基于水槽试验的矿渣型泥石流启动特征研究:以栾川县康山金矿区为例

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作者 刘向东 黄虹霖 +6 位作者 刘星宇 孙建伟 贾煦 赵兴志 张旭晃 程贤达 孙亚柯 《西北地质》 北大核心 2025年第1期300-314,共15页

矿渣型泥石流是一种以大规模的开采矿产资源产生的废石弃渣为主要物源演化形成的一种典型的人为泥石流,具有频发性、人为性、污染性、可控性等特点。为进一步探索底床坡度、冲水流量和颗粒级配等因子对泥石流启动过程的影响和控制作用... 矿渣型泥石流是一种以大规模的开采矿产资源产生的废石弃渣为主要物源演化形成的一种典型的人为泥石流,具有频发性、人为性、污染性、可控性等特点。为进一步探索底床坡度、冲水流量和颗粒级配等因子对泥石流启动过程的影响和控制作用及各因子间的关系,基于相似性原理,采用比尺结构,以河南省栾川县康山金矿区采矿产生的废石渣堆为主要物源进行水槽试验。通过传感器记录矿渣型泥石流形成过程中的孔隙水压力和含水率的变化情况,并用高清摄像机观测矿渣启动形成泥石流的现象。试验结果表明:①矿渣型泥石流主要以顶面侵蚀型、流态化型、顶面侵蚀+流态化型3种方式启动。②泥石流启动临界孔隙水压力与底床坡度呈负相关关系、与细颗粒含量变化关系不明显。③级配、坡度一定时,随着冲水流量不断增大,泥石流启动临界水量呈现先减小、后增大、再减小趋势,并存在一个最有利于矿渣启动的冲水流量。④冲水流量、级配一定,坡度越大,矿渣越容易启动。⑤坡度、冲水流量一定,细颗粒含量为30.36%矿渣最容易启动。研究结果进一步丰富了对矿渣型泥石流启动机理的认识,可为矿渣型泥石流预警、防治和矿山生态修复提供参考。 展开更多

关键词 矿渣型泥石流 启动特征 水槽试验 康山金矿区

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矿渣型泥石流发育特征及危险性评价 被引量：22

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作者 邓龙胜 范文 +1 位作者 熊炜 闫芙蓉 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2009年第3期415-420,共6页

大西岔沟地质环境复杂,节理、裂隙发育,在各支沟及主沟中,填埋了36万多方以碎石土为主的高、陡矿渣堆。这些矿渣以台阶状层叠堆放的形式填满整个沟谷,严重堵塞水路,并且矿渣堆的稳定性较差,透水性较好,再加上暴雨雨量大,汇流集中,大西... 大西岔沟地质环境复杂,节理、裂隙发育,在各支沟及主沟中,填埋了36万多方以碎石土为主的高、陡矿渣堆。这些矿渣以台阶状层叠堆放的形式填满整个沟谷,严重堵塞水路,并且矿渣堆的稳定性较差,透水性较好,再加上暴雨雨量大,汇流集中,大西岔沟已具备了泥石流灾害爆发的条件。结合洪峰流量对大西岔沟泥石流的启动条件进行分析,极容易发生泥石流。对于像大西岔沟的这种矿渣型泥石流,其主要形成水石流,具有固体物源补给方量大、产流区集中、容易启动、流通距离短和破坏性大的发育特征,其固体物质补给主要以冲、洪沟的侧蚀、揭底补给、渣堆失稳和坡面漫流冲刷补给为主。在此基础上,提出了以排导和固渣相结合的治理方案,即在沟谷中修建大量的排水沟,能第一时间排走洪水,同时对渣堆进行放坡处理,以增加渣堆的自稳能力。 展开更多

关键词 矿渣泥石流 颗粒分析 稳定性 启动条件 补给方式 防治方案 大西岔沟

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兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害特征及危险性评价 被引量：5

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作者 黄家华 冯文凯 +1 位作者 艾国海 吴刚 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第2期94-99,共6页

广东省兴宁乌石坑沟是一条典型的矿渣型泥石流沟,物源规模巨大,泥石流频繁且危害性大,因此对其科学预测和危险性评价具有重要意义。在现场详细调查和大量测量的基础上,对该沟泥石流的成因机制及动力学参数进行了分析、计算。再通过对矿... 广东省兴宁乌石坑沟是一条典型的矿渣型泥石流沟,物源规模巨大,泥石流频繁且危害性大,因此对其科学预测和危险性评价具有重要意义。在现场详细调查和大量测量的基础上,对该沟泥石流的成因机制及动力学参数进行了分析、计算。再通过对矿渣型泥石流各影响因子进行定量分析,选取堆渣规模、流域面积、渣堆稳定性等9个评价因子,建立基于层次分析法对泥石流危险度评价的数学评价模型,对研究区泥石流进行了危险性评价。研究表明,该沟泥石流危险度为0.626,属高度危险,评价结果与实际情况相吻合,可为乌石坑沟泥石流防治工程提供可靠的依据。 展开更多

关键词 矿渣泥石流 层次分析法 危险性评价 广东兴宁

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小秦岭大湖峪矿渣型泥石流的物源特征及其危险度评价 被引量：23

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作者 陈华清 徐友宁 +3 位作者 张江华 何芳 刘向东 曹琰波 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1292-1298,共7页

河南省灵宝市大湖峪峪道金矿开采活动强烈,采矿废渣成为当地泥石流主要的物源隐患。在2007年对峪道内采矿废渣堆进行实地调查的基础上,依据矿渣型泥石流的特点,选择渣堆规模、河道堵塞程度、渣堆稳定性、沟谷纵坡降比、河流弯曲度和沟... 河南省灵宝市大湖峪峪道金矿开采活动强烈,采矿废渣成为当地泥石流主要的物源隐患。在2007年对峪道内采矿废渣堆进行实地调查的基础上,依据矿渣型泥石流的特点,选择渣堆规模、河道堵塞程度、渣堆稳定性、沟谷纵坡降比、河流弯曲度和沟谷汇水面积6个因子,利用层次分析法确定各因子的权重,进而对大湖峪主峪道及其支沟进行了泥石流危险度评价。结果表明,13条沟谷中有10条为高危险度区,其中东峪黑峪子沟、东峪主峪道、西峪东槽桐沟和槽桐沟均为泥石流极高危险区。大湖峪泥石流危险度评价结果为泥石流的防治和预警提供了科学依据。 展开更多

关键词 矿渣型泥石流 物源 危险度评价 小秦岭大湖峪

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台风暴雨矿渣型泥石流形成机制与动力特征——以兴宁乌石坑沟泥石流为例 被引量：3

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作者 黄家华 冯文凯 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1387-1397,共11页

受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表... 受台风“尤特”登陆影响,台风暴雨直接激发兴宁乌石坑沟特大矿渣型泥石流灾害,物源巨大,潜在危害极大。笔者等通过现场调绘及室内试验,对本次泥石流的形成机制及动力特征进行研究,旨在为此类泥石流致灾机理及危害性评价提供借鉴。研究表明,其独特的流域地形特点为泥石流形成的基本因素,以沟道堆积物为主的丰富矿渣型物源是基础条件,高强度的台风暴雨是直接激发因素,与矿山开采、矿渣随意堆放等人为因素共同作用扩大了灾害规模。泥石流形成过程与动力特征为前期强降雨—崩滑碎屑流—矿渣型泥石流—台风暴雨—沟道堵塞雍高—溃决、规模放大。 展开更多

关键词 矿渣泥石流 台风暴雨 形成机制 动力特征 广东兴宁铁山嶂矿区

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基于抗灾能力的矿渣型泥石流风险评价方法——以小秦岭金矿区为例 被引量：6

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作者 陈华清 杨敏 +3 位作者 张江华 何芳 乔冈 刘瑞平 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2009-2017,共9页

考虑到近年来国家对小秦岭金矿区矿山泥石流防治工程投入、山区居民抗灾意识逐步增强等实际情况,从承灾体抗灾能力对风险的减弱作用出发,尝试提出了矿渣型泥石流抗灾能力评价指标及评价方法,并将其运用到泥石流风险评价模型中。抗灾能... 考虑到近年来国家对小秦岭金矿区矿山泥石流防治工程投入、山区居民抗灾意识逐步增强等实际情况,从承灾体抗灾能力对风险的减弱作用出发,尝试提出了矿渣型泥石流抗灾能力评价指标及评价方法,并将其运用到泥石流风险评价模型中。抗灾能力评价结果表明,研究区所有支沟的泥石流抗灾指数普遍不高,抵御泥石流风险的能力不强。风险评价结果显示,18条支沟中仅有东桐峪的北沟泥石流风险性高,其余均为中等风险级别。这一结果低于传统泥石流风险评价模型的评价结果,是区域内泥石流沟谷中承灾体主动或被动抵抗泥石流危害能力的体现。 展开更多

关键词 抗灾能力 泥石流风险评价 矿渣型泥石流 小秦岭金矿区

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小秦岭金矿区碾头岔矿渣型泥石流特征值计算 被引量：1

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作者 张江华 徐友宁 +3 位作者 陈华清 柯海玲 吝哲峰 赵学理 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2024-2030,共7页

泥石流的运动参数是泥石流研究的主要内容和防治设计的重要基础。以矿渣型泥石流为对象,通过地形测量和工程地质测绘查明,碾头岔地形陡峻,沟道顺直,为泥石流的形成提供了有利的地形条件。通过钻探、坑槽探发现可能的物源包括矿渣、坡面... 泥石流的运动参数是泥石流研究的主要内容和防治设计的重要基础。以矿渣型泥石流为对象,通过地形测量和工程地质测绘查明,碾头岔地形陡峻,沟道顺直,为泥石流的形成提供了有利的地形条件。通过钻探、坑槽探发现可能的物源包括矿渣、坡面松散层及小型沟岸滑塌体。工程力学分析表明,采矿废渣在自重状态下的稳定性系数为1.022~1.063,处于欠稳定和基本稳定之间;在自重+暴雨状态下,稳定性系数介于0.889~0.947之间,属于不稳定状态,是研究区内的主要物源。根据降雨量数据计算出碾头岔沟最大洪峰流量大于30m^3/s。在此水动力条件下,预测了泥石流发生时流体重度值为22.80k N/m^3,泥石流流速为5.11m/s;估算了20年、50年和100年一遇洪水的泥石流流量分别为4.31m^3/s、44.6m^3/s和95.5m3~/s,计算得到泥石流整体冲击力为58.34k Pa,超高2.13m,泥石流堆积区的最大危险范围0.21km^2,为小秦岭金矿区矿渣型泥石流防治工程方案的设计提供了基础参数。 展开更多

关键词 矿渣型泥石流 起动参数、运动参数 小秦岭金矿区

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金矿区矿渣型泥石流物源渗透特征研究 被引量：3

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作者 杨敏 陈华清 张江华 《中国水土保持》 2012年第8期46-48,共3页

以黄河中游某金矿区为研究区,利用常水头渗透试验测定研究区矿渣型泥石流物源的渗透系数,结合颗粒筛分试验数据,与自然泥石流物源的渗透系数、颗粒级配进行对比,得出泥石流物源土体颗粒级配对渗透性能的影响,结论认为矿渣型泥石流物源... 以黄河中游某金矿区为研究区,利用常水头渗透试验测定研究区矿渣型泥石流物源的渗透系数,结合颗粒筛分试验数据,与自然泥石流物源的渗透系数、颗粒级配进行对比,得出泥石流物源土体颗粒级配对渗透性能的影响,结论认为矿渣型泥石流物源的渗透性能与其他类型泥石流物源渗透性能的显著差异是控制研究区泥石流形成的重要因素。 展开更多

关键词 矿渣型泥石流 渗透系数 颗粒级配 金矿区

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矿渣型泥石流形成条件分析及主要物源特征研究:以栾川县康山金矿区为例 被引量：1

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作者 刘向东 黄虹霖 +6 位作者 孙建伟 刘星宇 贾煦 张旭晃 孙亚柯 赵兴志 张晓龙 《中国矿业》 2023年第7期72-78,共7页

栾川县曾多次暴发山洪、泥石流灾害,矿渣型泥石流隐患发育十分典型,矿渣型泥石流与自然泥石流最大的差异在于物源不同。以栾川县康山金矿区为研究对象,通过对地形地貌、气象水文和泥石流物源进行调查研究,总结分析了区内矿渣型泥石流形... 栾川县曾多次暴发山洪、泥石流灾害,矿渣型泥石流隐患发育十分典型,矿渣型泥石流与自然泥石流最大的差异在于物源不同。以栾川县康山金矿区为研究对象,通过对地形地貌、气象水文和泥石流物源进行调查研究,总结分析了区内矿渣型泥石流形成条件,泥石流主要物源来自废石弃渣(包括废石渣场和尾矿库),其次是残坡积物、以往泥石流堆积物和沟道内人造耕地。通过实地调查、室内试验和原位试验,对区内废石弃渣、尾矿砂、残坡积土等主要泥石流物源的宏观特征、颗粒级配、渗透特性进行研究,研究结果表明:废石渣场属于砾类土,其不均匀系数C_(u)=35.87,曲率系数C_(c)=1.5,具有明显的颗粒粒径分层规律,级配良好;研究区废石渣场d≥2 mm的颗粒平均含量为76.68%,属于狭义泥石流类型;废石渣场的渗透系数平均值为0.069600 cm/s,是自然泥石流渗透系数(0.021800 cm/s)的3.2倍,是残坡积土渗透系数(0.017320 cm/s)的4倍,是尾矿砂渗透系数(0.001869 cm/s)的37倍;不同泥石流物源的渗透系数与其粗颗粒含量呈正相关关系。 展开更多

关键词 矿渣型泥石流 物源特征 颗粒级配 砾类土 渗透系数

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银厂沟矿渣型泥石流特征及危险度评价

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作者 王思奇 胡卸文 《中国水土保持》 2016年第4期47-50,77,共4页

泸定县银厂沟属于典型的矿渣型泥石流沟,沟域内分布大小矿场数处。尽管对大部分矿渣体做了固坡处理,但因固坡设施结构单薄,易失效,曾先后于1975、1992和2011年暴发中等规模泥石流,冲毁路基、阻塞主河道。根据银厂沟泥石流启动物源以矿... 泸定县银厂沟属于典型的矿渣型泥石流沟,沟域内分布大小矿场数处。尽管对大部分矿渣体做了固坡处理,但因固坡设施结构单薄,易失效,曾先后于1975、1992和2011年暴发中等规模泥石流,冲毁路基、阻塞主河道。根据银厂沟泥石流启动物源以矿石弃渣为主这一特点,选取渣堆稳定性、弃渣堆规模、汇水面积、沟道长度、沟道纵坡降、沟道弯曲度、日最大降雨量、泥石流发生频率和历史最大冲出量等9个因子,结合层次分析法对银厂沟泥石流进行危险度评价,结果表明银厂沟仍蕴藏暴发中等以上规模泥石流的风险,应尽快治理。 展开更多

关键词 矿渣型泥石流 危险度评价 层次分析法 银厂沟

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陕西潼关金矿区泥石流潜势度评价 被引量：20

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作者 徐友宁 陈社斌 +4 位作者 李育敬 张江华 刘瑞平 何芳 袁汉春 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期89-92,共4页

陕西潼关金矿区位于小秦岭北坡,区内发生的泥石流灾害,其物源90%是采矿弃渣。本文选择采矿弃渣量、纵坡降比、渣堆补给长度与沟长比、沟岸山坡坡度、河流弯曲程度、河流堵塞情况、渣堆稳定性、流域面积、历史上有无泥石流灾害发生等9个... 陕西潼关金矿区位于小秦岭北坡,区内发生的泥石流灾害,其物源90%是采矿弃渣。本文选择采矿弃渣量、纵坡降比、渣堆补给长度与沟长比、沟岸山坡坡度、河流弯曲程度、河流堵塞情况、渣堆稳定性、流域面积、历史上有无泥石流灾害发生等9个泥石流发生的因子,在给定因子权重排序的基础上,采用因子权值与因子赋值相乘后相加的方法,求得18条沟谷泥石流潜势度指数及其排序。在降雨量相同的条件下,潜势度指数可似比风险度指数。 展开更多

关键词 潼关金矿区 矿渣型泥石流 潜势度 评价

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