基于粗糙集与贝叶斯决策的尾矿坝浸润线预警

为支持尾矿库的现场安全监管与决策,根据粗糙集和贝叶斯决策理论,提出了基于不确定性的尾矿坝浸润线预警方法以确定合理的尾矿坝浸润线预警阈值。首先,根据尾矿渗透性与干滩长度的不确定性对坝体稳定性的影响,计算得到离散尾矿坝体安全系数对应的浸润线的多点位(埋深)数据;其次,以粗糙集属性重要度分析为前提,采用贝叶斯决策法建立坝体安全系数与浸润线埋深的多属性决策模型,以互信息熵表示安全系数对浸润线多点位埋深数据的依赖程度;最后,用条件概率量化浸润线重要点位对尾矿坝稳定性的影响,通过最大后验概率确定浸润线埋深预警阈值。通过对陕西某尾矿坝的实例研究,得出堆积坝标高1 220. 03、1 200. 03、1 180. 03、1 150. 03 m处的浸润线高于37. 33、19. 9、17. 6、11. 6 m时,尾矿坝存在潜在不稳定风险,应采取措施降低浸润线高度。结果表明,浸润线预警阈值能客观反映尾矿坝稳定性状况,完善了尾矿库的现场监测预警体系。     

富贵鸟1号尾矿库坝体稳定性数值模拟

基于富贵鸟1号尾矿库现有岩土工程地质条件,采用有限元法对该尾矿坝进行渗流稳定性及静力有限元数值模拟分析.结果表明坝体在正常运行工况以及洪水运行工况下,尾矿堆积坝坝坡浸润线埋深满足规范规定.坝体浸润线沿初期坝坝坡出逸,系透水堆石坝正常排水现象,不会对坝坡产生如管涌、流沙和表面沼泽化等渗流破坏.并在此基础上,采用毕肖普法和瑞典圆弧法对坝体进行正常水位工况、洪水位工况和洪水位及地震作用工况下的稳定性计算,得到尾矿坝坝体内部应力应变关系,以及坝体最小稳定性系数.结果表明坝体的稳定性系数大于规范要求的最细小安全系数,坝体是安全稳固的.     

学峰尾矿库坝体稳定性研究

坝体边坡稳定性是尾矿库安全的重要因素。在坝体稳定性研究中,首先须考虑地下水渗流的作用,明确尾矿坝浸润线埋深特点;后根据勘察资料,进行稳定性计算,以验证坝体稳定性安全系数的规范符合性。研究结果表明:在排渗结构功能正常的工况下,坝体无论在正常运行、洪水运行和特殊运行条件下,坝体抗滑稳定安全系数都能满足规范要求。     

排渗设施对某尾矿坝渗流稳定性的影响分析

为探索不同排渗设施对尾矿坝渗透稳定性的影响,以某上游式尾矿坝为例,通过对比水平-竖直联合排渗管、水平排渗管、竖直排渗管、库岸排渗支沟及库底排渗盲沟分别失效后坝体的渗透稳定状态,认为水平排渗管对渗流量的影响最大,库底排渗盲沟对渗透坡降以及浸润线埋深的影响最大,并给出了不同排渗设施对尾矿坝渗流要素的影响大小比较,为尾矿坝排渗设施施工提供参考依据。     

某尾矿库三维渗流分析

针对某尾矿库具体条件,采用三维有限元模拟和渗流场分布计算,判明在概化模型理想条件下尾矿坝三维渗流浸润线埋深的特点;通过对各排渗结构参数的敏感性进行分析,确定影响坝体浸润线埋深主要因素。模拟结果表明：在各排渗结构功能正常的工况下,尾矿库浸润线在尾砂子坝段的埋深均在15 m以下,大于规范要求值。     

尾矿库三维渗流模拟及排渗设施对渗流场影响

为分析排渗管和坝高对尾矿坝浸润线的影响程度,采用数值模拟方法对尾矿库不同工况下浸润线位置 进行研究。 采用 Midas-GTS 软件渗流分析模块对尾矿坝在增设排渗管前后、不同坝高、不同运行水位工况下渗流场分 布进行数值模拟,计算得出不同工况下浸润线位置。 结果表明:增设排渗管后,浸润线与实测浸润线耦合较好,相对误 差在合理范围内;坝高 100 m 时,每隔 7 m 高程差布设排渗管的方案可有效控制坝体内浸润线的埋深和分布,防止发 生渗透破坏,使尾矿库安全运行。 本次研究考虑了尾矿库的复杂性及排渗管对渗流场的直接影响,为尾矿库三维渗 流安全分析提供了一定的参考依据。     

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。     

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。     

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.     

EKG在干堆尾矿坝中的应用分析

为验证EKG(电动土工合成材料)在干堆尾矿库中的排水性能和稳定性提升效用,以某干堆尾矿库为例,采用Geo-studio软件对比分析尾矿库原始工况和EKG工况2种不同工况的渗流、静力、动力计算结果。结果表明:对比原始工况的尾矿坝,采用EKG之后的堆积坝浸润线明显降低,经EKG作用后危险滑移面各点孔隙水压力沿滑移面距离的增加而降低,在地震动力影响下EKG工况下的尾矿坝液化区面积随着浸润线的降低明显减小;EKG增强了尾矿坝体的排水性能,降低了孔隙水压力对坝体的消极作用,采用EKG筑坝对堆积坝体具有加筋固结效果,可提高尾矿坝的整体强度。     

尾矿坝汛期坝体浸润线监测预警值研究

鉴于当前尾矿库在线监测系统中关于浸润线埋深预警值的选定上存在困难,本文在已有研究基础上,结合浸润线在线监测系统,从坝体稳定性角度,分析研究了尾矿坝坝体浸润线监测的预警值,提出了汛期尾矿库坝体最不利浸润线的确定方法,将预警参数分为企业、县安监局、市安监局三级预警,并针对不同工况确定三级预警参数,此研究成果可为在线安全监测系统的预警提供技术支持。     

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。     

辐射式排渗井在金山店铁矿尾矿库运行管理中的应用

辐射式排渗井具有投资省、施工及后期管理方便、排渗效果显著等特点,在国内首次用于金山店铁矿尾矿库运行管理中的实践表明：浸润线降深可达１０ｍ以上,每口辐射井可控制１００ｍ坝长,能有效地降低坝体浸润线、提高坝体稳定性,在上游式尾矿坝排渗中,具有广泛的推广应用价值。     

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。     

基于渗流计算的尾矿坝静力稳定性分析

尾矿库改变放矿模式后,库区前缘干滩强度增强,但积水量增加,对坝体的渗流和静力稳定性产生了影响。对尾矿坝二级子坝和最终坝高断面进行渗流和静力稳定性计算,计算结果表明:坝体浸润线埋深较浅,坝体自由面较高,水力坡降最大值位于初期坝坡脚处,水从初期坝坝面溢出,可能发生流土或管涌;坝体水平位移小,最小主应力只在二级子坝局部位置为拉应力,对坝体稳定性影响不大;二级子坝静力稳定性安全系数比允许最小值略小,最终坝高坝体稳定性较强。坝体总体稳定性较强,建议采取坝体深部排水措施(如水平排水管、辐射井等),降低坝体的自由面,提高坝体稳定性。对二级子坝做好护坡,并采取相应措施增加库区浸润线埋深,保证坝体稳定运行。     

尾矿坝浸润线在线监测回归分析

运用统计回归理论建立了尾矿坝浸润线埋深统计回归模型,分析了影响浸润线埋深的因素,并结合十八河尾矿库在线监测数据,采用逐步回归分析方法对实测资料进行建模分析,得到了浸润线埋深的统计回归模型,较好地反映了尾矿坝渗压变化规律,为评价尾矿坝安全性态和预测浸润线变化趋势提供了有效手段。     

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。     

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。     

废石中线法尾矿坝三维渗流特性分析

针对复杂地形条件下废石中线法尾矿坝的特点,采用饱和-非饱和三维有限元渗流分析方法,对尾矿坝三维渗流场进行数值模拟,分析了渗流场的分布规律,研究表明:复杂地形条件下,尾矿坝渗流场具有明显的三维分布特征,废石中线法尾矿坝具有浸润线低、渗透稳定性好等特点,对坝体抗震稳定性有利。研究成果可为类似工程的研究及设计提供参考。     

尾矿坝渗流场的ANSYS有限元分析

尾矿坝的渗流稳定对结构稳定有重要影响,渗流场分析是尾矿坝工程研究的重要内容。以ANSYS软件热模块为平台,通过渗流-热理论比拟分析,利用APDL语言编制渗流计算命令流程序,并应用于金山店锡冶山尾矿坝的渗流场进行了模拟分析,可看出该坝浸润线埋深较高,对坝体的稳定性产生不利影响;初期坝的渗透系数对浸润线具有显著的影响。