尾矿坝辐射井降水模型

尾矿坝浸润线过高是金属矿山企业面临的一大安全隐患,在尾矿坝建立辐射井是降低坝体浸润线的有效手段,渗流浸润线的确定与排渗量的计算是尾矿坝辐射井设计和布设需要解决的关键问题。分析了现场实测浸润线数据,发现尾矿坝辐射井作用下的降水曲线有如下特征：辐射管长度范围内浸润线形状为下凹的指数函数曲线;辐射管长度范围外浸润线形状为上凸的对数函数曲线。推导了尾矿坝辐射井的降水曲线模型和排渗量模型,对比模型计算数据和现场实测数据并进行误差分析,计算结果显示：该模型中浸润线、排渗量的计算值与现场实测数据较为接近,可用于辐射井浸润线位置和排渗量的预测。     

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。     

陕西洛南刺沟尾矿坝增高后浸润线计算方法研究

尾矿坝增高后浸润线位置对抗滑稳定性的影响远大于坝体加高的影响,故尾矿坝稳定性计算中浸润线位置的确定尤为重要。本文以陕西省洛南炼石钼业有限公司刺沟尾矿坝为例,从大范围着手,通过上游式尾矿坝渗流计算法,绘制渗流计算简图,重点研究现状尾矿坝增高后浸润线的计算确定,为后续尾矿坝增高后的稳定性提供依据。     

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。     

龙泉尾矿坝渗流场计算分析及降水工程设计

尾矿坝的渗流状态是影响尾矿坝安全稳定的重要因素,如何降低坝体浸润线是尾矿坝安全管理工作的重点。以浙江龙泉尾矿库为例,通过尾矿坝渗流场的模拟,对传统公式法和数值模拟浸润线进行对比验证,以确定坝体浸润线,并设计采用辐射井降水技术降低坝体浸润线,取得了较为理想的工程效果。     

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。     

不同降雨量对尾矿坝稳定性的影响规律分析

降雨量的多少会影响尾矿坝的浸润线,尾矿坝浸润线的高低也是影响其稳定性的主要指标之一,因此研究尾矿坝稳定性就应该在研究浸润线影响的同时研究降雨量对尾矿坝稳定性的影响。在考虑尾矿坝原有浸润线的基础上,分别对2个尾矿坝剖面在正常水位、20 a一遇24 h最大降雨量、50 a一遇24 h最大降雨量和100 a一遇24 h最大降雨量的4种不同降雨工况下,采用极限平衡法中的瑞典圆弧法、毕肖普法和简布法3种不同的计算方法与渗流同步计算尾矿坝的稳定性,得出尾矿坝的最小安全系数与降雨量呈线性相关的关系,降雨量越大,尾矿坝最小安全系数就越小,尾矿坝越不稳定;尾矿坝面积越大,受降雨影响越大。     

某高尾矿坝考虑渗流作用下的抗震性能分析

渗流作用和地震作用是影响尾矿坝稳定的主要因素。以云南省某尾矿坝为研究背景,基于Geo-studio软件考虑初始渗流场的影响,研究尾矿坝渗流作用下的稳定性,以及地震作用下的动位移与加速度、液化区域与震时的关系、坝坡抗震稳定性、震后永久位移及地震作用下浸润线的变化。计算结果表明：尾矿坝在渗流-应力分析中处于稳定状态。在地震作用下,尾矿坝的水平位移沿着坝高向上不断增大,最大水平位移分布在堆积坝顶部。初期坝顶和堆积坝顶加速度放大倍数分别为1.67和1.87倍。液化区域主要分布于堆积坝浅层区域。尾矿坝震后永久变形量较小,不会发生整体滑塌,但震后浸润线位置较震前显著提高,考虑增设排渗措施防止发生渗流破坏。     

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。     

分层测压水位观测系统及其在尾矿坝观测中的应用

介绍了在监测轻型井点降低尾矿坝浸润线时所采用的一种新颖、较经济的小型塑料管分层测压水位观测系统,并与常规观测法作了比较。文中还对实测尾矿坝渗流场方法进行了探讨。     

尾矿堆积坝渗透系数比对浸润线的影响分析

浸润线是影响尾矿坝稳定性的主要因素之一,采用seep/w有限元渗流分析软件计算出不同渗透系数比的尾矿堆积坝浸润线。结果表明,当上下层尾砂的渗透系数比大于100时,下层尾砂显现出较强的阻水作用,浸润线得到抬升,为优化尾砂渗透系数比提供了依据。     

爆破作用下坝体浸润线变化对尾矿坝稳定性的影响

基于矿山采场爆破振动实测数据和实际运行尾矿库,建立爆破振动作用下浸润线对尾矿坝稳定性影响的有限元计算模型,通过设计尾矿坝体内不同浸润线高程和采场爆破振动强度,研究采场爆破振动对尾矿坝抗滑安全系数的影响。研究表明：尾矿坝体内浸润线位置对尾矿坝抗滑稳定系数影响十分显著,浸润线越高,抗滑稳定系数越低。对于浸润线水位正常的尾矿坝,爆破振动加速度在0~0333g时,尾矿坝抗滑稳定系数随着振动强度的增加而增加;当爆破振动强度大于0333g时,尾矿坝的抗滑稳定系数则呈现几乎直线下降。运用Matlab拟合函数公式得到了爆破振动加速度与尾矿坝抗滑稳定系数间关系式。对于浸润线过高造成的病库和危库,在爆破振动作用下,浸润线对尾矿坝抗滑稳定稳定系数的影响则更加显著,尾矿坝抗滑稳定系数呈近乎直线下降。     

尾矿坝二维渗流场的无单元模拟方法研究

坝坡浸润线是尾矿坝的生命线,它是直接影响坝体安全的一个非常重要的因素。将无单元Galerkin法应用于尾矿坝渗流场及坝体内自由面的模拟计算。详细介绍了无单元Galerkin法的基本理论、边界条件处理方法和自由面处理方法等。在此基础上采用IDL语言编制了二维无单元法的可视化计算软件EFM。最后以风水沟尾矿坝为例,采用无单元法计算了该尾矿坝渗流场分布,并和有限元计算结果进行了对比分析。计算结果表明,采用无单元法可以很好模拟有自由面的尾矿坝渗流场分布,为尾矿库的安全生产与管理提供一定的科学依据。     

尾矿库在线监测系统浸润线预警阈值计算方法研究

尾矿库堆积坝浸润线的埋深与坝坡安全直接相关,对照《尾矿设施设计规范》GB50863-2013中有关控制浸润线的要求,整理了浸润线预警阈值的计算方法和逻辑控制关系,并结合实际工程,建立了浸润线计算模型,研究了浸润线最小埋深与稳定性、渗流边界等的关系,为尾矿库在线监测系统浸润线预警阈值的设置提供了依据。     

大型尾矿坝加高过程三维渗流分析

采用三维有限元渗流和稳定性分析相结合的方法,对大型尾矿坝加高过程进行稳定性评价。分析结果表明:现状坝体的浸润线高度和渗流路线正常,稳定性系数满足要求,但安全储备量不大;加高坝体时浸润线高度变动不大,排渗设施对降低浸润线有重要作用。当坝高加高到100m坝高时,坝坡抗滑稳定安全系数稍小于规范值,继续增加坝高导致坝坡抗滑稳定系数与规定值差距较大,不满足规范要求。通过数值计算确定了尾矿坝加高限值为100m,并给出填筑过程的建议措施。     

轻型井点降低尾矿坝浸润线的施工方法

对轻型井点降水技术用于尾矿坝降低浸润线的有关工程施工问题,作了详细的介绍。目前,我国已建成投产的尾矿坝,绝大多数是用上游法堆筑的尾矿坝。这类坝的下游坡普遍存在因渗流不畅,而产生浸润线过高、逸出,甚至管涌等问题,严重地影响矿山生产。为解决尾矿坝的排渗问题,于1984年由马钢南山铁矿和冶金部建筑研究总院共同协作,将宝钢地基降水获得显著成效的轻型井点移植到凹山尾矿坝上作开拓性尝试。     

尾矿坝浸润线预警研究

运用Geo-Studio软件,对某尾矿库不同水位工况下尾矿坝的浸润线及安全稳定性系数进行计算。根据计算出的结果,并结合《尾矿库安全技术规程》中的相关规定,对尾矿坝浸润线进行预警,得到该尾矿坝浸润线的三级预警值,为尾矿坝浸润线的预警提供理论依据,具有重要的借鉴意义。     

基于Geo-studio的尾矿库加高扩容后坝体稳定性分析

加高已有尾矿坝是扩大尾矿库库容的一种经济可行的办法,但尾矿库等级升高,溃坝风险增大。以辽宁某尾矿库为例,通过现场勘查和室内试验获得堆积层基本物理力学参数;对比实测浸润线,利用Geo-studio软件模拟分析尾矿坝加高前后渗流场并优化渗透系数,进一步分析坝体静力稳定性和地震动力响应。结果表明：尾矿库浸润线最小埋深在10 m以上,符合规程要求;采用瑞典圆弧法和简化Bishop法计算的安全系数均高于允许最小安全系数,地震对坝体安全性影响较小,只有局部液化;加高后最危险滑面位于初期坝附近370 m标高以下,主要为深层圆弧形滑移,原因是尾粉土渗透性较低导致浸润线升高,建议实时监测尤其是洪水期浸润线高度,必要时采取相应措施降低浸润线,有效杜绝渗透破坏。     

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。     

复杂库型条件下高堆上游法尾矿坝三维渗流场分析

高堆上游法尾矿库由于水头高,渗径偏短,同时受复杂地形的夹持影响,在遭遇排渗设施失效或库水位升高等特殊工况时,坝体浸润线将抬升明显,进而影响到高坝运行安全。以国内典型的200m级上游法高堆尾矿坝为工程实例,针对该尾矿库利用三条沟谷同时堆坝这一特殊建库条件,开展尾矿坝空间渗流场研究工作,分析复杂地形下多沟谷渗流场的相互影响规律,揭示高坝浸润线易升高的关键区域及其抬升原因,并提出渗流控制措施。研究结果表明:1)受多区域渗水汇集、沟谷转角大、坝轴线收窄等复杂库型条件的综合影响,高坝渗流场的空间分布特征明显;局部浸润线相比周边区域抬高4~6m以上;2)坝体浸润线在堆积坝下半段往往贴近坝前水平排渗层内边缘通过;坝前排渗措施的有效设置对控制坝体浸润线十分关键;3)高堆尾矿坝坝体浸润线受库水位变化影响敏感,日常管理中应形成足够的库区干滩,确保尾矿坝安全运行。