1. 引言
尾矿库的调洪和演算是为了确保尾矿库的安全运行,防止因洪水超过库容导致的尾矿泄漏或溃坝事故。尾矿库的调洪和演算主要包括以下几个步骤:
(1) 防洪标准:尾矿库各使用期的防洪标准,根据使用期库的等别、库容、坝高、使用年限及对下游可能造成的危害程度等因素确定。
(2) 洪水计算:确定设计洪水的洪峰流量、洪水总量和洪水过程线,目的是在洪水计算的基础上,进行调洪演算,确定排洪设施的排洪能力和型式。尾矿库的汇水面积一般较小,属于特小汇水面积。通常情况下,没有直接径流资料,大多数是根据地区降水资料进行整理计算推求。
(3) 调洪演算:调洪演算的目的是根据既定的排洪系统,确定所需的调洪库容及泄洪流量。对一定的洪水过程线,排洪构筑物越小,所需的调洪库容越大,坝也越高。设计中应通过几种不同尺寸的排洪设施的调洪演算结果,合理地确定坝高及排洪构筑物的尺寸,以使工程造价最低。
以上是尾矿库调洪和演算的一般步骤,具体的计算方法和参数可能会因地理环境、气候条件、尾矿库的规模和设计等因素而有所不同。
2. 实施过程
尾矿库的调洪和演算是一个复杂的过程,以下是一般的步骤:
(1) 收集数据:首先需要收集尾矿库的基本信息,包括库容、坝高、坝长、坝型、库区地形地貌、气候条件、历史洪水资料等。
(2) 建立模型:根据收集的数据,利用GIS(地理信息系统)和Hydraulics(水力学)软件,建立尾矿库的三维数字地形模型和水动力学模型。
(3) 设定条件:设定可能的洪水条件,如设计洪水、极端洪水等。这些条件需要根据当地的气候条件、历史洪水资料和相关规范来确定。
(4) 进行演算:在设定的洪水条件下,运行水动力学模型,模拟洪水在库区的流动情况,计算出洪水在库内的最高水位、坝前水位、溢流时间等关键参数。
(5) 安全评估:根据演算结果,评估尾矿库的安全性。如果最高水位超过了坝顶或安全水位,或者溢流时间过短,可能需要调整坝体设计或采取其他防洪措施。
(6) 调整与优化:如果模型预测的结果不满足安全要求,需要调整尾矿库的设计,如提高坝高、扩大库容、改善排水系统等,然后再次进行演算,直到满足安全标准。
(7) 定期复查:在尾矿库运行过程中,应定期进行调洪演算,以确保其在各种可能的洪水条件下的安全。
以上是一个大致的过程,具体的步骤和方法可能会因工程的特殊性而有所不同,需要专业的工程师进行详细的设计和计算。
3. 尾矿库的排洪设施尾矿库的排洪设施主要有以下几种类型:
(1) 排水井是一种常见的排洪设施,通常用于小流量的排洪。排水井的设计包括井圈叠装式、窗口式、框架挡板式和砌块式等。
(2) 排水斜槽:排水斜槽适用于中、小流量的排洪。
(3) 排水管:排水管通常用于小到中等流量的排洪。对于大、中型工程来说,隧洞排洪通常比排水管经济可靠。
(4) 排水隧洞:排水隧洞适用于大流量的排洪。在地形地质条件允许的情况下,应优先选用。
(5) 溢洪道:溢洪道也适用于大流量的排洪。
这些排洪设施的选择应根据排水量大小、尾矿库地形地质条件、使用要求及施工条件等多方面因素来确定。
4. 排洪设施维护
尾矿库排洪设施的维护主要包括以下几个步骤:
(1) 定期检查:排洪设施应经常进行检查,包括排洪塔、排水方形涵管、排洪隧洞及坝面排水沟等。检查内容包括设施的完整性、通畅性以及是否存在裂缝、堵塞等问题。
(2) 定期维修和疏浚:对排洪设施进行定期的维修和疏浚,以确保排洪设施的畅通。
(3) 封堵处理:尾矿库排水构筑物停用后,必须严格按设计要求及时封堵,并确保施工质量,特别是在排水井井筒顶部,严禁封堵。
(4) 汛期前的准备:汛期前必须对排洪设施进行检查、维修和疏浚,确保排洪设施畅通。此外,还需要配齐应急物资,评估应急预案,加强演练,与地方政府、当地居民建立应急联动机制。
(5) 汛期的管理:汛期应加强对排洪设施的管理,严格落实24小时值班值守和巡查制度,确保及时发现险情、及时处置、及时报告。强降雨后要及时了解本地尾矿库受损情况,根据各尾矿库受损程度,抓紧利用停雨间隙对损毁设施进行修复。
以上是尾矿库排洪设施维护的一般步骤,具体的操作可能会因地理环境、气候条件、尾矿库的规模和设计等因素而有所不同。
5. 主要设计依据
(1)《尾矿库安全规程》(GB39496-2020)
(2)《尾矿设施设计规范》(GB50863-2013);
(3)《自治区水文手册》(1977年6月)
(4)《尾矿坝设计手册》
(5)《水工设计手册》
(6)《尾矿库安全监督管理规定》(2015)
(7)《尾矿库环境监管分类分级技术规程(试行)》(2018)
(8)《防洪标准》(GB50201-2014)