矿山尾矿坝位移监测方法及监测数据管理系统

变形观测是矿山尾矿坝监测的重要内容,介绍矿山常用的尾矿坝位移监测方法,探讨矿山尾矿坝位移监测的精度要求。阐述了矿山尾矿坝监测数据管理系统开发的基本思想以及系统的主要功能。     

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。     

上游筑坝法尾矿坝爆破震动响应测试与分析

上游筑坝法尾矿坝长期处于欠固结状态,密实度较低、结构松散,在频繁的矿山生产爆破地震作用下极易出现液化区,进而导致坝体失稳。针对某矿业公司对矿山生产爆破导致产生的水平地震加速度进行了测试,并将其作为输入地震波,对尾矿坝进行了动力有限元响应分析。分析结果表明,初期坝较后期堆积坝响应强烈,在爆破震动作用下尾矿坝体内没有液化区产生,因此可以认为矿山目前所采用的生产爆破规模不会对坝体稳定性产生不利影响。     

露天矿边坡水平地应力竖向分布规律的新认识

探讨了露天矿边坡侧压力及应力的来源,指出了地应力产生的主要原因在于重力。重力作用既产生竖向地应力,和水平地应力。给出了重力所致水平地应力的科学表达方式。提出了露天矿边坡侧压力及水平地应力计算的新方法,找出了露天矿边坡水平地应力的竖向分布规律。     

基于坝体深部双向多点位移监测的尾矿坝稳定性分析

在尾矿堆积过程中,尾矿坝处在重力、外部荷载、水力渗流等多重复杂应力环境下,坝体稳定性受到严重影响,常规的监测手段无法适应兰亭尾矿坝监测区域广、含水量高、位移变化大的特点。基于此,研发了新型的"大量程-防冲击"坝体深部双向多点位移监测装置,对尾矿堆积过程中的尾矿坝的变形进行了实时监测,从局部和整体对坝体的稳定性进行了分析,并提出了工程建议。     

鞍钢齐大山尾矿坝动力响应分析

针对尾矿坝的动力响应问题, 基于完全非线性动力分析理论, 利用有限差分软件FLAC^3D, 分析计算了尾矿坝地震响应, 获得了尾矿坝在地震作用下的加速度放大系数、动位移、有效应力及库区液化的动力响应特性。结果表明, 在静力作用下, 尾矿坝整体处于稳定状态, 稳定性系数为1.71。在动力荷载作用下, 竖直方向和水平方向加速度放大系数分别为2.86和2.1, 有效应力不大, 具有较大的安全储备; 坝体水平向位移变化不大, 且液化范围较小, 不影响尾矿坝的整体稳定性。     

细粒尾矿堆积坝的地震稳定性分析

在分析地震对尾矿坝造成破坏特点的基础上，介绍了尾矿坝地震稳定性分析方法。以龙都尾矿库细粒尾矿堆积坝为例，分析了在当地发生七级地震情况下，尾矿坝在不同状态下的结果，为矿山进行尾矿库的安全管理提供了科学依据。     

尾矿高坝的边坡稳定性研究

尾矿坝的安全运行是保证矿山生产正常运行的必要条件。针对江西某尾矿高坝,在现场调查的基础上,进行了现场勘察和取样工作,分析了尾矿沉积规律和坝体组成结构,开展了不同工况下的坝体稳定性研究,并探讨了坝体灾害的防治措施。研究结果表明,从坝区至库内,尾矿由粗变细的趋势非常明显;由上到下,由于采用中线法堆积,尾矿由粗变细的趋势不大明显;尾矿坝的沉积滩形态舒缓,其坡度较为平坦,且未见尾矿泥;尾矿坝处于正常运行工况和洪水运行工况时,计算的安全系数能满足规范要求,尾矿坝基本处于稳定状态;在尾矿坝处于全饱和工况和地震工况时,计算出的安全系数远低于规范规定的要求,坝体的稳定性也明显降低,使得坝体处于极不稳定状态。     

尾矿坝液化流滑破坏模型与稳定措施研究

上游法尾矿坝浸润线较高,大部分坝体处于饱和状态,地震作用下易发生液化流滑破坏。通过分析尾矿坝地震灾害,初步研究了尾矿坝流滑破坏机理,从基础破坏、初期坝破坏、子坝破坏和内滑破坏方面提出了4种流滑破坏模型,探讨了针对尾矿坝流滑破坏的稳定措施及其加固效果。研究成果对指导尾矿坝抗震设计、提高矿山安全管理水平及降低灾害损失具有重要意义。     

露天矿边坡水平地应力竖向分布规律的研究

以地球物理学基本理论为指导, 根据地球重力场的特点, 探讨了露天矿边坡侧压力及水平地应力的产生原因, 指出地应力产生主要在于重力(即地心引力), 重力不仅可以产生竖向地应力, 而且还可产生水平地应力. 给出了重力所致水平地应力的表达式, 提出了露天矿边坡侧压力及水平地应力计算的一种新方法, 找出了露天矿边坡水平地应力的竖向分布规律.     

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。     

基于FLUENT的尾矿库溃坝数值模拟及尾砂运动分析

尾矿库溃坝时危害巨大,为了研究广东某矿尾矿库溃坝后的后果,现对其溃坝过程进行模拟。该尾矿库分两期设计,第二期在一期坝的基础上采用下游外推式加高,现以该尾矿库为工程背景,根据现场情况取其研究参数,借助FLUENT软件建立尾矿库溃坝过程三维模型,研究其10~100 s内7个时间段尾砂流的运移距离、流动速度、以及冲击压力以及对二期尾矿库稳定性的影响,并根据数值模拟结果制定有针对性的预防和防治措施。。 ,（此处缺关键过程）结果表明：随着时间的增加,尾砂运移距离逐渐增大,流速和压力先增大后减小,尾砂在下泄过程中离坝址处较近的位置破坏的程度最严重,溃坝从发生至结束历时较短仅为400 s。尾砂溃坝冲击力巨大且迅速,但数值模拟的结果对实际预防和治理工程具有指导意义,能有效的保证尾矿库的安全。     

抚顺市莱河尾矿库安全监测系统研究

随着金属非金属矿山采选业的迅速发展,尾矿库的安全生产和环境安全等问题日益显现,尤其是我国尾矿库下游大都为人口密集区、城镇或大型工厂企业,因此,尾矿库的安全备受关注。通过对抚顺市莱河尾矿库稳定性分析,有必要加强安全监测,进而确定浸润线、库水位、滩面标高、坝体位移作为尾矿库安全运行的主要监测指标。利用GPS技术、传感器技术、信号传输技术,以及网络技术和软件技术,从宏观、微观相结合的全方位角度,监测影响尾矿库及坝体安全的各种关键技术指标,并结合现代监测技术设计开发软件平台,为尾矿库安全监测提供科学依据,对抑制事故发生或减少事故伤损范围具有重要的现实意义。     

尾矿库堆积坝排渗设施在某尾矿库的应用

近些年受尾矿库选址及环境保护等政策的限制,新建尾矿库的工程投资明显增加,因此在原有堆坝高度上继续加高的工程增多,接近100～200 m级的高坝尾矿库大量涌现。为增加尾矿库的稳定性,以某尾矿库工程为例,坝体浸润线埋深较高,稳定计算不能满足相关规范要求。为有效降低浸润线,在堆积坝内采用大口辐射井和飘管相结合的排渗设施。经现场实际运行,排渗设施的应用对保证坝体稳定具有十分重要的作用。     

云南某铜尾矿库不同堆坝速率稳定性分析

根据云南某铜尾矿库地勘和设计施工资料,按照尾矿库比例和现场堆坝形式,进行了大型堆坝模型试验,通过对三级子坝采样并进行颗粒级配分析,获取了模型尾矿库内颗粒级配分布。根据得到的颗粒分布确定组成尾矿库的2类尾矿样,对其采用常规土工试验获得常规土力学参数。在专用岩土数值模拟软件Geo-slope中建模并代入2种尾矿土物理力学参数,进行正常工况下的稳定性计算,得到3种堆积坝高下不同筑坝速度的安全系数（其中,4级子坝在堆坝速度5 m/a情况下,安全系数为2.173,为最大值;10级子坝在堆坝速度15 m/a情况下,安全系数为1.252,为最小值）。结果表明：在相同堆积速率下尾矿库越高安全系数越低;随着筑坝速率提高,相同坝高尾矿库坝体稳定性下降。在尾矿库设计建设时,有必要考虑尾矿库堆坝速率进行稳定性分析。     

上游式湿排尾矿分级分区放矿筑坝工艺试验及应用#br#

针对上游式湿排尾矿库入库尾矿粒度偏细、浓度偏高、不易分选的特点,为实现尾矿的安全堆存,采用分级分区放矿,将粗细尾矿分级后,粗颗粒尾矿优先在坝前放矿,细颗粒尾矿在上游库内排放。通过在南京梅山山景尾矿库实施旋流器分级分区放矿筑坝试验,将入库尾矿经FX 250型水力旋流器在0.1 MPa压力下进行分级,将沉砂质量浓度稀释至35%以下排放在坝前,取样检测表明,坝前20 m范围内+0.075 mm尾矿占比在90%左右,坝前40 m范围粗颗粒含量明显增加。通过在粗尾矿沉积的坝前区构筑池填法子埂,使粗尾矿集中在坝前最小干滩长度范围内沉积形成安全超高区;将溢流汇集后经管道输送至上游库内排放。试验结果表明,上游式尾矿分级分区排放工艺能够很好地解决细粒高浓度尾矿采用坝前水力冲积放矿存在的防洪不足及坝体稳定性不高的问题。该尾矿堆存工艺在南京梅山山景尾矿库成功应用,既解决了尾矿库前期运行存在的潜在安全隐患,又节省了运行成本。     

杨家湾尾矿坝排渗加固实践

杨家湾尾矿库采用上游式筑坝,上游式筑坝由于矿泥夹层严重阻碍了水的垂直下渗,而随着尾矿库堆筑子坝上升,堆积坝长度增加,超出原有辐射式排渗井水平滤管排渗范围,加之两测山体基岩阻挡,渗流路径变长,导致杨家湾尾矿库局部浸润线偏高,子坝外坡出现局部沼泽化,两侧坝肩截水沟出现渗水现象。因此,对杨家湾尾矿库进行排渗加固,采用辐射式排渗井多层敷设水平滤管和坝体表面水平滤管联合排渗工艺,提高了尾矿库排渗能力,降低坝体浸润线,浸润线埋深平均增加0.67 m,实现实际浸润线不高于设计的控制浸润线要求,确保了尾矿库安全运行。     

尾矿坝地震破坏机制探讨

通过对尾矿坝潜在滑动体的受力分析,考虑饱和尾矿动孔隙水压力和填筑期对坝体稳定性的影响,推导了尾矿坝地震时和地震停止时安全系数的计算式,探讨了动孔隙水压力对坝体地震时工作状态的影响。分析表明,地震作用下坝体工作状态主要受控于尾矿强度的降低和坝体惯性效应2方面;屈服地震系数显著地受到动孔隙水压力累积的影响,即随着振次的增加,坝体屈服地震系数越来越小。引入一个临界内摩擦角值来区分尾矿坝的最终破坏模式,即流动型破坏和滑动型破坏,并分别对2种模式的破坏机制及破坏过程进行了探讨。     

铜鑫矿业有限公司尾矿坝GPS位移监测系统

目前尾矿坝位移监测多为人工监测，监测频度和精度难以满足尾矿库安全生产管理的需要。根据铜鑫矿业有限公司尾矿库的具体情况，设计安装尾矿坝GPS位移监测系统，从测试数据的分析结果来看，数据离散度控制较好，最大位移控制在精度限定的范围以内，系统完全达到预定精度。     

上游式尾矿库颗粒沉积规律及坝体渗流场分析

以尹庄尾矿库为工程背景,通过现场沉积滩面及钻孔取样进行室内筛分试验、渗透试验,获得了上游式尾矿颗粒在库内沉积规律,建立了尾矿库概化地质模型,并通过三轴试验得到了概化模型中不同地层尾矿的应力应变关系;以测定的饱和含水量、残余含水量及饱和渗透系数及各尾矿颗粒级配曲线为基础,利用Fredlund-Xing模型获得了土-水特征曲线及渗流模型;以有效应力理论为依据,建立上游式尾矿库流-固耦合数学模型,对该库的应力场与渗流场进行分析,获得了坝体的应力场及孔隙压力的分布规律。研究成果可为尾矿库的设计、施工和安全生产提供技术支撑。