头顶尾矿库溃坝下游平原区防护措施优选研究

头顶尾矿库安全风险巨大,极易引发重大安全事故,因此,对该类尾矿库溃坝泥石流演进过程和下游防护措施进行研究具有重要意义。针对下游为开阔平原地形的尾矿库,通过模型试验与数值模拟两种方法,研究了在不同下游拦挡坝布置形式下,坝体下游各位置的泥沙淤积厚度以及淹没范围,在此基础上对下游防护拦挡坝的布置形式进行了优选。通过分析溃坝后下游泥沙淤积厚度以及淹没范围,得出:(1)拦挡坝具有拦挡和导流的双重作用,其中导流又分为横向导流和纵向导流。(2)坝体角度不同,拦挡坝发挥的作用不同:坝体夹角越大,表现为拦挡作用越明显;坝体夹角越小,表现为导流作用越明显。(3)坝体夹角为128°的拦挡坝为最优防护措施,原因在于该坝型的折角可减缓下泄泥沙对坝体的冲击力,并且该坝型的双向导流作用增大了下泄泥沙的流动范围,降低了下游泥沙淤积厚度,能够使泥沙有效地排到周围,减小对下游居民的危害。研究成果可为下游尾矿库防护措施优选提供决策依据。