尾礦庫泄洪能力水工模型研究

余衛紅 李耀斌

山西安運安環科技有限公司 山西 運城 044000

目前我國的經濟水平不斷提高，各行各業都在迅速發展，河流湖泊的資源開發和利用已經處于一個極高的階段，而大量的泄洪排洪的水壩也在不斷地施工建造之中，特別是重工業所需要用到的尾礦庫泄洪壩，這一類型水壩，是經過溢流道，將極多的廢水排出，泄流集中。排放的功率相對而言較大。而泄洪和防沖撞的相關情況更加突出，所以對尾礦庫泄洪壩的探索，對于重工業有著極為重要的影響。

一、尾礦庫泄洪概述

尾礦庫是一個比較大的系統，尾礦庫在運行的過程中，為了能夠讓尾礦澄清水和洪水系統全面的排出堤壩之外，防止出現嚴重后果，并且有效的回收循環利用，使周圍的生產用水能夠滿足，就需要嚴格按照要求建造排洪建筑，這一類構筑物能夠有效的確定堤壩的外表面和整體以及尾礦庫都能夠穩定運行，尾礦排洪系統的設計既要滿足平常排礦漿或灰水的要求，也要考慮排出庫內所集洪水的情況。

尾礦庫的排洪系統和水庫排洪系統在很多方面都有極大的不同，尾礦庫的排洪系統一般來說不但需要及時地全面排出庫區的澄清水和洪水，并且需要確避免尾礦庫排洪系統泄漏，也就是防止出現排水不排沙的現象。進水構筑物一般極為明顯的特征就是根據尾礦壩堆積的物質不斷升高的情況，逐漸往庫后進行延長以及抬升，需要對于進水口的高程或者進水平面的位置不斷的進行調整，確定水庫內的澄清距離可以保障其防止尾砂從排洪系統發生泄漏的現象。在尾礦庫使用到中、后期的時候，進水構筑物的大部分區域都會被尾砂所掩埋，上覆堆積尾砂一般在幾十米到上百米的范圍之內。尾礦堆積壩這種相對而言較為獨特的筑壩，從根本上使得尾礦庫的排洪系統對于尾礦庫的穩定使用起到極為重要的影響，如果排洪系統一旦出現故障或洪水排泄不順暢，就會造成的及其嚴重的后果和危害，甚至會產生災害性的惡果。

二、尾礦庫泄洪能力水工模型實驗

1、方法

本文中的實驗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踐標準，為了能夠使尾礦庫泄洪能力效能井部分的模型更加符合實際需要，在進行前期準備的時候，工作人員需要對尾礦庫泄洪時候的具體情形做出更加嚴格的實地考察，對于有可能會產生的一些情況，需要在一定數值和理論的基礎上進行模擬。對于實地區域所進行考察的一些參數及其數值，按照1： 100的比例進行建模實驗，對模型進行設計和創作。

2、測量方法與設備

這個實驗主要根據的是，如何進行控制變量的一些法規和原則，工作人員需要進行對某一變量實驗中效能井內的水體的量變來進行控制，從而得出一些和實驗有關的相應的結論。工作人員在距離井底還有五層的地方，需要總共布置出24個測壓孔，對于井底段管壁進水口的中軸面的管子的頂部上方一端0.5米切點的地方，和管子下方一端0.5米切點的地方需要布置兩個測壓孔，在排水隧洞的進口處以及漸變段頂部，需要總共布置出五個測壓孔進行測量，在后方的排水隧洞底部的第一個測壓孔需要布置在距離排水隧洞進口出漸變末端起坡斷面6.25米的位置，之后，每隔12.5米需要布置一個新的測壓孔。總共需要安裝63個測壓孔進行測量，墻壁表面的壓力使用測壓管進行測量。而水庫水位使用設在箱體側面的內徑為兩厘米的玻璃旁通管結合鋼尺進行測量。而井內的水位其波動較為明顯，所以使用設置在井底的九個測壓管對其進行測量，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行測量就可以了，而大流量的水位需要使用矩型薄壁量水器進行測量。量水器的水位一般情況下使用量水器表面的旁通管，加上水位測針進行測量。而水流流態一般情況下，使用數字攝像機將其不同的情況進行錄制，特別是對于不同的實驗工況下的較為典型的流態，需要使用照相機同時進行拍攝，將其比較典型的流態圖拍出。

3、試驗及結果分析

通過實驗，根據相關數據進行總結和分析可以看出，在實驗中的排水口的數量以及水頭長度不會出現變化的時候，排水口的流量相對而言就更少，進水口的流態及井內水舌的流態和排水口的流態相對而言比較平穩，而且井內壓力較為穩定，在使用的過程中更加安全。如果排水口的整體數量及水頭長度增加的時候，整體水流的流量以及進水口流態和井內水深的流態，以及排水口的情況，都會在很大程度上出現飽和或是超飽和的情況。井內的壓力極其不穩定，并且很容易造成極大的危害，甚至釀成極為嚴重的后果。

結束語

通過不同的實驗可以看出，排水井從第一排的十個排水窗口開始，泄流水頭和流量的關系，以及排水井從第14排十個排水窗開始泄流的水頭和泄流量的關系，以及排水井從最上頭的進水口的泄流水頭和泄流量的關系。排水隧洞泄流時排水井內水位和排水隧洞泄流量的具體關系。根據實驗得出的結果，只能供給設計施工進行參考，使用控制變量法，對于排水口有差異的情況進行試驗，得到較為準確的最終的參考數據。在排水的速度達到一定的程度的時候，需要重視水流的變化是有可能帶來的一些影響。需要避免因為效能井出現水流沖撞而發生危害的現象。