凹山尾矿库的安全管理与治理措施

加强尾矿坝的管理,确保尾矿坝的稳定是消除矿山尾矿坝隐患的重要措施.冶金部马鞍山钢铁设计研究院和马钢南山铁矿,根据矿山以上游法尾砂冲填坝为主,坝体浸润线普遍偏高,浸润线常在外坝坝面出露特点,首先成功地将水平管与塑料垂直插板联合自流排渗的方法,使用到尾矿坝的排渗工程中,使南山铁矿凹选尾矿库主坝东端2～6期坝体的浸润线普遍降低在5m以下,从而加速了坝体的固结,提高了坝体的稳定性.     

尾矿坝的排渗设施及其应用

为改善尾矿坝的排渗条件,降低尾矿坝浸润线,加快尾砂固结,提高尾矿坝的稳定性,排渗设施在尾矿坝中的应用越来越普遍。笔者结合已有工程实例和工作实践,从排渗设施布置位置的不同,将其分为坝底、坝体和坝面3种类型,并分别对其特点、结构和应用进行了总结。     

尾矿坝渗流计算及排渗设计

渗流稳定是影响尾矿坝安全稳定的重要因素,浸润线位置的高低直接关系到尾矿坝安全稳定。以具体尾矿坝为例,根据现场钻孔实测资料,选取合适的计算参数和边界条件,建立合理的计算模型,对排渗设施正常运营和发生破坏两种情况下的尾矿坝渗流情况进行计算分析,得出初期坝的透水性与尾矿坝渗流稳定关系密切,一旦初期坝的防渗层淤堵,出口处的渗透性降低,坝体的整体浸润线升高,甚至有可能在坝坡处出渗。采用局部水平孔排渗的方案,可以有效地起到排渗的作用,降低坝体的浸润线,保证坝体的安全。     

无渗砂混凝土管在尾砂坝排渗工程中的应用试验

本文认为提高尾矿坝的安全度,目前采用降低坝体浸润线的方法,仍是确保坝体安全的重要途径。采用无人管理排渗方式——无渗砂混凝土管应用于尾矿坝进行了大量的试验研究,表明在歪头山铁矿尾矿坝沿轴线方向埋设无渗砂混凝土管的排渗措施,达到了降低浸润线的目的,效果良好。     

上游法尾矿坝加高扩容的加固处理措施

介绍了上游法尾矿充填筑坝，主要是通过坝顶均匀分散排矿，在重力分选作用下粗颗粒堆积于坝顶形成尾矿子坝，细颗粒则排向库内，形成尾矿沉积滩，该法尾矿坝由于缺乏防渗条件，加上坝顶排矿水的影响，坝体浸润线位置较高影响坝体稳定，为确保在加高扩容过程中，初期土石坝和后期坝安全稳定性所采取的加固处理措施。     

软式透水管在白雉山尾矿库中的应用

尾矿坝体的稳定性与堆坝工艺、堆坝方法、尾矿性质以及排洪排渗设施密切相关，尾矿坝体的固结与排渗设施相关，降低堆积坝的浸润线，是提高尾矿坝稳定性的关键，选择新型排渗管材料势在必行，本文介绍一种新型软式透水排渗管在尾矿坝成功安装应用的实例。     

尾矿库浸润线降低技术研究

尾矿库是矿山企业中十分重要的生产和环保设施,尾矿坝的安全直接关系到矿山生产的正常进行、环境保护及库下游人民生命财产的安全。因此,尾矿坝安全运行日益受到国内外的重视。然而,尾矿库浸润线过高往往会影响坝体稳定,造成坝体破坏。介绍的垂直水平联合排渗技术可有效降低坝体浸润线,加速尾矿固结,增强坝体稳定性。     

龙泉尾矿坝渗流场计算分析及降水工程设计

尾矿坝的渗流状态是影响尾矿坝安全稳定的重要因素,如何降低坝体浸润线是尾矿坝安全管理工作的重点。以浙江龙泉尾矿库为例,通过尾矿坝渗流场的模拟,对传统公式法和数值模拟浸润线进行对比验证,以确定坝体浸润线,并设计采用辐射井降水技术降低坝体浸润线,取得了较为理想的工程效果。     

水平排渗技术在钟山铁矿尾矿坝上的应用

针对钟山铁矿尾矿坝井点排渗设施失效后尾矿坝浸润线升高，影响到坝体稳定，设计实施了水平排渗技术，使用后排渗效果良好。     

尾矿坝浸润线控制

浸润线的控制是尾矿坝筑坝技术的关键。影响坝体浸润线走势包括坝体土料的物理性质、渗透性能、干滩长度、坝体形状与结构、初期坝的透水性以及排渗设施的布置。还分析了尾矿泥夹层对浸润线走势的影响。     

某尾矿库渗流计算数值模拟

根据尾矿库的具体工程地质条件,采用渗流分析软件对尾矿库进行渗流数值模拟计算.考虑尾矿库渗透水在尾矿堆积体内流动时做低雷诺数的层流运动,以线性达西定律为基础,模拟不同坝高在正常运行工况和洪水运行工况下的渗流数值计算.结果表明:在冲沟的位置有较大的速度矢量,对流沙的裹挟会使局部危害加剧;库内水位向下游尾矿堆积坝体的渗透过程中,总水头最大,浸润线在坝顶部逸出可能性最大,最容易发生渗流破坏.     

基于非稳定渗流分析的尾矿库坝体稳定性研究

在汛期,尾矿库水位经常发生骤升骤降,坝体浸润线也随之发生急剧变化,坝体处于非稳定渗流状态,对坝体抗滑稳定产生不利影响。根据尾矿库调洪演算确定汛期尾矿库水位变化情况,建立尾矿库渗流稳定分析模型,以调洪演算确定的库水位作为非稳定渗流分析参数,进行坝体非稳定渗流分析,结果表明:在库水位骤升过程中,坝体内浸润线前部随着库水位不断上升而上抬,形成反坡S形;在库水位骤降过程中,坝体内浸润线前部随着库水位不断下降而下降,形成弧线形,但由于库水位变化速度较快,加上坝体渗透性的影响,浸润线后部变化很缓慢,在坝体内无法形成稳定的浸润线。基于此,本文分析了坝体抗滑稳定性,结果表明:在库水位骤升过程中,坝体抗滑稳安全系数仅从1.474下降至1.465,对坝体抗滑稳定性影响不大,但是一旦在最高洪水位形成稳定浸润线,坝体抗滑稳定安全系数明显降低至1.357;在库水位骤降过程中,坝体抗滑稳定安全系数仅从1.357上升至1.367,对坝体抗滑稳定性影响不大,但是一旦在正常运行水位形成稳定浸润线,坝体抗滑稳定安全系数明显提升至1.474。     

尾矿坝预埋排渗体合理位置分析

在尾矿坝体内合适的位置预埋具有透水功能的排渗体,利用这些排渗体在坝体内部形成足以控制浸润线高度的排渗系统,是目前工程设计中采用最多、最有效的方法。以某新建尾矿库工程为例,分析了预埋排渗体在坝体内的合理位置以及对坝体浸润线降深的影响。分析结果表明,预埋排渗体的合理位置应设置在尾矿坝的临界浸润线以下,这样既可避免因其埋设过浅而造成坝体的渗透破坏,又可避免因其埋设过深而造成工程投资的浪费,为尾矿坝的排渗设计提供依据。     

多策略PSO-BP算法在尾矿坝监测系统中的应用

BP网络能较好地解决尾矿坝监测系统的预报问题,但容易陷入局部极小值;PSO算法具有全局优化的特点,对PSO算法改进后更加突出了这一特性,将改进后的PSO算法与BP网络结合弥补BP网络的缺陷,从而得到全局最优解。把多策略PSO-BP算法用在尾矿坝的监测系统中,通过以往收集的数据,对尾矿坝体上各个测点的水位规律进行模拟,了解坝体浸润线规律,并预测下一级坝体的浸润线情况,为尾矿坝的稳定性提供依据。以齐大山尾矿库为例,证明了该算法应用在尾矿坝的监测系统上能取得较好的效果。     

排渗盲沟布置型式对某尾矿坝渗流稳定性影响的模拟分析

为探索不同排渗盲沟布置型式对尾矿坝渗流稳定性的影响,以某尾矿库为例,通过开展无盲沟、尾粉砂中布置水平向盲沟、尾粉砂中布置垂直向+水平向排渗盲沟、尾粉土中布置水平向盲沟、尾粉土中布置垂直向+水平向排渗盲沟5种布置型式下坝体渗流场、孔隙水压力及稳定性的模拟分析。研究结果表明：尾粉土中布置垂直向+水平向排渗盲沟对坝体浸润线埋深及安全系数影响最大,并给出了不同布置型式对尾矿坝渗流及稳定性影响的大小比较,为尾矿坝排渗设计提供参考依据。     

降雨持续时间对某加高扩容尾矿坝渗流稳定性影响分析

持续降雨对尾矿坝渗流稳定性存在一定影响.以某加高扩容尾矿坝为研究对象,考虑降雨总量或降雨强度一定的情况,基于饱和-非饱和渗流理论对尾矿坝开展随降雨历时变化的渗流分析,得到了坝坡表层和坝体纵深的孔隙水压力变化规律,在渗流分析基础之上采用极限平衡法对尾矿坝开展坝坡稳定性分析.计算结果表明,随着降雨时间的推移,坝坡表层孔隙水...     

基于有限元法的土石坝渗流特性及防渗效果研究

土石坝的渗流控制是保证尾矿库坝体安全的一项重要措施,也是病险尾矿库整治的主要内容之一。以某矿山病险尾矿库土石坝工程为对象,采用有限单元法,揭示施加塑性防渗墙前后坝体及坝基渗流情况,对比加固前后坝体渗流量和测压管水头的变化,分析了防渗墙加固方案的必要性和合理性,研究成果为土石坝除险加固的设计施工提供了参考依据。     

杨家湾尾矿坝排渗加固实践

杨家湾尾矿库采用上游式筑坝,上游式筑坝由于矿泥夹层严重阻碍了水的垂直下渗,而随着尾矿库堆筑子坝上升,堆积坝长度增加,超出原有辐射式排渗井水平滤管排渗范围,加之两测山体基岩阻挡,渗流路径变长,导致杨家湾尾矿库局部浸润线偏高,子坝外坡出现局部沼泽化,两侧坝肩截水沟出现渗水现象。因此,对杨家湾尾矿库进行排渗加固,采用辐射式排渗井多层敷设水平滤管和坝体表面水平滤管联合排渗工艺,提高了尾矿库排渗能力,降低坝体浸润线,浸润线埋深平均增加0.67 m,实现实际浸润线不高于设计的控制浸润线要求,确保了尾矿库安全运行。