尾矿库泄洪能力水工模型研究

余卫红 李耀斌

山西安运安环科技有限公司 山西 运城 044000

目前我国的经济水平不断提高，各行各业都在迅速发展，河流湖泊的资源开发和利用已经处于一个极高的阶段，而大量的泄洪排洪的水坝也在不断地施工建造之中，特别是重工业所需要用到的尾矿库泄洪坝，这一类型水坝，是经过溢流道，将极多的废水排出，泄流集中。排放的功率相对而言较大。而泄洪和防冲撞的相关情况更加突出，所以对尾矿库泄洪坝的探索，对于重工业有着极为重要的影响。

一、尾矿库泄洪概述

尾矿库是一个比较大的系统，尾矿库在运行的过程中，为了能够让尾矿澄清水和洪水系统全面的排出堤坝之外，防止出现严重后果，并且有效的回收循环利用，使周围的生产用水能够满足，就需要严格按照要求建造排洪建筑，这一类构筑物能够有效的确定堤坝的外表面和整体以及尾矿库都能够稳定运行，尾矿排洪系统的设计既要满足平常排矿浆或灰水的要求，也要考虑排出库内所集洪水的情况。

尾矿库的排洪系统和水库排洪系统在很多方面都有极大的不同，尾矿库的排洪系统一般来说不但需要及时地全面排出库区的澄清水和洪水，并且需要确避免尾矿库排洪系统泄漏，也就是防止出现排水不排沙的现象。进水构筑物一般极为明显的特征就是根据尾矿坝堆积的物质不断升高的情况，逐渐往库后进行延长以及抬升，需要对于进水口的高程或者进水平面的位置不断的进行调整，确定水库内的澄清距离可以保障其防止尾砂从排洪系统发生泄漏的现象。在尾矿库使用到中、后期的时候，进水构筑物的大部分区域都会被尾砂所掩埋，上覆堆积尾砂一般在几十米到上百米的范围之内。尾矿堆积坝这种相对而言较为独特的筑坝，从根本上使得尾矿库的排洪系统对于尾矿库的稳定使用起到极为重要的影响，如果排洪系统一旦出现故障或洪水排泄不顺畅，就会造成的及其严重的后果和危害，甚至会产生灾害性的恶果。

二、尾矿库泄洪能力水工模型实验

1、方法

本文中的实验主要按照某公司所属的某铁矿工程的概况和模型作为其实践标准，为了能够使尾矿库泄洪能力效能井部分的模型更加符合实际需要，在进行前期准备的时候，工作人员需要对尾矿库泄洪时候的具体情形做出更加严格的实地考察，对于有可能会产生的一些情况，需要在一定数值和理论的基础上进行模拟。对于实地区域所进行考察的一些参数及其数值，按照1： 100的比例进行建模实验，对模型进行设计和创作。

2、测量方法与设备

这个实验主要根据的是，如何进行控制变量的一些法规和原则，工作人员需要进行对某一变量实验中效能井内的水体的量变来进行控制，从而得出一些和实验有关的相应的结论。工作人员在距离井底还有五层的地方，需要总共布置出24个测压孔，对于井底段管壁进水口的中轴面的管子的顶部上方一端0.5米切点的地方，和管子下方一端0.5米切点的地方需要布置两个测压孔，在排水隧洞的进口处以及渐变段顶部，需要总共布置出五个测压孔进行测量，在后方的排水隧洞底部的第一个测压孔需要布置在距离排水隧洞进口出渐变末端起坡断面6.25米的位置，之后，每隔12.5米需要布置一个新的测压孔。总共需要安装63个测压孔进行测量，墙壁表面的压力使用测压管进行测量。而水库水位使用设在箱体侧面的内径为两厘米的玻璃旁通管结合钢尺进行测量。而井内的水位其波动较为明显，所以使用设置在井底的九个测压管对其进行测量，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进行测量就可以了，而大流量的水位需要使用矩型薄壁量水器进行测量。量水器的水位一般情况下使用量水器表面的旁通管，加上水位测针进行测量。而水流流态一般情况下，使用数字摄像机将其不同的情况进行录制，特别是对于不同的实验工况下的较为典型的流态，需要使用照相机同时进行拍摄，将其比较典型的流态图拍出。

3、试验及结果分析

通过实验，根据相关数据进行总结和分析可以看出，在实验中的排水口的数量以及水头长度不会出现变化的时候，排水口的流量相对而言就更少，进水口的流态及井内水舌的流态和排水口的流态相对而言比较平稳，而且井内压力较为稳定，在使用的过程中更加安全。如果排水口的整体数量及水头长度增加的时候，整体水流的流量以及进水口流态和井内水深的流态，以及排水口的情况，都会在很大程度上出现饱和或是超饱和的情况。井内的压力极其不稳定，并且很容易造成极大的危害，甚至酿成极为严重的后果。

结束语

通过不同的实验可以看出，排水井从第一排的十个排水窗口开始，泄流水头和流量的关系，以及排水井从第14排十个排水窗开始泄流的水头和泄流量的关系，以及排水井从最上头的进水口的泄流水头和泄流量的关系。排水隧洞泄流时排水井内水位和排水隧洞泄流量的具体关系。根据实验得出的结果，只能供给设计施工进行参考，使用控制变量法，对于排水口有差异的情况进行试验，得到较为准确的最终的参考数据。在排水的速度达到一定的程度的时候，需要重视水流的变化是有可能带来的一些影响。需要避免因为效能井出现水流冲撞而发生危害的现象。