尾礦庫(kù)泄洪能力水工模型研究

余衛(wèi)紅 李耀斌

山西安運(yùn)安環(huán)科技有限公司 山西 運(yùn)城 044000

目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，各行各業(yè)都在迅速發(fā)展，河流湖泊的資源開發(fā)和利用已經(jīng)處于一個(gè)極高的階段，而大量的泄洪排洪的水壩也在不斷地施工建造之中，特別是重工業(yè)所需要用到的尾礦庫(kù)泄洪壩，這一類型水壩，是經(jīng)過(guò)溢流道，將極多的廢水排出，泄流集中。排放的功率相對(duì)而言較大。而泄洪和防沖撞的相關(guān)情況更加突出，所以對(duì)尾礦庫(kù)泄洪壩的探索，對(duì)于重工業(yè)有著極為重要的影響。

一、尾礦庫(kù)泄洪概述

尾礦庫(kù)是一個(gè)比較大的系統(tǒng)，尾礦庫(kù)在運(yùn)行的過(guò)程中，為了能夠讓尾礦澄清水和洪水系統(tǒng)全面的排出堤壩之外，防止出現(xiàn)嚴(yán)重后果，并且有效的回收循環(huán)利用，使周圍的生產(chǎn)用水能夠滿足，就需要嚴(yán)格按照要求建造排洪建筑，這一類構(gòu)筑物能夠有效的確定堤壩的外表面和整體以及尾礦庫(kù)都能夠穩(wěn)定運(yùn)行，尾礦排洪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要滿足平常排礦漿或灰水的要求，也要考慮排出庫(kù)內(nèi)所集洪水的情況。

尾礦庫(kù)的排洪系統(tǒng)和水庫(kù)排洪系統(tǒng)在很多方面都有極大的不同，尾礦庫(kù)的排洪系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)不但需要及時(shí)地全面排出庫(kù)區(qū)的澄清水和洪水，并且需要確避免尾礦庫(kù)排洪系統(tǒng)泄漏，也就是防止出現(xiàn)排水不排沙的現(xiàn)象。進(jìn)水構(gòu)筑物一般極為明顯的特征就是根據(jù)尾礦壩堆積的物質(zhì)不斷升高的情況，逐漸往庫(kù)后進(jìn)行延長(zhǎng)以及抬升，需要對(duì)于進(jìn)水口的高程或者進(jìn)水平面的位置不斷的進(jìn)行調(diào)整，確定水庫(kù)內(nèi)的澄清距離可以保障其防止尾砂從排洪系統(tǒng)發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。在尾礦庫(kù)使用到中、后期的時(shí)候，進(jìn)水構(gòu)筑物的大部分區(qū)域都會(huì)被尾砂所掩埋，上覆堆積尾砂一般在幾十米到上百米的范圍之內(nèi)。尾礦堆積壩這種相對(duì)而言較為獨(dú)特的筑壩，從根本上使得尾礦庫(kù)的排洪系統(tǒng)對(duì)于尾礦庫(kù)的穩(wěn)定使用起到極為重要的影響，如果排洪系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障或洪水排泄不順暢，就會(huì)造成的及其嚴(yán)重的后果和危害，甚至?xí)a(chǎn)生災(zāi)害性的惡果。

二、尾礦庫(kù)泄洪能力水工模型實(shí)驗(yàn)

1、方法

本文中的實(shí)驗(yàn)主要按照某公司所屬的某鐵礦工程的概況和模型作為其實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)，為了能夠使尾礦庫(kù)泄洪能力效能井部分的模型更加符合實(shí)際需要，在進(jìn)行前期準(zhǔn)備的時(shí)候，工作人員需要對(duì)尾礦庫(kù)泄洪時(shí)候的具體情形做出更加嚴(yán)格的實(shí)地考察，對(duì)于有可能會(huì)產(chǎn)生的一些情況，需要在一定數(shù)值和理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行模擬。對(duì)于實(shí)地區(qū)域所進(jìn)行考察的一些參數(shù)及其數(shù)值，按照1： 100的比例進(jìn)行建模實(shí)驗(yàn)，對(duì)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)和創(chuàng)作。

2、測(cè)量方法與設(shè)備

這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要根據(jù)的是，如何進(jìn)行控制變量的一些法規(guī)和原則，工作人員需要進(jìn)行對(duì)某一變量實(shí)驗(yàn)中效能井內(nèi)的水體的量變來(lái)進(jìn)行控制，從而得出一些和實(shí)驗(yàn)有關(guān)的相應(yīng)的結(jié)論。工作人員在距離井底還有五層的地方，需要總共布置出24個(gè)測(cè)壓孔，對(duì)于井底段管壁進(jìn)水口的中軸面的管子的頂部上方一端0.5米切點(diǎn)的地方，和管子下方一端0.5米切點(diǎn)的地方需要布置兩個(gè)測(cè)壓孔，在排水隧洞的進(jìn)口處以及漸變段頂部，需要總共布置出五個(gè)測(cè)壓孔進(jìn)行測(cè)量，在后方的排水隧洞底部的第一個(gè)測(cè)壓孔需要布置在距離排水隧洞進(jìn)口出漸變末端起坡斷面6.25米的位置，之后，每隔12.5米需要布置一個(gè)新的測(cè)壓孔?？偣残枰惭b63個(gè)測(cè)壓孔進(jìn)行測(cè)量，墻壁表面的壓力使用測(cè)壓管進(jìn)行測(cè)量。而水庫(kù)水位使用設(shè)在箱體側(cè)面的內(nèi)徑為兩厘米的玻璃旁通管結(jié)合鋼尺進(jìn)行測(cè)量。而井內(nèi)的水位其波動(dòng)較為明顯，所以使用設(shè)置在井底的九個(gè)測(cè)壓管對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，并且算出平均值。小流量的水使用90度的三角形薄壁量水器進(jìn)行測(cè)量就可以了，而大流量的水位需要使用矩型薄壁量水器進(jìn)行測(cè)量。量水器的水位一般情況下使用量水器表面的旁通管，加上水位測(cè)針進(jìn)行測(cè)量。而水流流態(tài)一般情況下，使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)將其不同的情況進(jìn)行錄制，特別是對(duì)于不同的實(shí)驗(yàn)工況下的較為典型的流態(tài)，需要使用照相機(jī)同時(shí)進(jìn)行拍攝，將其比較典型的流態(tài)圖拍出。

3、試驗(yàn)及結(jié)果分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和分析可以看出，在實(shí)驗(yàn)中的排水口的數(shù)量以及水頭長(zhǎng)度不會(huì)出現(xiàn)變化的時(shí)候，排水口的流量相對(duì)而言就更少，進(jìn)水口的流態(tài)及井內(nèi)水舌的流態(tài)和排水口的流態(tài)相對(duì)而言比較平穩(wěn)，而且井內(nèi)壓力較為穩(wěn)定，在使用的過(guò)程中更加安全。如果排水口的整體數(shù)量及水頭長(zhǎng)度增加的時(shí)候，整體水流的流量以及進(jìn)水口流態(tài)和井內(nèi)水深的流態(tài)，以及排水口的情況，都會(huì)在很大程度上出現(xiàn)飽和或是超飽和的情況。井內(nèi)的壓力極其不穩(wěn)定，并且很容易造成極大的危害，甚至釀成極為嚴(yán)重的后果。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)不同的實(shí)驗(yàn)可以看出，排水井從第一排的十個(gè)排水窗口開始，泄流水頭和流量的關(guān)系，以及排水井從第14排十個(gè)排水窗開始泄流的水頭和泄流量的關(guān)系，以及排水井從最上頭的進(jìn)水口的泄流水頭和泄流量的關(guān)系。排水隧洞泄流時(shí)排水井內(nèi)水位和排水隧洞泄流量的具體關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，只能供給設(shè)計(jì)施工進(jìn)行參考，使用控制變量法，對(duì)于排水口有差異的情況進(jìn)行試驗(yàn)，得到較為準(zhǔn)確的最終的參考數(shù)據(jù)。在排水的速度達(dá)到一定的程度的時(shí)候，需要重視水流的變化是有可能帶來(lái)的一些影響。需要避免因?yàn)樾芫霈F(xiàn)水流沖撞而發(fā)生危害的現(xiàn)象。