【摘要】：礦渣型泥石流是山地礦區(qū)一種主要的自然地質(zhì)災(zāi)害,它是以礦山開采過程中的松散固體礦渣為主要物源的泥石流,屬于一種典型的人為泥石流。礦渣型泥石流與一般自然泥石流相比具有人為性、高易發(fā)性、高頻發(fā)性、高危害性等特點(diǎn)。礦山的持續(xù)開發(fā)造成了諸如泥石流等嚴(yán)重地質(zhì)環(huán)境問題,這些地質(zhì)環(huán)境問題日益嚴(yán)重,并阻礙采礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展,危害人民財(cái)產(chǎn)安全。本文以徐家溝礦渣型泥石流為研究對(duì)象,在野外調(diào)查和資料收集的基礎(chǔ)上,探明了徐家溝泥石流礦渣物源的儲(chǔ)量和分布情況、泥石流的活動(dòng)歷史、溝道主要發(fā)育特征,并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)特征分析,計(jì)算了泥石流特征參數(shù),通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)研究得出了礦渣型泥石流的兩種主要起動(dòng)方式,并分析了兩種起動(dòng)方式的力學(xué)過程,同時(shí),從顆粒級(jí)配、初始含水率、物源堆積方式三個(gè)影響泥石流起動(dòng)的因素出發(fā),控制其他變量相同,研究三種因素對(duì)泥石流起動(dòng)機(jī)理的影響,并通過回歸方程探究各變量與泥石流起動(dòng)臨界水量的相關(guān)函數(shù)。根據(jù)徐家溝泥石流動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)及試驗(yàn)結(jié)果,提出針對(duì)徐家溝礦渣型泥石流的防治模式及防治對(duì)策。本文主要研究工作和成果如下:(1)通過野外實(shí)地調(diào)查研究,徐家溝礦渣型泥石流流域面積12.415 km~2,主溝長(zhǎng)6.89km,主溝平均縱比降212.6‰,礦渣物源量76.04×10~4m3,占總物源量40%,多年平均降水量900mm,年最大降雨量為1113.7mm。(2)通過野外實(shí)地調(diào)查研究形成泥石流的地形條件、物源條件、水源條件,結(jié)合泥石流活動(dòng)歷史,總結(jié)出徐家溝泥石流“侵蝕-滑塌-阻塞-潰決-形成泥石流-沖刷揭底-阻塞-尾礦庫(kù)潰壩-形成二次泥石流”的形成過程及降雨量大、物源豐富、多堵潰點(diǎn)、威脅巨大等主要發(fā)育特征。(3)結(jié)合徐家溝礦渣型泥石流的形成機(jī)理及發(fā)育特征,分析計(jì)算泥石流容重為1.80t/m~3和代表斷面II-II′流速為2.97 m/s、泥石流峰值流量為327.89 m~3/s、泥石流整體沖擊力為36.23KN等動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)。(4)通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)從顆粒級(jí)配、初始含水率、物源堆積方式三個(gè)影響泥石流起動(dòng)的因素出發(fā),控制其他變量相同,研究得出細(xì)顆粒含量越多,泥石流起動(dòng)的臨界水量越小,不均勻系數(shù)Cu越大,泥石流越不容易起動(dòng);初始含水率(P)為3%~13%,初始含水率越大,泥石流起動(dòng)臨界水量值越大,起動(dòng)物源量越大;初始含水率(P)為16%~19%,初始含水率越大,泥石流起動(dòng)臨界水量值越小,起動(dòng)物源量越大;初始含水率(P)為15%時(shí),在較小徑流流速下泥石流很難起動(dòng),存在最不利于泥石流起動(dòng)的臨界初始含水率為15%;臨界起動(dòng)水量S_(矩形斷面)S_(梯形斷面)S_(三角形斷面),起動(dòng)物源比例S_(矩形斷面)S_(梯形斷面)S_(三角形斷面)。根據(jù)三種因素對(duì)泥石流起動(dòng)機(jī)理的影響,經(jīng)回歸方程探究各變量與泥石流起動(dòng)臨界水量的相關(guān)函數(shù),初步得出礦渣型泥石流的起動(dòng)機(jī)理。(5)根據(jù)礦渣型泥石流起動(dòng)機(jī)理試驗(yàn)的研究現(xiàn)象及結(jié)果,總結(jié)出礦渣型泥石流起動(dòng)的兩種主要方式:侵蝕-滑塌-堵塞-潰決型和溝床揭底起動(dòng)型,并分別分析兩種起動(dòng)方式過程的力學(xué)變化。(6)根據(jù)徐家溝礦渣型泥石流的發(fā)育特征及動(dòng)力學(xué)參數(shù)研究,結(jié)合已有工程提出徐家溝礦渣泥石流“巖土工程+生物工程+監(jiān)測(cè)預(yù)警”的防治模式及“溝道清理+放坡+單邊防護(hù)堤+攔擋壩”的防治對(duì)策。
【圖文】：

2016 年 9 月 18～20 日，攀枝花市普降暴雨，2016 年 9 月 19 日生了大規(guī)模泥石流，泥石流造成東區(qū)銀江鎮(zhèn)攀枝花村村民 2 人死亡，14 處房屋被沖毀，徐家溝下游排導(dǎo)槽被沖毀，多處排水涵洞被堵塞，泥于距離主溝溝口約 0.8km 的“徐家溝鐵礦開采”處。由于流域內(nèi)存在 2 處堆加之流域內(nèi)崩塌、滑坡較發(fā)育，以及攀西地區(qū)常見的集中降雨、點(diǎn)暴點(diǎn)，其暴發(fā)泥石流造成主河河水雍高，徐家溝鐵礦開采區(qū)被淤埋，道路阻，嚴(yán)重威脅村民的財(cái)產(chǎn)生命安全。本文重點(diǎn)探討溝道中礦渣參與的泥石流的起動(dòng)機(jī)理與防治措施，探討基理減少礦山開采后不合理排土及堆渣引發(fā)的泥石流造成的損失，對(duì)保護(hù)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全均具有重要意義。

圖 1-2 徐家溝泥石流溝口全景國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1 礦渣泥石流特征礦渣泥石流是山地礦區(qū)一種主要的自然地質(zhì)災(zāi)害（張文軒，2017），主生態(tài)環(huán)境脆弱的山地礦區(qū)。其主要物源為采礦棄土廢石、煤矸石、選冶煉渣等形成的松散固體，在原本具備泥石流形成條件的礦山地區(qū)，礦動(dòng)中人為的改變了區(qū)域地形地貌、破壞植被、礦渣物堆置不當(dāng)擠占溝床、增加了溝床的縱坡降比，這些都極大的加劇了礦區(qū)泥石流的發(fā)生與泥石流是礦山開采區(qū)主要的地質(zhì)災(zāi)害類型之一，在攀西地區(qū)礦渣型泥發(fā)和嚴(yán)重（柳素清 等，，1987；唐邦興，1986）。根據(jù)有關(guān)調(diào)查報(bào)告統(tǒng)2015），攀西地區(qū)共分布約1800多處泥石流災(zāi)害，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),194西地區(qū)暴發(fā)泥石流110次,發(fā)生頻率為62.73%。其中礦渣型泥石流約為
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P642.23;TD771

【參考文獻(xiàn)】

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6 劉s

本文編號(hào)：2588904