1前言
迄今为止，世界上正在使用的各类尾矿库超过2万座[1]，我国目前建有几千座尾矿库,星罗棋布于矿区沟壑山谷之中,数量多、分布广,库容规模相差很大。初步统计,具有一定规模的尾矿库约1500座[2]。尾矿库一旦溃坝会形成大规模的尾矿泥石流。尾矿泥石流具有高势能、流速快的特点，对下游破坏力极强，可摧毁房屋村庄树木，破坏各种公共交通设施，尤其是严重危害下游居民的生命安全[2]。由于尾矿泥石流是由粒径较小的尾矿砂组成，并且尾矿库所处山区地形较陡，它所形成的泥石流比一般砂石泥石流流动距离更远，破坏力更强[3]。
目前尾矿库溃坝泥石流演进没有一个成熟可用的数学模型对尾矿库溃坝进行模拟分析，针对尾矿库安全日益严峻的形势，本文借鉴成熟的泥石流演进研究成果及经验公式(公式1—公式8 [4][5] [6])，利用工作中常用的工具软件，采用数值模拟法对两种比较常见的尾矿库溃坝泥石流(下游为平直型山沟和串珠型山沟等多种情况)进行简单计算，提出了一种尾矿库溃坝泥石流的下游淹没区域的简单计算方法，并在福建某尾矿库得到实际验证。本文研究成果对指导矿山企业对尾矿库下游安全区域划分及日常管理具有重要意义。
2平直型山沟淹没区域的计算
以尾矿库初期坝坝址处为计算参考点，沿尾矿库所在山沟每隔50—200m(设置距离根据沟谷的宽度变化及弯曲程度，平直型沟谷设置间距大，串珠状沟谷设置间距小)设置一条垂直于沟底的剖面。在计算过程中，沟谷的沟底坡度，沟谷植被如无明显变化，一般认为沟底坡度、粗糙率不变。借助泥石流计算领域的经验公式，可连续计算得到尾矿库溃坝时溃口的平均宽度、尾矿库坝址处溃坝洪水最大流量、坝址处溃坝泥石流流量、不同计算断面处的最大泥石流流量。求得尾矿库下游溃坝泥石流淹没区域的关键是求得溃坝泥石流的泥深(水力半径R)，在溃坝泥石流经过的某一断面上存在关系式：过流断面面积(S)=流经此断面的流量(Qml)÷此断面泥石流流速(Uc)，各断面的流量可通过经验公式计算得。
Uc是水力半径R的函数(见公式7)，而各断面不同水力半径下的溃坝泥石流过流面积可列表计算(见表3)，然后根据S=Qml÷Uc，列表计算出水力半径R(泥深)的值。
在计算过程中，主要用到的工具软件为Auto CAD和office软件中的Excel
声明：
“简单的尾矿库溃坝泥石流演进计算方法研究” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：湖南有色冶金劳动保护研究院、长沙迪迈数码科技股份有限公司
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2025年06月06日 ~ 08日 
