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     

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。     

潮汐环境堆填速率对软土固结过程动态影响研究

堆载预压法加固软土地基过程中,堆填速率将影响到超孔隙水压力的消散.基于比奥固结理论,结合某沿海围垦工程,建立了三维弹塑性有限元模型,模拟了土体固结过程.在此基础上,对土体固结过程中的超孔隙水压力变化进行了分析,并计算出土体的固结度.研究过程中,考虑了潮汐环境的影响及渗透系数在固结过程中随着土体孔隙比变化而产生的动态变化,验证了曼德尔效应的存在,认为潮汐环境的影响不容忽视.     

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。     

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。     

赤泥尾矿库气驱排渗降水试验研究

尾矿库的安全是矿山生产活动的保证,通过排渗加固坝体地基能够有效提高尾矿库稳定性。气驱排 渗是在垂直排渗工法基础上引入气驱系统与槽孔管的新型排渗方法,气驱系统可以在排渗井内产生负压,于土体 周围形成一定范围的真空渗流场,加速孔隙水渗流,槽孔管增加了渗流面积并保证渗流的稳定性。在澳大利亚 Yarwun 赤泥尾矿现场气驱排渗试验中,利用孔压静力触探(CPTU)及室内固结试验测定赤泥尾矿库地层信息与土体 性质,结合涌水量和孔隙水压力现场实测数据,并通过对比排渗前后赤泥物理力学性质变化对气驱排渗加固效果 进行讨论。结果表明：试验场地赤泥颗粒极细、压缩性高、渗透性差,采用气驱排渗降水效果良好,槽孔管保证了涌 水量的稳定,真空负压从上往下递增;降水后赤泥不排水抗剪强度与有效应力显著提高,渗透系数比加固前减小, 加固效果随深度增加不断提高,对于超出排渗井深度土层的加固效果也较为显著。     

吹填泥浆自然沉降规律研究

利用沉降柱试验研究了吹填泥浆自然沉降情况下的分层规律。研究发现利用沉降速率和沉降时间的双对数坐标可以容易地把泥浆的沉降过程区分为自然沉降阶段和自重固结阶段,自然沉降阶段是一个加速沉降过程,自重固结阶段是一个减速沉降过程。泥浆颗粒分布、密度、含水率、孔隙比均呈现出分层特性;粒径总体随着深度的增加而增加,在上部粒径分布较接近;密度随着深度的增加而升高;含水率和孔隙比随着深度的增加而降低。     

特软质可压缩性尾矿堆干式覆盖技术述评(一)

评述了与特软质可压缩性尾矿堆采用干土覆盖技术有关的主要问题。在复垦期间 ,尾矿尚未固结 ,其抗剪强度低 ,通行条件差 ,沉降量大 ,因此这种尾矿堆的干土覆盖层的设计与施工往往向岩土工程师和环保工程师提出难以应付的挑战。所需考虑的岩土工程问题包括 :1)靠近表面的尾矿层的固结 ,以提高强度 ,改善行车状况 ,以便安全地铺筑初始分层 ;2 )尾矿池排水和 (或 )铺筑覆盖层期间尾矿堆坡面的稳定性 ;3)尾矿堆的长期沉降量及其对覆盖层整体性和最终地表形状的影响。所需考虑的环境保护问题包括 :1)尾矿池污水 (游离水 )的管理 ;2 )尾矿固结过程中排出的受污染孔隙水的管理 ;3)覆盖层上部 (未受污染 )地表水的管理。综述了一座大型铀矿尾矿坝复垦工程中近年取得的实践经验。结论是 :在工程规划的各个阶段 ,认真考虑岩土工程问题与环境保护问题可大大降低细粒尾矿坝复垦工程的费用和环境危害程度     

动力排水固结法软基处理效果分析

在工程实例的基础上,综合运用静载荷试验、十字板剪切试验、钻孔取土、室内土工试验、压实度试验及浅层沉降监测、分层沉降监测、孔隙水压力监测等手段对动力排水固结法的加固软弱地基效果进行了分析和评价.软弱地基经动力排水固结后,其沉降量在施工过程中和施工后不久即可达到相对稳定,地基承载力明显提高,土体的各种物理力学性质也得到了一定的改善.     

动力排水固结法软基处理效果分析

在工程实例的基础上,综合运用静载荷试验、十字板剪切试验、钻孔取土、室内土工试验、压实度试验及浅层沉降监测、分层沉降监测、孔隙水压力监测等手段对动力排水固结法的加固软弱地基效果进行了分析和评价。软弱地基经动力排水固结后,其沉降量在施工过程中和施工后不久即可达到相对稳定,地基承载力明显提高,土体的各种物理力学性质也得到了一定的改善。     

采场非胶尾砂充填料浆自重固结过程数值模拟

非胶充填可减少水泥用量以降低充填成本,但细尾砂非胶料浆在采场中难脱水固结、长期处于流态的问题影响充填安全。本研究提出一种基于FLAC3D软件的非胶料浆固结过程模拟方法,利用Gibson固结理论解析的孔隙水压力,对比验证了该数值方法模拟非胶料浆固结过程的可靠性,得出模型网格尺寸对料浆孔隙水压力模拟结果影响显著,应将自重固结方向网格尺寸设定为充填料浆高度1/100以内的结论。应用该方法示例模拟了某金矿采场充填料浆固结过程,与现场监测的孔隙水压力和竖向总应力对比,校验了该法模拟实际采场充填料浆固结过程的有效性,可为采场非胶尾砂充填料浆自重固结研究提供参考。     

基于正交试验设计的全尾砂浆絮凝沉降参数选择及优化北大核心

全尾砂絮凝沉降技术是矿山充填工艺的核心环节,而全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度是影响全尾砂絮凝沉降的关键因素。为研究尾砂静态絮凝沉降特性规律,基于正交试验设计开展量筒静态沉降实验,分析了全尾砂浆浓度、絮凝剂单耗及絮凝剂溶液浓度对全尾砂料浆絮凝沉降参数的影响规律,构建了沉降速率与底流浓度的预测模型,并获得了最佳的静态絮凝沉降参数。结果表明:阴离子型絮凝剂比非离子型絮凝剂絮凝效果要好,可优先选择阴离子型絮凝剂作为超细尾砂絮凝沉降的絮凝剂;三因素对沉降速度和底流浓度的影响程度均为全尾砂浆浓度>絮凝剂单耗>絮凝剂溶液浓度,并且全尾砂浆浓度与絮凝剂单耗均为沉降速度和底流浓度的显著性影响因素;全尾砂料浆絮凝沉降参数不仅受到单因素的影响,因素间的交互作用也能够影响絮凝沉降参数;絮凝沉降参数优化结果表明,最佳静态絮凝沉降参数为全尾砂浆浓度18.2%、絮凝剂单耗16.7 g/t、絮凝剂溶液浓度0.25%。     

饱和尾粉砂动孔隙水压力发展特性试验研究

采用动三轴仪对内蒙古某尾矿库尾粉砂进行了动强度试验,研究了围压、相对密实度及固结比对动荷载作用下尾粉砂中孔隙水压力发展特性的影响。研究结果表明,随着固结比、相对密实度、围压的增大,动荷载作用下饱和尾粉砂孔压增长曲线形状由陡峭转变为平缓。随着围压及固结比增大,试样动力破坏形式从以孔压值为主要表征指标的液化破坏,转化为以动剪应变为主要破坏形式的软化破坏。动荷载作用下发生液化破坏的饱和尾粉砂孔压增长过程分可为初始增长阶段、稳定增长阶段和快速增长至破坏阶段,孔压增长曲线表现为明显的反S型,本文采用双对数函数对该试验孔压增长曲线进行拟合,结果表明该模型可以较好地模拟尾粉砂在动荷载作用下的孔压发展规律。     

尾矿充填料浆电渗脱水固结实验

设计了尾砂充填料浆电渗脱水固结实验教学装置,以自然脱水为对照,开展不同初始条件下的充填料浆脱水固结实验。通过监测实验过程中充填料浆的脱水量、浆面沉降高度、温度、电流以及检测尾砂充填体试块强度,对比分析充填料浆在不同条件下的脱水固结性状,研究通电对充填料浆脱水固结过程的影响。本实验有助于采矿工程专业学生与研究人员进一步了解尾砂充填料浆特性,掌握充填料浆电渗脱水方法。     

Numerical Study of the Effects of Drainage Systems on Saturated/Unsaturated Seepage and Stability of Tailings Dams

The stability of tailings dams is affected by seepage characteristics such as the location of the phreatic surface inside the dam, the effects of the capillary fringe, and the unsaturated zone above the zero pore pressure level. In this study, the performance of drainage systems in tailings dams was investigated by analyzing saturated and unsaturated seepage in the dam, considering the effects of the construction method, tailings properties, and the type of drainage systems. First, general seepage characteristics in tailings dams were studied and the effects of non-homogeneity were investigated. Our results show that in a silty tailings dam with a height of 15 m, unsaturated plus capillary seepage flux can reach 13% of the total seepage. The total head vs. discharge volume curves under various conditions were compared and their practical implications are presented. Then, stability analyses were carried out using the results of seepage analyses for different construction methods, material properties, and drainage systems. Finally, a number of practical conclusions are drawn regarding dam stability and the efficiency of toe, blanket, and chimney drains in different construction methods. Using a blanket and/or a chimney drain can increase the stability safety factor by up to two times, depending on the type of material.     

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。     

面向膏体充填尾砂浓密的絮团结构研究进展综述

膏体充填的技术难题之一是如何在尾砂浓密环节制备出浓度稳定、适宜的底流,从而满足后续工艺环节的需要,以期为矿山安全高效生产提供技术保障.但实际工程中尾砂浓密的底流浓度常常不稳定,基于国内外尾砂浓密领域的最新研究进展发现,底流浓度除了受浓密工艺的宏观因素影响外,根本原因取决于浓密脱水过程中的絮团微细观结构.为此通过综述国内...