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。     

磷石膏高堆积场三维渗流模拟及渗流稳定性分析

磷石膏的沉积规律与一般尾矿差别较大,其堆场的渗流特性也区别于一般尾矿库。针对国内某一大型磷石膏堆场的实际情况,运用三维渗流有限元方法,分析了磷石膏堆积坝现状及最终工况下的渗流场及渗流稳定性。结果表明,最终堆积标高时浸润线从坡面溢出,且下游部分坡面水力坡降大于允许渗透坡降或者余量较小,后期运行过程中应采取措施进行治理。     

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.     

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。     

阳山铁矿尾矿库安全运行隐患分析与防治

分析福建省阳山铁矿尾矿库运行中存在的几个安全隐患问题，提出相应整改对策。特别谈到尾矿堆积坝外坡面渗流的防治及其堆积子坝标高与排洪口标高不相适应的解决办法。     

尾砂分级综合利用对尾矿库安全稳定的影响

开展尾砂分级综合利用是当下矿山资源综合利用的趋势。研究尾矿分级粒径的选取对尾矿库安全稳定的影响问题，并阐明获得科学合理的尾矿分级粒径取值的技术路径。结果表明：尾矿分级取走一定数量的粗粒尾矿对尾矿堆积筑坝及尾矿库排洪的安全稳定性产生一定的影响，如果尾砂分级粒径选取不合理，取走的粗粒尾矿数量超过安全范围，造成细粒(包括黏性)尾砂占比增加，可能导致尾矿堆积坝出现渗透变形破坏，严重时甚至会造成尾矿坝坍滑失稳；同时可能导致尾矿沉积滩面坡度变缓，减少尾矿库的调洪库容，降低尾矿库的排洪安全性。研究获得安全合理的尾矿分级粒径取值对于尾矿库的安全稳定性至关重要。为了实现这一目标，必须以尾矿库的安全(包括尾矿坝的稳定安全和尾矿库的排洪安全)为中心展开一系列的研究论证工作，才能确保尾砂分级粒径取值的科学、合理。主要研究内容包括：研究分级后的尾矿物理力学特性变化情况、尾矿沉积滩平均坡度变化情况，以及尾砂粒径改变之后，对尾矿坝沉积分布规律产生的影响；基于多种工况条件，重新进行尾矿坝渗流分析计算、尾矿库调洪演算和尾矿坝稳定分析计算，必要时还需要进行尾矿库溃坝试验研究。研究成果可指导国内外尾矿分级综合利用工程技术实...     

洪水对干式堆存尾矿库坝体渗流的影响探讨

浸润线是尾矿库坝体稳定分析的基础,干式堆存尾矿库正常运行时库内尾矿呈干燥或不饱和状态,对洪水状况下运行的坝体渗流状态具有较大影响。根据常见尾矿特性,采用土壤渗流基本原理计算分析,探讨了洪水对干式堆存尾矿库坝体渗流的影响程度。结果表明:干式堆存尾矿库的运行条件与湿排尾矿库有本质的区别,洪水对干式堆存尾矿库坝体的渗流影响可忽略不计。     

红河某尾矿库坝体渗流稳定性分析

我国以往尾矿库技术不足,许多尾矿库存在设计不当的问题,潜在危险高.对此以云南红河某尾矿库为研究对象,通过现场勘查并结合室内土工试验与力学试验得到尾矿体渗透系数及力学参数,基于Geo-studio软件,构建尾矿库数值分析模型,研究尾矿库的渗流规律并对尾矿库坝体稳定性进行计算分析.对结果分析得出:尾矿库坝体在正常运行、洪水...     

基于seep/W的某尾矿坝饱和——非饱和渗流分析

本文以某尾矿库为工程实例,采用Geo-seep/W软件饱和—非饱和流Van Genuchten模型进行渗流分析。根据勘察成果,分析勘察期间现状尾矿库不同工况下渗流稳定性,渗流计算结果和实际情况吻合。在此基础上,模拟不同工况下尾矿库最终堆积标高时的渗流稳定性,目前尾矿库已至终了坝高,渗流计算结果与实际符合性较好。     

尾矿库坝体三维渗流场的数值模拟与试验分析

本文以云南某尾矿库工程为研究背景，针对尾矿坝稳定性日渐变差等问题，采用三维数值模拟、堆坝模型试验的浸润线分析结果和室内渗透系数试验等方法，根据室内土工实验的尾矿体渗透系数实验结果，参考国内外尾矿坝渗流计算的渗透系数经验值，考虑到尾矿坝中尾矿体的各向异性问题，选取合理的计算参数，分析尾矿库在不同工况下尾矿坝浸润线的埋深与变化规律，研究表明：试验结果与三维数值模拟计算结果较吻合，能够反映真实情况。     

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。     

尾矿库溃坝预警体系及预警方法研究

尾矿库溃坝预警信息的辨识、获取和分析,是有效防止尾矿库溃坝的关键技术。在对121起尾矿库溃坝事故统计分析的基础上,基于风险预警原理,对尾矿库溃坝风险预警体系和预警方法进行了分析。研究结果表明：溃坝主要类型是渗透破坏和洪水漫顶;渗透破坏的警素指标包括渗透水质和堆积坝沼泽化,洪水漫顶的警素指标包括降雨、调洪库容和泄水能力,地震液化的警素指标包括地震烈度和滑坡;警源指标体系包括自然警源、固有警源和人为警源3类;溃坝风险综合预警法包括调洪库容现状的获取、入库洪水总量分析、泄流能力分析、调洪演算、渗流分析和抗滑稳定性分析等流程,以确定坝体稳定状况,作为尾矿库预警标准,确保尾矿库安全运行。     

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。     

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,坝坡表层孔隙水压力与之呈正相关,坝体下部高程的孔隙水压力几乎不变,尾矿坝安全系数与之呈负相关;降雨总量一定的情况下,降雨时间长、降雨强度小时,表层孔隙水压力变化率小,但雨停时尾矿坝的稳定性差;降雨强度一定条件下,随着降雨时间的推移,尾矿坝安全系数与降雨量呈负相关。     

尾矿库防渗技术及防渗土工材料应用现状分析

随着尾矿库环保监管的日趋规范化,我国尾矿库防渗设施设计建设形成以判别尾矿固废类别为前提,依据尾矿库特定的渗漏条件确定具体防渗方案的形式。尾矿库渗漏类型包括临谷渗漏、坝基渗漏、绕坝渗漏等,针对渗漏类型的不同,通常采用“垂直”、“水平”或“垂直与水平防渗相结合”等多种防渗方式。本文将分析阐述尾矿库常见几种渗漏类型的判别过程,提出依据渗漏类型确定防渗技术方案一般思路。结合防渗土工材料在尾矿库内坡防渗、柔性趾板连接、水平铺盖铺设以及不良地质处理等多方面的应用,分析其对防范尾矿坝渗水跑混、降低渗透破坏风险、减小坝基渗流及满足环保防渗的作用效果；揭示提高防渗土工材料适用性仍需解决的几个关键问题；提出研发低成本、高韧、高延展性土工材料和更为安全可靠的防渗铺设技术以适应于复杂尾矿库地质环境工况,应是防渗土工材料未来发展的一个重要方向。     

尾矿库渗流溃坝模型实验研究

渗流破坏是尾矿库溃坝的重要诱导因素之一,但目前针对渗流破坏对尾矿库溃坝影响的研究还比较少,因此本文以云南某尾矿库为工程背景,采用自制的尾矿库溃坝实验装置,开展尾矿库室内堆(溃)坝模型实验研究,分析在渗流破坏情况下尾矿库溃坝过程、溃口发展、下泄泥砂沉积规律。结果表明：空隙中的可动颗粒被渗出水流带走,造成初始渗流通道建立并扩大,坝肩中部出现“砂流溢出”和“沼泽化”现象;随着坝体集中渗流通道的扩展,出渗点位置上部饱和坝体在自重作用下发生沉降和垮塌,并向上游呈牵引式发展,随后库内水流漫过坝顶垮塌部分的最低点,导致溃口的形成,坝体破坏模式由逆向牵引破坏向溢流侵蚀破坏转变;溃口的发展主要是由溃坝水流对坝体的掏蚀、冲刷所造成,在溃坝的不同时刻溃口发展是不同的,初中期以下切为主,后期为横向展宽以主;由于水流的分选作用,下泄泥砂在坝体下游的沉积随演进距离的增加,表现出由粗到细的规律,且不同位置出现了粒径的分级现象。以上研究成果能为矿山的防灾减灾提供理论基础。     

尾矿坝地下水位变化规律的试验研究

尾矿库是一种特殊的工业建筑,属于矿山三大控制性工程之一,亦是矿山最大的危险源.尾矿坝是尾矿库的主要构筑物,它的浸润线是尾矿库的生命线,是尾矿库稳定性评价的关键基础资料,也是尾矿库安全生产管理的重要依据之一.为此,我们利用室内物理模型试验,对不同库水位情况下尾矿坝地下水位的变化情况进行了研究,获得尾矿坝浸润线的变化规律.     

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。     

阿朵卡尾矿库稳定性分析及安全监测

尾矿库存在着溃坝、滑坡、崩塌、泥石流等危险隐患。主要对板田钒钛磁铁矿采选项目配套阿朵卡尾矿库工程安全稳定性进行分析与评价,对尾矿库设置安全在线监测系统,为阿朵卡尾矿库的安全与生产提供必要的理论依据。结果得出,尾矿库局部水力坡降(入渗点)超过允许坡降,但位于封闭环境中,加上初期坝及堆积坝的排渗措施,可有效降低浸润线;出渗点位于初期坝底部堆石体中,不会产生管涌等现象;通过使用简化毕肖普法等三种方法算出阿朵卡尾矿库的安全稳定系数处于安全的状态,其稳定性可较好满足安全生产的条件;在稳定状态良好的情况下对阿朵卡尾矿库进行安全监测。