就能淹没下游1 000 m的距离,尾砂堆积厚度超过1 m的距离达到1.2 km,最大影响距离达到1.7 km,对下游居民造成严重影响,预测结果为该金矿环评确定风险安全距离、环境风险应急预案的编制提供了重要的依据。     

国内尾矿库物理模型试验研究现状分析*

为提高尾矿库物理试验的科学性与可靠性,采用文献资料收集与分析方法,对国内尾矿库物理模型试验的研究现状与主要成果进行梳理和归纳;总结试验模型存在的问题与不足。结果表明:溃坝机理试验主要研究了管涌渗透、洪水漫顶、地震作用下的溃坝及其演化过程;下游演进试验主要揭示了溃坝过程中泥深、冲击力、流速、泄砂量、淹没范围等时空分布规律;稳定性评价试验主要利用物理试验得到的浸润线位置、尾砂沉积分布等数据建立数值模型,对尾矿库筑坝过程、不同工程状况下的稳定性进行分析;防护试验主要对坝体加筋及拦挡坝防护效果等进行研究。从溃坝机理与过程、溃坝主要影响因素、溃坝下泄物运移过程、物理模型设计和构建、监测技术和手段等方面提出相应的研究建议,供研究学者参考借鉴。     

“最亮的那块玻璃”碎了

2月22日2时20分,山西焦煤集团西山煤电公司屯兰煤矿南四采区发生特别重大瓦斯爆炸事故,造成78人死亡、114人受伤,其中重伤5人。而就在事故发生前两天,即2月20日,山西省政府召开全省安全生产工作会议,省长王君亲自参加会议,会议开了整整一天,在这次会上,王君,这位在去年9月正在牵头组织调查“山西襄汾尾矿库溃坝事故”的国家安监总局局长就地转为山西省代省长,代替因事故请辞的原省长孟学农,说出了一句被认为是“名言”的话“我们已经哭不起了。”     

尾矿坝溃坝模型研究及应用

根据多个大坝的实际溃决资料,提出尾矿坝溃坝的数学模型,该模型考虑尾矿的物理力学性质及其在流动中的变形,适合溃坝砂流下泄流量变幅大的特点。并就尾矿坝溃坝后泥石流对坝下游的影响提出预测的方法,该方法确定了泄砂总量、溃坝口平均宽度、坝址最大砂流量、坝址流量过程线等溃坝的重要参数。最后利用数学模型对某尾矿库溃坝砂流进行了预测,并指出该坝下游人员的撤离高程,为防灾减灾以及保护人民生命财产安全等起到了积极作用。     

矿山安全,别等出人命再抓

据了解,我国正在全国范围内开展一次矿山尾矿综合利用情况摸底调查.工业和信息化部有关负责人介绍说,现有大量堆存的尾矿不仅占用土地、浪费资源、污染环境,同时还存在很大的安全隐患,山西临汾襄汾县新塔矿业有限公司尾矿库溃坝事故就是一次血的教训.     

梯级水库防洪应急调度的模拟分析

梯级水库中的上游水库遭遇不利的突发事件而发生溃坝,会给下游水库及防护区带来严重的洪灾损失.以岗南、黄壁庄梯级水库为例,拟定岗南水库遭遇地震的突发事件,确定了水库溃坝工况,建立溃坝洪水计算模型,对岗南水库在不同预泄时长后溃坝的洪水过程进行模拟,黄壁庄水库针对上游入库溃坝洪水采用按调度规则调洪和以最大泄洪能力泄流两种溃坝应急调度方式进行模拟分析.结果表明:有预泄的溃坝调度可以在一定程度上缓解岗南水库溃坝洪水对下游造成的洪灾损失,且预泄时间越长缓解程度越明显;黄壁庄水库的两种调度方式都能保证水库自身安全,但从出库洪水对下游防护区的洪灾损失大小角度考虑,按调度规则调洪优于以最大泄洪能力泄流的方式.     

尾矿库溃坝模型探讨

针对尾矿库日常工作中需要对其溃坝可能造成的危害及危害范围进行估计而又没有成熟的模型可用的情况,采用工程类比法,根据泥石流以及水库溃坝等方面的工程经验和数学模型,经过对其相似之处进行类比,并对原有模型进行适当调整,以期得出尾矿库溃坝所形成泥石流的数学模型,并求出其冲击范围和破坏能力,可以为尾矿库的应急管理工作和选址决策提供一个相对成熟和稳定的方法。     

基于GDEM-PDyna的尾矿库溃坝三维数值模拟分析研究*

为进一步探究尾矿坝溃决后特有泥石流运移规律,掌握坝体破坏前至溃坝结束全流程发展状态,依托广东省某案例尾矿库为研究对象,采用基于有限元与离散元耦合方法的GDEM-PDyna软件构建泥石流类流体下泄演化数值模型,开展尾矿坝溃决演化分析,动态模拟尾矿库溃决过程中泥砂运动规律及淹没范围,并与MIKE 21软件计算结果进行对比。研究结果表明:尾矿坝溃决后,泥石流类流体流速升高、持续时间较短且尾砂流量发展迅速,2种模拟方法对比结果表明溃坝后坝基位置下泄流量变化与下游敏感点溃坝淹没深度变化情况一致。研究结果可为实现尾矿库下游重点区域灾害评估提供量化支撑,可有效提高尾矿坝溃决后灾害影响评估的精准性。     

尾矿库溃坝风险定量评价方法探讨

针对目前尾矿库安全评价中无定量评价尾矿库溃坝风险的现状,坝体稳定性计算中未考虑到坝体实际为非均质体的特点,本文提出将容重、内摩擦角和凝聚力三者视为随机变量,采用蒙特卡洛模型计算尾矿坝溃坝失效概率;综合运用水文学、水动力学、非牛顿流体的运动理论,建立尾矿库溃坝后尾矿下泄模型,以计算溃坝淹没范围;综合考虑尾矿库溃坝后生命损失、财政损失和环境损失,计算尾矿库溃坝风险损失度;最终确定尾矿库溃坝风险度,以期提高尾矿库安全评价技术、确保尾矿库安全健康运行.