本钢歪头山尾矿库泄水系统安全稳定分析

摘要

中国现有国有矿山8840多座,年尾矿排放量达3亿吨以上,尾矿库约1500座.而且多数尾矿库的地理位置十分重要,选址时很难避开生态敏感区或人口密集区.有的位于大江、大湖、重要水源地上游,有的位于重要公交设施上游,有的在密集的居民区上游.因此,在中国尾矿库的安全性显得更加重要.该文针对本钢歪头山铁矿小西沟尾矿库加高增容工程,采用水力模型试验辅以数值分析的方法,分析研究其防洪安全性和排水系统的泄流稳定性.通过水力模型试验实测排水系统堰流和管流的流量系数以及堰流和管流的分界水头,采用实测参数进行体调洪演算,计算结果表明尾矿库防洪安全性比设计值更高.通过布设压强传感器实测排水系统的压强,结果表明排水系统不会发生气蚀.通过排水系统水力模型的消能实验研究,得出经济合理的消力井深度为1.5m.水力模型试验和数值模拟结果均表明排水系统在泄流时不会发生共振,而且数值模拟结果表明排水系统溢水塔的最大拉应力和压应力都较小,不会因强度不足而发生破坏.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1选题背景

1.2尾矿设施的特点与现状

1.2.1尾矿设施概述

1.2.2尾矿库现状与特点

1.2.3尾矿设施安全

1.2.4尾矿库排水系统试验研究现状

1.3本文工作

1.4本章小结

第二章 尾矿库洪水计算与调洪演算

2.1洪水计算与调洪演算所需资料

2.1.1尾矿及尾矿库资料

2.1.2洪水计算所需资料

2.1.3调洪演算所需资料

2.1.4尾矿库回水计算所需资料

2.2洪水计算

2.2.1设计洪峰流量

2.2.2设计洪水总量

2.2.3设计洪水过程线

2.2.4洪水计算成果及分析

2.3调洪演算

2.3.1调洪演算公式

2.3.2调洪演算结果

2.4尾矿库回水计算

2.4.1径流量

2.4.2尾矿来水量

2.4.3蒸发量

2.4.4渗漏损失量

2.4.5回水量计算

2.5本章小结

第三章 尾矿库排水系统模型设计

3.1水力模型试验概述

3.1.1水力模型试验的意义

3.1.2水力模型试验发展简史

3.2排水系统水力模型设计

3.2.1模型设计理论基础

3.2.2水力模型设计

3.2.3框架式溢水塔模型设计

3.2.4水力模型糙率设计

3.3本章小结

第四章 尾矿库排水系统水力模型试验研究

4.1排水系统泄流能力分析

4.1.1流态及水力现象

4.1.2泄流能力分析

4.2排水系统压强分布

4.3消力井消能效率分析

4.4本章小结

第五章 尾矿库溢水塔泄流稳定分析

5.1荷载特性分析

5.1.1水流脉动壁压的产生机理

5.1.2水流脉动压力的分析方法

5.1.3水流脉动压力分析

5.2自振特性分析

5.2.1空库时的自振频率

5.2.2库水对溢水塔系统自振特性的影响

5.3 ANSYS数值分析

5.3.1 ANSYS简介

5.3.2塔体建模

5.3.3模态分析

5.3.4加载分析

5.3.5结果分析

5.4本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢