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。     

尾矿坝渗流-应力耦合场的有限元分析

尾矿坝作为典型颗粒堆积多孔介质,其安全稳定运行对矿山的生产关系重大。建立了尾矿坝渗流与应力耦合的数学模型,以金山店锡冶山尾矿坝为例,分析了正常运行的工况下渗流与应力场的耦合特性,得出浸润线、变形场及应力场等尾矿坝的重要指标。通过模拟分析发现,考虑耦合情况比不考虑耦合场的渗流量增加约2%,且渗流对应力场的影响较大,由渗流所产生的渗流体积力占总应力的10%~20%。据此可全面直观地了解尾矿坝在各运行工况下的信息,为尾矿坝的稳定性分析及日常维护提供了理论依据。     

尾矿坝渗流-应力耦合场的有限元分析

尾矿坝作为典型颗粒堆积多孔介质,其安全稳定运行对矿山的生产关系重大。建立了尾矿坝渗流与应力耦合的数学模型,以金山店锡冶山尾矿坝为例,分析了正常运行的工况下渗流与应力场的耦合特性,得出浸润线、变形场及应力场等尾矿坝的重要指标。通过模拟分析发现,考虑耦合情况比不考虑耦合场的渗流量增加约2%,且渗流对应力场的影响较大,由渗流所产生的渗流体积力占总应力的10%~20%。据此可全面直观地了解尾矿坝在各运行工况下的信息,为尾矿坝的稳定性分析及日常维护提供了理论依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

废石中线法尾矿坝三维渗流特性分析

针对复杂地形条件下废石中线法尾矿坝的特点,采用饱和-非饱和三维有限元渗流分析方法,对尾矿坝三维渗流场进行数值模拟,分析了渗流场的分布规律,研究表明:复杂地形条件下,尾矿坝渗流场具有明显的三维分布特征,废石中线法尾矿坝具有浸润线低、渗透稳定性好等特点,对坝体抗震稳定性有利。研究成果可为类似工程的研究及设计提供参考。     

基于水土交互作用分析的尾矿坝渗流场研究

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。渗流与水土作用密切相关,将水土作用理论引入尾矿坝渗流场分析中,运用地球化学、力学及相关理论,结合尾矿的结构特点,从宏观和微观两方面探讨尾矿坝内水土交互作用,将其概括为水土化学作用、水土物理作用、渗流力学作用分别阐述。并以某铁矿尾矿坝为工程实例进行了有限元渗流模拟,为尾矿坝稳定性分析提供基础原始数据,并进一步为尾矿坝致灾机理提供基础理论参考。