某尾矿砂土特性随时间推移变化规律初探

通过对某尾矿库尾矿砂土5年前后物理力学性质的比对分析,阐明了堆积尾矿随时间的推移,各尾矿砂土固结程度有所增加,但其力学特性稍有降低;且随堆积时间的推移,粗粒尾矿存在二次破碎及粒间重组作用。     

饱和细粒尾矿大变形固结试验在尾矿库的研究及应用

基于gibson提出的大变形和非线性固结理论,描述出建立在拉格朗日坐标系下的大变形固结特征方程。结合华东某铜矿尾矿库细粒尾矿筑坝的研究项目,在对该尾矿库饱和细粒尾矿进行一系列固结试验的基础上,分析饱和细粒尾矿固结度在自重应力下与时间因素的演化过程,分析细粒尾矿固结度与颗粒组成、分层厚度等因素变化关系;并将理论计算值与离心机试验值进行对比,论证了大变形固结理论在细粒尾矿固结变形研究方面的适用性,并将试验成果应用于实例。     

三类铜尾矿压缩固结系数试验研究

尾矿库的沉降变形对其安危影响极大,而固结系数是饱和土孔压消散速率和土的沉降与时间关系的关键性参数。本文选取四川凉山矿业拉拉铜矿排放到小打鹅尾矿库的铜尾矿为试样,利用固结仪和改造的三轴仪,针对三种铜尾矿的固结系数及其变化规律进行了试验研究与理论分析。结果显示,三种铜尾矿的固结系数受固结压力影响的变化规律基本一致,随着固结压力的增大,固结系数先增加,且增速较快,达到峰值后再下降,下降速率越来越小,最后都趋于一个稳定值。随着尾矿颗粒粒径的变小,固结系数峰值也会变小,达到峰值时所对应的固结压力则呈增大趋势。铜尾矿的渗透系数与孔隙比之间呈指数函数关系。其固结系数随固结应力变化的关系式为 。     

逐级堆排尾矿泥浆排水固结规律试验

设置竖向排水体可有效加快湿堆尾矿泥浆排水固结,提高土体稳定性。为研究排水体作用下逐级堆排尾矿泥浆排水固结规律,通过模型试验对其排水固结过程进行了模拟。试验结果表明:各层孔隙水压力与沉降在土体排水固结过程中变化并不完全同步,应力变化滞后于应变变化;停排期第35 d后孔隙水压力值降幅明显减小,由外加水头下自由水渗流转变为孔隙水渗流;进一步将逐级堆排尾矿排水过程分为沉降絮凝、絮凝压缩、絮体压缩固结、覆水自重固结阶段及自重压缩固结5个阶段;建立了排水体作用下尾矿孔隙渗流模型,并根据该模型计算排水体不同堆积高度最大影响半径,最大影响半径随尾矿的固结程度的提高而逐渐变小,第35 d后0.5 m及1.0 m堆积高度影响半径分别降低至约1.7 m及2.2 m。     

尾矿沉积固结对溃坝后尾矿浆体运动特性的影响探究

沉积固结是随着时间增长土体体积压缩的过程。随着尾矿堆积时间增长,孔隙水排出,尾矿密实度增大,土体强度特性和流变特性发生变化。实际生产中尾矿坝加高过快,尾矿沉积固结不充分,不利于尾矿库的稳定,增大了灾害发生几率。通过尾矿库溃坝模型试验探究尾矿沉积固结对尾矿库溃坝后浆体运动特性的影响,研究结果表明:随着下泄距离的增加,尾矿堆积深度逐渐减小,在临近堆积区因底面坡度改变有小幅度的增大;随着沉积固结时间增长,流通区上游尾矿堆积深度逐渐增大,当沉积固结时间超过5h后,尾矿堆积深度开始减小;随着尾矿固结度增大,溃坝量逐渐减少,相较于固结0h溃坝,固结24h溃坝量减小了7%。六组试验堆积区淹没范围随时间的变化规律基本相同,但最大下泄距离随着沉积固结时间增长而减小。用分段函数拟合堆积区溃坝淹没范围随时间的变化规律,为下游防灾避险工作提供参考依据。     

包钢西矿膏体尾矿的地面堆放效果分析

包钢西矿尾矿库采用了新型的膏体堆放技术进行尾矿处置,对此,分别从沉积尾矿的固结程度、渗透性、颗粒组成与分布、沉积坡度等方面进行测试,评价了该尾矿库采用膏体堆放后的运行效果,预测了该尾矿库后期的运行状况。     

铜尾矿压缩固结系数的试验研究

选取四川凉山矿业拉拉铜矿排放到小打鹅尾矿库的铜尾矿为试样,利用固结仪和改造的三轴仪,研究分析铜尾矿的固结系数及其变化规律。结果表明,固结压力对三种粒级铜尾矿固结系数的影响规律基本一致,随固结压力增大,固结系数先增加,且增速较快,达到峰值后再下降,下降速率越来越小,最后趋于一个稳定值。随着尾矿颗粒粒径变小,固结系数峰值变小,达到峰值时所对应的固结压力则呈增大趋势。铜尾矿渗透系数与孔隙比之间呈指数关系,固结系数随固结应力变化的关系式为Cv=[(1+e0)ln10×nk010m(e-e0)×σ']/(γwCc)。     

尾矿固结排放技术研究

采用尾矿固结排放技术处理西石门铁矿尾矿,可以不建尾矿库。尾矿固结排放工艺流程主要包括泵砂、添加胶凝材料、尾矿脱水和脱水后尾矿堆排。通过实验室和工业试验,优选出适用的胶凝材料并得到胶凝材料配比规律,得出浓缩脱水设备的技术参数。根据试验结果提出50万t/a尾矿固结排放系统优化方案。根据试验和分析计算,预计西石门铁矿尾矿固结排尾的综合成本低于尾矿库排尾。此外,尾矿固结排尾不需要建尾矿库,同时治理了塌陷区,因此经济效益和社会效益显著。     

华东矿区深厚黏土层自重沉降模拟分析

华东矿区上覆有厚表土地层,该区域存在立井井筒周围地表长期持续沉降的问题.此沉降是否可能含有深厚黏土层尚未完全稳定的自重固结贡献值得怀疑.结合文献中华东矿区地层地质资料,基于Gibson大变形固结理论对深厚黏土地层自重固结过程进行了计算研究,分析了不同地层厚度与地层埋深对自重固结沉降量和固结时间的影响.结果表明:对于埋深...     

多级堆排尾矿沉积固结特性实验研究

基于多级堆排尾矿浆体沉积柱一维沉积固结实验,近似模拟一级尾矿子坝内堆排尾矿的沉积固结过程,针对不同排水控制条件下实验尾矿的沉积固结结果进行比较分析,探讨多级堆排尾矿的沉积固结规律。结果表明:尾矿浆体的沉积固结过程明显分为沉积和固结二个阶段;超静孔隙水压力前期消散迅速,后期消散缓慢;排水实验每日平均渗透系数前期逐日下降,后期小幅上升;不同排水控制条件下,固结完成尾矿的干密度及相对密实度均随深度的增加而增大,二者在排水实验各深度处均大于不排水实验。     

固结-固化技术在高含水率铜尾矿泥浆处置中的应用及经济性研究

针对湖北某铜矿尾矿库闭库过程中库尾高含水率尾矿处置的难题，提出了真空排水固结联合固化的处理技术。采用研制的模型试验装置开展了真空压力作用下水泥固化尾矿泥水分离试验。结果表明，真空荷载有效提高了水泥固化尾矿的泥水分离过程，能够降低土体的含水率，大幅减小尾矿的体积。尾矿经处理后其密实度提高，同时颗粒间的摩擦强度也增大，水化产物增强了尾矿颗粒间的骨架强度，进一步提高了水泥固化尾矿的抗压强度。经济性对比分析结果表明，不同技术工艺闭库的经济性存在明显差异，采用固结-固化技术可大幅降低闭库成本，该技术可用于高含水率尾矿泥浆的减容和处置利用。     

某新建尾矿库的最大安全堆坝速率研究

尾矿砂堆坝速率对尾矿坝安全运行有重大影响。为探讨某新建尾矿库的最大安全堆坝速率。通过有限元流固耦合法分析不同堆坝速率对尾矿坝的安全影响机理,确定合理的堆坝速率。研究表明,随尾砂堆坝速度增大,尾矿粒间有效应力增长速度趋缓,孔隙水压力增长速度趋陡,抬升浸润线埋深,增大下滑力。同时,降低固结度,降低尾砂力学强度,减小抗滑力,从而降低尾矿坝稳定性。综合抗滑稳定系数、最小浸润线埋深以及固结度确定某新建尾矿库的最大安全堆坝速率为15m/a。尾矿安全极限堆坝速率随弹性模量、渗透系数、粘聚力、内摩擦角增大而线性增大,随堆积坝高度增大而线性减小,随干密度、堆积坝坡比先升后降,呈抛物线型关系,存在堆坝速率最大值。     

矿渣-脱硫灰基固结剂的尾砂固结效果

为开发利用矿渣和脱硫渣,以矿渣和脱硫灰为主要原料,掺入少量石灰石和活性激发剂后,粉磨制得矿渣脱硫渣基固结剂（矿渣、脱硫灰、石灰石、激发剂的配合比为81∶13∶2.5∶3.5）,并以该固结剂为胶凝材料,以2种不同性质的尾矿为固结对象,对比了固结剂料浆和32.5#水泥料浆的流动度、保水性以及不同养护龄期固结体的无侧限抗压强度。结果表明：固结剂的基本性能指标达到,甚至优于32.5#水泥;固结剂料浆的流动度、保水性均略高于相同条件下的32.5#水泥料浆;提高固结剂的掺量、延长养护时间,其固结体的无侧限抗压强度越高;相同条件下,固结剂固结尾矿的能力明显优于水泥,固结剂掺量为5%时固结体的无侧限抗压强度和水泥掺量为10%的固结体的强度相当。因此,矿渣-脱硫渣基固结剂可以替代32.5#水泥用于尾矿的固结。微观分析表明,随着养护龄期的延长,胶凝材料的水化反应越来越充分,凝胶逐渐充填尾矿颗粒间隙,固结体越来越密实,抗压强度越来越高。     

尾矿堆存技术的最新进展

综述了湿式尾矿堆存、干式尾矿堆存、膏体尾矿堆存、袋式尾矿堆存技术和尾矿固结技术等尾矿堆存技术的最新进展。指出在利用废弃空间堆存尾矿、尾矿库防渗和排渗技术、尾矿库筑坝和加固技术、尾矿库闭库设计、尾矿库模型验证技术、干式尾矿库筑坝和堆存技术、膏体尾矿排放和堆存技术及袋式尾矿堆存技术研究方面取得了一定进展,已建矿山需进一步开展湿式尾矿库的排渗和防渗技术、筑坝和加固技术、尾矿库溃坝仿真模型和安全预测模型等研究,新建矿山需进一步开展干堆尾矿的浓缩技术与装备、膏体尾矿的浓缩技术与装备、尾矿浓缩过程中的絮凝技术、干堆和膏体尾矿的输送技术等研究,袋式尾矿堆存技术和尾矿固结堆放目前仍不够成熟,还需进行进一步深入研究。     

良山铁矿尾矿库主坝的岩土特性及稳定性分析

南桥尾矿库主坝下游有工业厂房、铁路专线和大量民用建筑，因此，尾矿堆积坝的稳定与否，直接影响人民生命和财产安全。主要通过对尾矿堆积坝的砂土层的组成、结构及物理力学性质、工程地质特性的了解和研究，从而分析尾矿库主坝的稳定性，以确保尾矿库的正常运行。     

全砂土固结充填材料的性能研究

对全砂土固结充填材料的性能进行了试验研究。结果表明：全砂土固结充填材料的强度标号达到525^#普通水泥标准,抗折抗压比高于425^#普通水泥。在充填料配比相同的条件下,全砂土固结体的强度是水泥胶结体强度的3－4倍,与普通水泥的水化产物相比,全砂土固结充填材料的水化产物有更多的钙矶石晶体和无定形物质。在相同的碳化条件下,全砂土固结体的残余强度是水泥胶结体残余强度的1．5倍。图4,表6,参4。     

不同固结压力与级配条件下尾矿砂孔隙比特征

渗透系数对尾矿坝渗透破坏有直接影响,其主要受孔隙比大小的影响,而孔隙比受固结程度与颗粒级配2种因素双重影响。通过对尾矿坝原状样固结压力与颗粒级配进行分析,确定原状尾矿砂不具备结构性,其孔隙比主要受固结压力与颗粒级配的双重影响,当固结压力逐渐增大时,孔隙比逐渐减小;当尾矿砂分维值逐渐增大时,孔隙比逐渐减小。     

有色金属尾矿泥浆沉降的微细观机制

由于堆存于尾矿库中的尾矿泥浆长期处于流动状态,是重大的危险源。因此针对尾矿泥浆进行了一系列沉降试验,利用Malvern-3000激光粒度仪对其沉降过程进行粒度分析,试样沉降稳定后进行了核磁共振(NMR)试验.试验结果表明,盐溶液能够增加尾矿泥浆的絮凝沉降和阻碍沉降阶段的持续时间,降低尾矿泥浆的初始沉降速度;尾矿泥浆在盐溶液中的稳定孔隙比小于在蒸馏水中的稳定孔隙比;激光粒度仪试验表明,在相互阻碍沉降阶段,随盐溶液中阳离子浓度增加,尾矿泥浆絮凝体直径变小;核磁共振试验表明,在盐溶液中的沉降稳定阶段,尾矿泥浆的结合水向自由水转变.试验结果表明盐溶液对尾矿泥浆的沉降过程存在影响,可以考虑通过对絮凝剂改性的方式来添加阳离子,增加洗矿过程中的工作效率,加速尾矿泥浆在尾矿库中的自固结速度     

铜街尾矿库的稳定性分析

通过工程地质勘察,对文山都龙锌锡公司铜街尾矿库进行稳定性分析,查明了排水井和新坝址地层结构及尾矿堆积体的组成、密实程度与沉积条件;查明了其尾矿堆积体的物理力学性质,对该尾矿库的使用和安全治理提出了建议.     

探讨闭库尾矿库改建固废填埋场的安全稳定性

基于某闭库尾矿库改建固废填埋场实例,分析探讨了改建过程中影响尾矿库与固废填埋场安全稳定的三个重要影响因素,即滩面沉降、尾矿坝与固废堆积体稳定性、排洪可靠性。通过分析可知,滩面因固废堆载引起的沉降量较小,尾矿坝与固废堆积体安全稳定,排洪系统能够可靠运行,使用闭库尾矿库改建固废填埋场,既解决了填埋场选址问题又解决了闭库尾矿库再利用问题,节约了大量土地资源。