浅析国内外尾矿坝事故及原因

尾矿设施是矿山生产要素的重要组成部分,同时也是潜在的危险源。尾矿坝溃坝事故不仅使尾矿流失,严重时还多破坏下游地区的生态环境,造成巨大的生命财产损失。列举了许多国内外重大的溃坝事故和溃坝所造成的损失,分析了溃坝原因,提出了在生产中应吸取的教训及预防措施。通过国内外的实例说明,希望引起大家对尾矿坝安全工作的重视。     

尾矿坝溃坝事故致因分析

尾矿设施是矿山生产要素的重要组成部分,同时也是潜在的危险源.伴随矿业工程的不断发展,尾矿坝事故屡有发生.尾矿坝溃坝事故不仅使尾矿流失,严重时还多破坏下游地区的生态环境,造成巨大的生命财产损失.文中列举了许多国内外重大的溃坝事故和溃坝所造成的损失,分析了溃坝原因,例如洪水漫顶、地震液化、渗流破坏等,提出了在生产中的预防措施.通过国内外的实例说明,希望引起大家对尾矿坝安全工作的重视.     

尾矿库溃坝模式分析及风险指标体系的研究

在总结国内外尾矿库事故特点的基础上,系统研究了尾矿坝的溃坝模式,并基于尾矿坝指标的工程性质分析和相关性分析,研究并建立了尾矿库溃坝风险指标体系。该体系的建立为尾矿坝溃坝风险评判模型及评判方法的研究提供前提条件,可为尾矿库运行期的安全监管提供依据。     

尾矿坝溃坝泥沙运动特性及三维数值模拟研究

分析尾矿库溃坝泥沙运动特性对溃坝后安全治理措施有重要意义。分析了尾矿坝泥沙体积浓度的不同对于溃决尾矿泥沙在流动过程中的速度场的影响。运用CFD软件建立尾矿坝溃坝的三维几何模拟模型,借助Fluent3D中VOF计算模型模拟尾矿砂、水多相流的流动规律及流动状态,模拟的溃坝流动特性与试验结果相一致,研究结果为尾矿坝的设计与安全监测提供理论依据。     

尾矿坝溃坝泥砂运动特性及三维数值模拟研究

分析尾矿库溃坝泥砂运动特性对溃坝后安全治理措施有重要意义。本文分析了尾矿坝泥砂体积浓度的不同对于溃决尾矿泥砂在流动过程中的速度场的影响。运用CFD软件建立尾矿坝溃坝的三维几何模拟模型,借助Fluent_3D中VOF计算模型模拟尾矿砂、水多相流的流动规律及流动状态,模拟的溃坝流动特性与实验结果相一致,研究结果为尾矿坝的设计与安全监测提供理论依据。     

国内外尾矿坝事故致灾因素分析

通过搜集已有尾矿坝事故资料,分析了国内外尾矿坝事故与坝高、筑坝工艺及致灾因素的关系。对147起尾矿坝事故的分析研究表明,引起尾矿坝事故的主要因素为降雨,其次为地震、管理等;对国内的42起尾矿坝溃坝事故的致灾因素分析表明,引起尾矿坝溃坝事故的主要因素为坝体稳定性不足、违规建设、不寻常降雨等。     

尾矿坝地震液化溃坝研究进展

尾矿坝的地震液化溃坝具有突发性和大破坏性等特点,其地震时的稳定性问题已成为矿山安全的难题。在综述尾矿坝地震灾害现状的基础上,系统总结了尾矿静动力特性、尾矿坝模型试验、尾矿坝地震液化与稳定性分析等方面的研究进展,指出基于流体力学理论,从流动破坏角度分析尾矿液化后的变形特性是很有必要的;开展尾矿液化溃坝问题的研究,有助于进一步认识尾矿液化后流态化现象的本质,进而为尾矿坝抗震设计和防灾减灾决策提供理论基础和技术支撑。     

尾矿坝沉降观测资料的分析方法

国内大多数尾矿坝都是采用上游法筑坝,上游法筑坝与下游法筑坝相比,筑坝工艺简单、经济,但其稳定性不如下游法。随着冶金工业的发展,我国尾矿坝技术也有了很大改进。但目前有不少矿山的尾矿坝都相继进入中晚期,尾矿坝逐年增高,其安全稳定性也变得越来越重要。特别是近几年来,少数矿山的尾矿坝发生了溃坝事故,如1985年东波铅锌矿尾矿库和山西塔儿山铁矿尾矿库溃坝,1986年黄梅山铁矿尾矿库溃坝等都带来严重危害和损失,因而这一问题已引起了各矿山的重视。为     

我国尾矿坝溃坝事故成因及生态环境影响评价

在典型尾矿坝溃坝事故调查的基础上,对尾矿坝事故发生机理进行了分析,其中包括规划、设计、施工、洪水破坏、漫顶渗流、地震的破坏等。其次,研究了尾矿坝失事对生态环境造成的影响,包括水资源系统污染、土壤污染、水土流失等。最后提出了防止尾矿坝破坏,确保尾矿坝安全运行的对策措施。研究成果对尾矿坝安全监管部门和尾矿坝安全管理工作具有一定的参考价值。     

尾矿坝倾斜抬升超载安全度试验与数值模拟研究

针对近几年尾矿坝溃坝地质灾害频发的问题,有必要分析尾矿坝稳定状态。通过开展尾矿坝倾斜抬升超载安全度试验分析尾矿坝稳定性,并建立强度折减法数值分析模型,以极限应变判据验证倾斜抬升超载试验结果的准确性。结果表明:尾矿坝倾斜抬升超载破坏失稳是由初期坝坝脚处的点破坏向整体失稳破坏的演变过程;监测结果显示初期坝的位移大于子坝的位移,坝基的位移最小,试验尾矿坝的超载安全系数区间为1.35~1.38;超载安全度试验与数值模拟强度折减计算结果在安全系数和破坏形态两方面基本吻合,倾斜抬升超载试验方法适用于尾矿坝稳定性的研究。研究结果可为尾矿坝新建、运营、溃坝地质灾害防治提供指导。     

尾矿库溃坝事故树分析

近年来,我国尾矿库事故时有发生,给人民生命财产造成了极大威胁。本文针对尾矿库溃坝事故,建立了尾矿坝溃坝的事故树,求出了最小割集合和最小径集合,并提出了控制措施,从而为进行尾矿坝的安全评价奠定了基础。     

尾矿坝漫顶溃坝机理及过程研究

准确理解尾矿坝漫顶溃坝的发展过程是模拟大坝溃口形状演变和计算溃坝下泄流量的基础。但于缺乏准确、完整的溃坝实例数据,对溃坝的发展机理理解不透彻,因而无法准确描述溃坝侵蚀的发展过程,对溃坝的研究仍处于半理论、半经验状态。为此,利用剪切应力（或牵引应力）理论和“陡坎”冲刷模型,研究了漫顶以后坝面侵蚀和漫顶溃坝机理,并在研究和分析土石坝漫顶溃坝破坏过程的基础上,结合尾矿坝自身特点以及相关理论,提出了尾矿坝漫顶溃坝破坏过程。     

尾矿坝溃坝数值模拟研究

针对近年来尾矿坝(库)溃坝事故不断增多以及溃坝事故现场数据不容易监测的问题,提出了采用数值模拟的计算机技术模拟事故现场的方法。首先,根据溃坝本身的特点以及溃后泥砂流流动特性选择VOF模型作为数值计算的基本模型,利用Fluent3D流体模拟计算软件进行数值计算。通过相似模拟试验和数值计算结果对比发现,溃坝后泥砂流的泥深分布与冲击力变化曲线都具有相同的趋势,并且各自峰值的相似度较大,证实了利用Fluent3D软件来模拟尾矿坝溃坝后泥砂流流动是可行的,初步解决了因尾矿坝溃坝具有瞬间性及极强破坏性而不易监测到溃坝现场数据的难题,为进一步研究尾矿坝溃坝防护措施打下了基础。     

尾矿坝溃坝模拟及影响范围预测

针对尾矿坝溃坝对下游人员生命财产和环境安全危害严重,难以准确定量地描述这一问题,以辽宁某尾矿库为例,采用非牛顿流体模型中的Bingham模型,利用ANSYS CFX流体动力学分析软件对溃坝后的砂流演进过程进行模拟分析。重点分析了溃坝后的流态变化、速度矢量变化以及最终堆积形态。分析结果表明：尾矿坝溃坝以后,尾矿砂流在重力作用下向下游演进运动,冲出初期坝坝坡之后形成涌波,并逐渐向下游扩散传播;任意时刻尾砂的速度大小均呈现出渐进式的变化,从尾部至端头速度逐渐增大,近地面速度比表面速度大;最终形成一个尾部厚、向边缘逐渐变薄的堆积体。所得结果将为溃坝灾害应急预案的编制、下游人员安全疏散方案的提出及溃坝后的灾害评估提供重要的依据。     

尾矿坝坝坡稳定分析的新思路及实例验证

尾矿库是具有高势能的重大危险源,一旦发生事故不仅造成财产损失,还会导致周边环境污染,尤其是"三边库"和"头顶库",更是时刻威胁着人民群众的生命财产安全。现行法规标准均采用基于极限平衡分析的边坡稳定方法,虽然方便操作,但难以准确把握尾矿坝坝坡的实际状况。为此提出在颗粒流理论基础上的强度折减法,定量计算尾矿坝坝坡的稳定性,模拟溃坝过程中坝体内部微观粒子的运动特性及溃坝演化规律,克服了极限平衡法各种假设的缺点。通过某一尾矿坝坝坡实例,计算了尾矿坝坝坡强度折减过程中微观粒子的相互作用过程,动态反映坝坡失稳状态,验证了该方法的适用性。     

震动波作用下尾矿坝稳定性分析

针对某尾矿坝特定工况条件,通过现场测震实验,采用溃坝风险分析、渗流模拟、稳定性分析等多种方法,研究在爆破震动波作用下的尾矿坝稳定性问题,确定影响尾矿坝安全的主要因素,判明在不同工况条件下尾矿坝稳定性的安全边界条件。结果表明:在拟定震动条件下的尾矿坝振动速度为12.0 cm/s时已没有安全储备,安全允许爆破振动速度应控制在6.0 cm/s以内。     

基于耗散结构理论的尾矿坝系统研究

将耗散结构理论应用于尾矿坝系统,尾矿坝系统是复杂的开放系统,具有非线性有序结构,尾矿坝系统内部各子系统之间的作用是非线性的,外部和内部的涨落对尾矿坝系统的稳定性影响是显著的,通过对尾矿坝系统的耗散行为进行分析,得出了尾矿坝系统变形及溃坝的原因,为提高尾矿坝系统的稳定性提供了新途径和理论依据。     

基于Geo Studio的尾矿坝特殊运行条件下稳定性分析

汶川地震使得震区尾矿库发生不同程度破坏和溃坝事故,研究尾矿坝在特殊运行条件下稳定性尤为重要。在洪水位抬高坝体浸润线和地震的反复剪切破坏双重作用下,使得尾矿坝大面积发生液化,从而导致尾矿坝发生溃坝事故。首先,通过Seep/W模块对洪水位下尾矿坝渗流场进行分析;其次,Quake/W模块求解坝体初始应力状态;然后,Quake/W在输入汶川地震波进行地震动力响应分析;最后,运用Slope/W对坝体安全稳定性进行分析,求解出坝体潜在滑移面和最小安全系数。运用Geo Studio对坝体在特殊运行条件下进行数值分析,可掌握尾矿坝安全状况,得到的结果也符合实际情况。     

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...     

中钢集团马鞍山矿山研究院获“山谷型尾矿堆积坝坝坡尾矿安全高效回采”发明专利

正日前,国家知识产权局授予中钢集团马鞍山矿山研究院王运敏、杨永生等研发的"一种适于对山谷型尾矿堆积坝坝坡尾矿进行回采的新方法"发明专利权(专利号:Zl201410150456.6)。尾矿品位低、成分复杂,夹杂了大量砂石和泥浆,其开发利用技术要求高,若处理不好则出现溃坝、坍塌和滑坡等危险,且随着堆积尾矿的开采,坝高减小,稳定性安全问题突出。上游式尾矿库尾矿