矿产资源是国民经济发展中的基础性能源,随着经济发展的需求,矿产资源的开发正日益加大。由于矿物品位的原因,在采矿过程中提取出所需的矿物质外,会剩余大量的矿渣。人们通常以筑坝建库的形式来储存这些矿渣,这种库被称作尾矿库,用于拦挡这些矿渣的坝体被称作尾矿坝。近些年来,国内外尾矿库事故频发,尤以坝体失稳而导致的溃坝事故最为常见。由于选矿厂排放出的尾矿砂颗粒细小,尾矿库规模较大,地势较高等原因,所以每一座尾矿库都是一座高势能的潜在泥石流体。尾矿坝坡一旦失稳,将有极大的可能引起溃坝,将会对下游地区的居民生命安全构成严重威胁,也会对所在区域的生态环境造成灾难性的破坏。所以评价尾矿坝的稳定性,探究溃坝后尾砂的流动规律,对减少此类事故的发生有着重要意义。本文采用数值模拟的方法,结合工程实例,对案例中的尾矿坝进行稳定性分析,根据稳定性的计算结果,给出溃坝的泄砂总量。探究了尾矿坝的溃坝机理,总结了尾矿坝溃坝模型。对溃坝砂流的流动过程进行仿真模拟,总结溃坝砂流的运移规律,具体内容包括:(1)采用岩土工程领域使用较广泛的数值模拟软件-FLAC3D,对工程案例进行稳定性计算。计算尾矿坝在自然状态不渗流和渗流两种工况下的稳定性,得出在两种工况下尾矿坝的受力特征、位移特征和潜在滑移面等,分析得出尾矿坝在两种工况下均稳定;(2)探究尾矿坝的溃坝机理,总结溃坝的影响因素,给出溃坝的数学模型;(3)采用计算流体力学软件fluent对溃坝砂流进行仿真模拟,探究尾矿坝在坝体失稳情况下溃坝砂流的运移规律,得出溃坝后尾砂在3km距离内的运移时间、淹没厚度、冲击力等结果,结果表明在距离坝址3km内尾砂埋深可达到20m以上,冲击力最大可达2MPa;(4)给出尾矿坝溃坝严重度评价模型,结合尾矿坝规模,溃坝后生命损失、经济损失及社会影响等因素,对给定案例的尾矿坝进行溃坝后的严重度评价,得出该尾矿坝属于高度影响,并提出具体防护措施。