尾矿库排渗工程技术方法

为消除或减少尾矿库的安全风险,重要措施就是降低尾矿库坝体内的浸润线,而排渗工程技术方法是其主要手段.本文结合部分岩土工程技术在尾矿库排渗工程中的运用,并通过多项工程实践,系统讨论与总结尾矿库排渗工程技术方法中的盲沟排渗法、水平孔排渗法、辐射井排渗法、井点管抽水法、其它联合排渗措施的原理特点、施工方法与质量控制要点.     

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。     

向山硫铁矿尾矿库联合排渗施工技术

通过水平排渗钻孔、碎石桩及盲沟等联合排渗工艺在向山硫铁矿某尾矿库再利用工程中应用的成功经验,介绍水平排渗孔等工艺在尾矿库再利用工程中的施工过程以及该工艺在尾矿坝中应用的前景。     

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。     

榆木沟尾矿库自流式辐射井排渗系统施工关键技术

浸润线过高导致的渗流状况不良已经成为许多尾矿库的主要安全隐患,是引起尾矿库溃坝事故的最直接原因之一。自流式辐射井排渗系统具有自流排水安全可靠、辐射式集渗管水平伸入坝体范围广、排水量大、水位下降快、成本低、使用寿命周期长、后期管理运行方便等优势。在榆木沟尾矿库2号大口辐射井工程中应用了自流式辐射井排渗系统,取得了良好的技术和经济效果。结合该工程实践,对自流式辐射井排渗系统在尾矿库排渗工程中的施工关键技术问题进行了研究和探讨,为今后类似工程提供了有益的经验。     

尾矿库包容式建坝扩容的技术研究

针对尾矿库进行包容式建坝扩容的特点，提出了新库启用时的调洪、老、新坝的排渗及稳定性问题的技术措施，解决了工程应用的实际问题，达到了节约耕地和环境保护的目的。     

大型尾矿库坝排渗工程施工技术

以德兴铜矿2^#尾矿库坝排渗工程为例，系统、扼要地阐明了采用辐射井排渗系统降低坝体浸润线的加固方法。竣工后对排渗运行情况的检测与分析，证明了辐射井排渗使坝体浸润线水位整体明显下降。     

辐射式排渗井在云南某尾矿库中的应用

我国尾矿库大多存在坝体内浸润线过高的问题。辐射式排渗井具有易于在尾砂坝上施工及维护费用低,排渗效果好等优势,非常适合尾矿库渗透破坏治理工程,在上游法尾矿坝排渗中具有广泛的应用价值。文章介绍了辐射井的构造及排渗降水的原理,详细分析了辐射井在云南某尾矿库的应用情况。     

青山尾矿库排洪排渗系统改造

通过对马钢集团姑山矿业公司和睦山青山尾矿库排洪系统、排渗系统的改造,提高其排洪能力,降低坝体浸润线,确保了尾矿库排洪期间的坝体安全。     

地震灾区尾矿库危害等级划分方法

"5.12"汶川地震震区尾矿库受地震影响较大,遭到不同程度的破坏。本文首先对震后灾区尾矿库的失稳情况尤其是江油雁门硫铁矿进行分析,然后对现行尾矿库安全度划分方法研究,详细分析了《尾矿库安全技术规程》(AQ2005-2005),最后根据尾矿坝坝体稳定性、防洪能力、抗震能力及其它影响尾矿库安全运行的因素综合确定,分为四个等级,即A等库、B等库、C等库、D等库。指出地震影响下尾矿库安全管理的重点对象,为尾矿库的安全评价提供理论依据。     

基于非稳定渗流分析的尾矿库坝体稳定性研究

在汛期,尾矿库水位经常发生骤升骤降,坝体浸润线也随之发生急剧变化,坝体处于非稳定渗流状态,对坝体抗滑稳定产生不利影响。根据尾矿库调洪演算确定汛期尾矿库水位变化情况,建立尾矿库渗流稳定分析模型,以调洪演算确定的库水位作为非稳定渗流分析参数,进行坝体非稳定渗流分析,结果表明:在库水位骤升过程中,坝体内浸润线前部随着库水位不断上升而上抬,形成反坡S形;在库水位骤降过程中,坝体内浸润线前部随着库水位不断下降而下降,形成弧线形,但由于库水位变化速度较快,加上坝体渗透性的影响,浸润线后部变化很缓慢,在坝体内无法形成稳定的浸润线。基于此,本文分析了坝体抗滑稳定性,结果表明:在库水位骤升过程中,坝体抗滑稳安全系数仅从1.474下降至1.465,对坝体抗滑稳定性影响不大,但是一旦在最高洪水位形成稳定浸润线,坝体抗滑稳定安全系数明显降低至1.357;在库水位骤降过程中,坝体抗滑稳定安全系数仅从1.357上升至1.367,对坝体抗滑稳定性影响不大,但是一旦在正常运行水位形成稳定浸润线,坝体抗滑稳定安全系数明显提升至1.474。     

变分法在尾矿坝稳定性分析中的应用研究

分析研究了变分法在尾矿坝稳定性分析中的应用,利用研究开发的尾矿坝二维变分分析程序对不同工况的尾矿坝进行了稳定性分析,并与极限平衡分析法进行对比,结果表明:分析结果比较接近,采用对数螺旋滑动面进行变分分析更合乎实际。     

长沙某商住楼基坑支护加固案例分析

以长沙某商住楼基坑支护加固为例,分析了基坑壁失稳的原因,在综合考虑多方因素后,就不同程度失稳的基坑壁提出并实施分段不同的支护加固方案,得到了较好的支护效果。     

复合储层层间窜流对瓦斯抽采的影响机制研究北大核心

为了考察复合储层中围岩特性对穿层钻孔瓦斯抽采的影响,分析了煤层和岩层内瓦斯的渗流规律,基于建立的复合储层和单一储层瓦斯抽采流固耦合模型,模拟研究了不同倾角的穿层钻孔对复合储层和单一储层的瓦斯抽采效果,以及多钻孔耦合下的穿层钻孔瓦斯抽采效果。结果表明:相同钻孔抽采不同储层的煤层瓦斯时,复合储层比单一储层抽采瓦斯的抽采影响半径和有效半径大,抽采效果更好;不同倾角的钻孔对复合储层的瓦斯抽采影响不同,瓦斯抽采影响范围随夹角的增大呈降低趋势,层间窜流的影响也随之呈减弱趋势;在多钻孔耦合抽采下,复合储层中下部煤层的瓦斯压力明显低于单一储层中相同位置的瓦斯压力。     

三峡库区枣子树包滑坡稳定性和治理研究

每年的库水位下降期间,三峡库区的许多滑坡都出现了较大的变形。从三峡库区枣子树包滑坡的结构和变形特征出发,分析了其成因机制及其稳定性状况;采用有限元法模拟了库水位下降时滑坡地下水渗流场,并将所得孔隙水压力用于滑坡的极限平衡分析,探讨了水位下降速率对滑坡稳定性的影响机理和规律。研究表明:该滑坡是早期岸坡岩体产生滑移-弯曲破坏后堆积并经漫长改造形成的,目前处于基本稳定状态,预计在加大库水位下降速度后处于欠稳定状态;滑坡稳定性系数随库水位下降而降低,库水位下降速度越大,稳定性系数降低越大;相对于库水位下降速率,强降雨对滑坡稳定性影响更明显;为提高滑坡整体稳定性,提出了抗滑桩的加固措施。研究方法和成果对滑坡的评价与治理具有较好的参考价值。     

煤层气储层性能综合评价方法与应用

煤储层特征评价研究是煤层气勘探试验中和进行商业开发前所必须进行的一项技术工作。本文在煤储层性能参数单因素评价基础上，提出了进行储层特征综合评价的重要性和定量计算方法。并将此方法在安徽淮南煤田新集煤层气开发示范区研究工作中进行了应用，评价结果表明相对定性和单因素评价更为科学、合理、可信。     

采场顶板锚索锚杆联合支护加固效果模拟分析

工程岩体质量等级为III级和IV级的采场顶板,因其岩体破坏特点和破坏程度不同,需采取不同强度的支护方案。针对不同岩体质量等级采场顶板初选的锚索锚杆联合支护技术参数,建立数值分析模型并选取若干关键位置监测点,对模拟开采过程中的变形量、应力值、塑性区范围等进行实时监测,以反应采场顶板锚索锚杆联合支护技术方案的加固效果。通过数值模拟计算对采场顶板支护前后相关监测参数对比分析,结果表明：采场顶板区域支护后拉应力值比未支护时降低约35%,支护作业最大可降低顶板位移量48.3%,支护后顶板塑性区范围明显减少。锚索锚杆联合支护可大幅提高采场顶板的安全性,较好控制顶板应力值和位移量,保障采场内作业安全。研究结果可为类似矿山采场顶板支护方案选择和加固效果评价提供指导。     

尾砂库地震砂土液化判别与分析——以铜陵市水木冲尾砂库为例

尾砂是选矿分选作业的产物之一,通过堆积处理形成的尾砂库是重大危险源。尾砂库在地震作用下极易出现液化现象,导致库体失稳,出现溃库风险。以铜陵市水木冲尾砂库为例,采用标准贯入法、静力触探法和剪切波速判断法分析尾砂库地震砂土液化,结果表明饱和尾粉砂和尾细砂易在地震作用下产生液化。提出有关建议对策,对提高城市抗震设防工作有实际意义。     

基于导水裂隙带高度的地下水库适应性评价

利用煤矿井下采空区进行矿井水资源储存和循环利用的地下水库技术为西部缺水矿区的绿色开采提供了新的途径,但其推广应用仍需符合一定的适用条件。综合采用现场实测与理论分析,结合神东矿区煤矿地下水库工程实践,开展了基于导水裂隙带高度的地下水库适应性评价方法研究。结果表明:地下水库储水的高效循环使用是保证该技术成功应用的关键,必须满足"水源"、"库容"和"通道"三大条件。采动覆岩导水裂隙作为地下水库水源补给的重要通道,是影响地下水库适应性的核心因素。利用"基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法",判别具体开采条件导水裂隙带发育高度,当导水裂隙沟通区域补给水源(含水层)时,地下水库具备适应性;否则,区域水源水体一般难以汇聚至井下采空区,从而地下水库中可供循环利用的水资源量将难以保证,地下水库保水方法一般不适用。研究结果得到了神东矿区地下水库工程的验证,并指导了李家壕煤矿地下水库适应性评价和地下水库建设选址。