模拟尾砂开采环境的尾矿库稳定性三维有限元分析

针对江西某矿尾矿库尾砂开采环境, 采用ANSYS软件对该尾矿库进行三维有限元分析, 在干滩线截面处模拟进行三分层开采, 得到了开采前后尾矿坝体中轴线上的关键点位移和应力。计算结果表明, 尾砂开采时, 最大位移在坝体顶部; 最大应力位于初期坝底部区域, 但总体数值变化很小, 说明小范围尾砂开采对坝体影响不大。     

某尾矿库回采技术及坝体稳定性分析

采矿业在助力国家“碳中和、碳达峰”目标的实现中扮演重要的角色，主要体现在大宗固体废物综合利用，特别是尾砂综合利用，具有重要的经济和环保意义。以岑溪市经成尾矿库回采项目为工程背景，采用水枪与漂浮式砂泵船联合的开采方式，利用Slide边坡模拟软件，采用瑞典圆弧法对尾矿库现状、尾砂回采到+317 m标高以及尾砂回采完成后的尾矿坝内外坡在3种不同工况下的稳定性进行分析。经过计算，不同工况下尾矿库坝体内外坡的K_min数值均大于规范值，整个回采过程中尾矿库坝体均能保持稳定运行。最后，针对尾砂回采期间可能出现的安全问题，提出相应的矿山生产管理措施，对同类型尾矿库回采工程具有一定的参考价值。     

某矿山尾砂充填骨料的选择

南方某黄金矿山,由于多年开采目前井下形成大量采空区,从而破坏了岩体的原岩应力平衡,成为影响矿山安全生产最主要的危险源,采用尾砂充填采空区是消除潜在危险源的最有效手段。但矿山自身没有可以利用的充填骨料。为了选取适合本矿山充填所需的骨料,分别对黄狮涝尾矿库尾砂和水木冲尾矿库尾砂进行基本物化特性分析,同时开展沉降及渗透性、料浆流动性及充填体强度等性能测试分析;其测试结果表明,水木冲尾矿库尾砂各项性能均优于黄师涝尾矿库尾砂,最终结合矿山实际情况选取水木冲尾矿库尾砂为矿山充填所用尾砂;并根据充填配比试验结果及结合充填料浆流动性,确定矿山最佳充填料浆参数为:料浆浓度72%、灰砂比1∶8至1∶4。     

胶东地区某金矿全尾砂真空过滤试验研究

近年来,湿排尾矿库溃坝引发的安全事故频发,矿山的尾砂综合利用研究愈发迫切,伴随着"绿色开采"、"无尾矿山"等技术的推广,国家对环保督查日益严格。胶东地区地处沿海,人口密集,村庄密布,湿排尾矿库必须要考虑对地下水、海水污染,耕地占用,距离村庄安全距离,对生态环境的破坏等问题,因此针对胶东地区某金矿的全尾砂开展了真空过滤试验研究,以期论证采用真空过滤是否适用于该地区的全尾砂干排。结果表明:对于所选取的试验矿山的全尾砂,采用真空过滤后,完全可以经济合理地实现全尾砂干排,解决了湿排尾矿库的弊端,保证了矿山周边村民的安全,具有重要意义。     

付冲沟尾矿库细粒尾砂堆存研究

为探索罗河矿尾砂综合利用途径,提出提取粗粒尾砂作为建材,细粒尾砂入库。为探究细粒尾砂筑坝对尾矿库的安全运行是否存在影响,罗河矿进行了细粒尾砂尾矿库堆存研究。通过溜槽试验及室内试验得出:提取粗颗粒尾矿后,入库尾矿粒径变细,固结排水能力、渗透性及稳定性降低,不利于付冲沟尾矿库的安全运行,不建议提取粗粒尾砂。     

飞力Damsaver尾矿回采在某尾矿库尾砂回采中的应用

将飞力Damsaver尾矿回采单元应用于尾矿库尾砂的回采,区别于传统的水力开采方法,具有安全、高效、生产成本低等优点,值得推广应用。     

大型空区群安全隐患治理之全尾砂充填方案

为解决某老矿山空区安全隐患及尾矿库容不足的难题,结合工程设计实例,通过技术经济对比分析,在技术上可行、经济上合理的前提下,提出全尾砂充填治理空区安全隐患的方案。该方案设计采用阶段充填法开采,不但治理了大型空区群的重大安全隐患,解决了矿山尾矿库容不足的问题,而且提高了回采率和开采效率,有效控制了地压,保障了开采安全。     

全尾砂与分级尾砂胶结充填强度的试验研究

充填采矿方法是现代地下矿山开采的主要方法。某金矿使用粗尾砂进行胶结充填,造成了大量的细尾砂排放到尾矿库中,增加了整个开采成本和安全隐患。为了改进充填骨料,对全尾砂充填进行了通过试验对比。试验表明,全尾砂充填体的强度高于粗尾砂充填体,可满足采矿方法的要求,并能有效降低采矿损失率和贫化率。     

望儿山金矿地表移动与建筑物保护

分析山东望儿山金矿开采条件及地质条件，在建立金属矿山地表移动模型的基础上，结合对该望矿围岩和尾矿所进行的力学试验结果，分别计算矿床开采后采用分级尾砂充填后的地表移动和变形情况，确定了最佳充填范围，并进行了分级尾砂充填方案设计，研究结果可避免选厂等建筑物搬迁，并可解决尾矿库容紧张问题。     

甘肃某铅锌矿尾砂胶结充填试验研究

甘肃某铅锌矿建矿已有30多年,矿山现有尾矿库即将达到服务年限,矿山在不建新尾矿库的情况下,为新产生的尾砂寻找经济合理、安全环保的处置方式。经过多年开采,井下已存在大量采空区,矿山拟采用全尾砂充填采空区的方式解决尾砂堆存问题,同时对采空区进行治理。在保证尾砂输送至采空区后能正常胶结的前提下,寻求最经济的灰砂比,本文分别以水泥和新型胶结材料作为胶凝材料进行试验,确定最优的尾砂浓度、灰砂比和胶凝材料。通过试验,在满足充填体正常胶结的情况下,选用新型胶结材料作为胶凝材料所需要的灰砂比更小,充填成本更低,从而为矿山提供更经济、安全的充填方案,为矿山解决尾矿处置找到了更经济、安全环保的方式。     

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...     

河北承德某铁矿尾矿库副坝坡脚渗水治理

承德某铁矿尾矿库副坝坡脚出现了渗水现象，存在安全隐患。通过对隐患部位进行地质勘测和渗水原因分析，采取废石压坡、降低副坝坡度、设置排渗设施等综合措施，有效排除了安全隐患，保证了副坝安全，可为尾矿库类似安全隐患治理提供参考。     

非煤矿山重大安全隐患整体解决方案研究

针对我国非煤矿山重大隐患-采空区及尾矿库,提出了塌陷区尾砂干式堆放、露天坑尾砂堆放、尾砂充填采空区技术等整体解决方案的技术措施,把重大安全隐患治理与矿山固体废弃物处置结合起来,实现以废治患、矿区和谐发展。     

金属矿露天坑与地下空区尾矿协同充填清洁生产

针对露天坑和地下空区诱发地质灾害、尾矿库存在溃坝风险和破坏区域环境等问题，以金属矿露天转地下开采矿山工程为研究对象，结合阶段空场嗣后充填法开采，发明了不均匀尾矿充填体制作与取样装 置，基于流体弗劳德准则，结合现场原位取样力学试验，提出了考虑尾矿充填强度不均匀特性的强度计算方法；基于测量学与系统工程理论，提出了露天坑与地下空区三维信息提取和尾矿协同充填与排水技术；运用 流体力学和有限元理论构建了一次充填高度和挡墙构筑位置参数优化三维模型，形成了高效—材料再用—低成本轻型挡墙尾矿充填封闭技术。研究成果在石人沟铁矿得到应用，建成了原矿200万t/a的铁矿床露天转地 下开采尾矿充填清洁技术工程示范，取得的主要技术指标为尾矿综合利用率达到100%、嗣后充填成本25元/t、挡墙构筑效率0.016道/(人·时)、构筑成本606元/m2。突破了露天坑与地下空区尾矿协同充填技术瓶颈， 完善了矿山尾矿处置理论与技术，实现了尾矿零排放，消除了露天坑与地下空区安全隐患，推动了冶金矿山生态文明建设，加快了资源绿色开采进程。     

尾矿库资源回采过程中坝体的稳定性分析

为实现尾矿资源的回收利用并确保尾矿库在回采过程中的安全性,以马批邑尾矿库为工程背景,在勘察、室内土工试验数据的基础上运用数值模拟软件Midas-GTS/NX建立有限元模型并通过FLAC3D对其回采过程进行三维静应力场数值分析。结果表明：在回采过程中,最大主应力与最小主应力均为负值,最大剪应力为正值,说明主要受自重的压应力影响,且应力有减小趋势。库区总体位移随着堆积坝高度的降低在变化,但考虑到库区回采的实际施工是可以忽略的,所以回采过程中尾矿库处于平衡状态。当回采至初期坝顶,尾矿库侧边的山体位移增大,说明要加强尾矿库回采周边山体的监测与防护。该研究结果能为尾矿库资源回采提供重要的理论指导。     

露天采坑改建尾矿库关键技术探讨

采坑改建为尾矿库是采矿坑综合利用方法之一。系统阐述了采坑改建尾矿库的关键技术,涉及到尾矿库容积确定,尾矿库边坡安全稳定,尾矿库排洪、回水系统的安全可靠性,坑内尾矿排放安全位置确定等方面,为采坑改建尾矿库工程项目的实施提供值得借鉴的方法并起到指导性的作用。     

爆破振动对上游式尾矿坝安全的影响

通过实测某矿业公司采场爆破在尾矿库基础坝处的振动加速度,将实测爆破振动加速度信号进行变幅处理后加载到依据实际尾矿库建立的有限元模型中。通过改变爆破振动幅值强度,系统研究了爆破振动对尾矿坝稳定系数、尾矿坝内孔隙水压力以及剪切应力的影响。研究表明：爆破振动对尾矿库影响存在振动强度临界值,当爆破振动强度小于临界值时对尾矿坝安全是有益的,而大于临界值则是有害的。通过有限元计算,综合安全稳定系数、孔隙水压力和最大剪切应力的变化,得出尾矿坝基础坝处的爆破振动临界加速度为0.266g,对应的振动速度为13.6 cm/s。若考虑应留有3倍以上安全储备量,则安全允许振动加速度0.089g,振动速度为4.5 cm/s。这一爆破振动速度安全判据对于类似尾矿库也具有参考意义。     

程家沟铁矿露天坑排尾后地下采场稳定性机理研究

针对程家沟铁矿露天转地下开采后尾矿库容积不足的现实问题,提出利用废弃的露天坑排放尾矿的技术方案,并结合矿山的实际情况,提出了露天坑的排尾方式和排弃区段。在此基础上,采用ANSYS三维有限元数值模拟方法,对排尾后的地下采场稳定性进行了模拟研究,分析了露天坑排尾后地下采场的稳定性机理,并针对可能出现的问题提出了具体的工程控制措施。     

震后尾矿库稳定性高密度电法快速诊断技术

“5.12”汶川地震震区尾矿库受地震影响较大,遭到不同程度的破坏。对四川省汉源锦泰矿业有限公司尾矿库从尾矿坝、排洪系统、企业尾矿库安全管理几个方面的现状进行逐项检查和评估,为确定尾矿库安全等级提供依据。并应用高密度电法物探设备对坝体结构安全进行了探测,分析了汉源锦泰矿业有限公司尾矿库的安全状况。基于风险评估和高密度电法的现场快速诊断结果,对尾矿库安全管理提出了技术措施。     

Stability analysis of a copper tailings dam via laboratory model tests: A Chinese case study

The upstream method is a popular method for raising tailings dams. Currently in China there are more than 12,000 tailings impoundments and almost 95% of them use the upstream method for the construction of the dam. Statistical data has shown that the tailings impoundment is one of the main sources of risk in the mining industry. Failures of tailings impoundments have resulted in the loss of many lives, considerable property damage, and irreversible pollution in downstream areas. Therefore, the safety of tailings management facilities has been of increasing concern to governments and local communities. The management of a conventional tailings storage facility requires the maintenance of a high level of structural stability. Therefore, according to the relevant mine Acts, the mine operators are required to conduct stability analyses for all types of tailings facilities, whether they are new, active, or decommissioned. For the stability analysis of tailings dams, the accurate profile of the tailings dam is very important. The profiles are easily obtained for both active and decommissioned tailings facilities because their data can be collected through field investigations. However, collecting basic data from newly constructed tailings facilities is difficult. In this paper, a laboratory physical model test has been performed. The construction process for new tailings impoundment has been physically simulated in the laboratory, where the tailings particle composition and distribution below a beach, the change of phreatic surface of the dam, and the engineering properties of the tailings of the dam profiles have been measured. A new tailings facility, Yangtianqin tailings impoundment, owned by Tongchang copper mine of Yuxi Mine Co., was used as a case study to illustrate the physical modeling of the tailings dam. In the model test, the geometrical model of pond area was constructed according to the scale factor, λ_L, of 1:200 (model:prototype), and the tailings discharge system was also established, the tailings slurry then being discharged based on the design data. Finally, on the basis of the model test results on profiles, the stability analysis of the tailings dam at different heights was conducted under different conditions. The model test results and stability analysis show that the height of the tailings dam should be less than that originally planned. The original design of Yangtianqing tailings impoundment should therefore be revised for the safety of the tailings impoundment.