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OA北大核心

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。