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。     

富贵鸟1号尾矿库坝体稳定性数值模拟

基于富贵鸟1号尾矿库现有岩土工程地质条件,采用有限元法对该尾矿坝进行渗流稳定性及静力有限元数值模拟分析.结果表明坝体在正常运行工况以及洪水运行工况下,尾矿堆积坝坝坡浸润线埋深满足规范规定.坝体浸润线沿初期坝坝坡出逸,系透水堆石坝正常排水现象,不会对坝坡产生如管涌、流沙和表面沼泽化等渗流破坏.并在此基础上,采用毕肖普法和瑞典圆弧法对坝体进行正常水位工况、洪水位工况和洪水位及地震作用工况下的稳定性计算,得到尾矿坝坝体内部应力应变关系,以及坝体最小稳定性系数.结果表明坝体的稳定性系数大于规范要求的最细小安全系数,坝体是安全稳固的.     

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。     

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。     

矿山废石对尾矿坝浸润线的影响机理研究

浸润线是衡量尾矿坝稳定性的关键指标,研究浸润线埋深变化对于提高尾矿坝的稳定性有重要意义。以斋家冲尾矿坝为工程背景,利用矿山废石与尾矿砂联合堆筑的方法建立了与原型相似的含废石柱尾矿坝的试验模型,分析废石柱的颗粒级配和间距对尾矿坝不同工况下的坝体单位时间渗流量和浸润线埋深的影响,并利用Geo-studio软件中SEEP/W研究了正常工况下的坝体渗流流态。结果表明:随着废石柱细颗粒含量的降低,坝体单位时间渗流量增加,浸润线埋深则降低;随着废石柱间距的增大,尾矿坝的单位时间渗流量减小,初期坝坝前坡脚处截面流量增大,孔隙水压力线与坝基的水平夹角减小,浸润线埋深随之抬高。研究结果可为类似尾矿坝的设计与施工提供参考,有利于减少废石对生态环境的影响。     

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。     

大冶市某尾矿坝渗流场数值模拟及防渗措施研究

以大冶市某尾矿坝为例,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,运用Geo-Studio软件对有土工膜和无土工膜两种情况下的尾矿坝渗流情况进行计算分析。通过对比发现,无土工膜时尾矿坝渗流场浸润线与勘察阶段实测浸润线形态更为接近,说明现阶段的土工膜已破损失效,基本丧失阻流防渗作用,尾矿坝已发生较严重渗漏。建议采用防渗墙有效阻隔地下水的径流通道,延长渗流路径,降低坝体浸润线,改善防渗漏效果。     

基于Autobank_3d软件的尾矿坝三维渗流计算分析

借助Autobank_3d三维渗流计算软件,建立了较为准确的尾矿坝三维计算模型进行稳定渗流场计算,得到了详细的坝体渗流状态,模拟了埋置于堆积坝坝坡的排渗水管及尾矿坝运行后期出现的初期坝淤堵情况,前者将有效降低堆积坝的浸润面,后者则大大不利于坝体渗流稳定,需要采取其他排渗措施。     

某尾矿库三维渗流分析

针对某尾矿库具体条件,采用三维有限元模拟和渗流场分布计算,判明在概化模型理想条件下尾矿坝三维渗流浸润线埋深的特点;通过对各排渗结构参数的敏感性进行分析,确定影响坝体浸润线埋深主要因素。模拟结果表明：在各排渗结构功能正常的工况下,尾矿库浸润线在尾砂子坝段的埋深均在15 m以下,大于规范要求值。     

浑水入渗对尾矿坝稳定性的影响

尾矿浆体悬浮颗粒渗透导致尾矿坝体淤堵,浸润线升高,从而影响坝体稳定。针对这一现象,首先就浑水入渗对坝体的影响进行研究,然后利用自制的浑水渗流试验仪对深水入渗进行室内模拟,分析得出浑水入渗下渗透系数变化的一般规律;利用得到的一般规律将某尾矿坝的相关设计参数进行修正,通过粒径分布曲线来估算渗透性函数,其中粒径分布曲线的取得采用了激光粒度分析仪;分别将未修正和修正后的参数输入到Geo-Studio中的SEEP/W模块进行渗流场模拟,得到了不考虑和考虑淤堵后的浸润线位置和形态;最后将模拟结果代入到SLOPE/W模块中,对坝体终高时3种工况下的坝体稳定性进行了模拟,结果显示3种工况下的稳定性安全系数均有一定程度的降低。因此,坝体淤堵会降低尾矿坝的稳定性。     

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。     

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。     

上游法细粒尾砂坝垂直水平联合排渗系统设计

针对铜陵黄狮涝金矿尾矿库后期坝上游法细粒尾砂堆坝存在的尾砂渗透系数低，尾矿坝坝体浸润线高，严重影响坝体安全稳定性的问题，进行了垂直水平联合排渗系统设计，验算了设计系统的排渗量，预测了浸润线的降低深度，满足了尾矿坝工程安全稳定的要求。     

红河某尾矿库坝体渗流稳定性分析

我国以往尾矿库技术不足,许多尾矿库存在设计不当的问题,潜在危险高.对此以云南红河某尾矿库为研究对象,通过现场勘查并结合室内土工试验与力学试验得到尾矿体渗透系数及力学参数,基于Geo-studio软件,构建尾矿库数值分析模型,研究尾矿库的渗流规律并对尾矿库坝体稳定性进行计算分析.对结果分析得出:尾矿库坝体在正常运行、洪水...     

某尾矿库渗流计算数值模拟

根据尾矿库的具体工程地质条件,采用渗流分析软件对尾矿库进行渗流数值模拟计算.考虑尾矿库渗透水在尾矿堆积体内流动时做低雷诺数的层流运动,以线性达西定律为基础,模拟不同坝高在正常运行工况和洪水运行工况下的渗流数值计算.结果表明:在冲沟的位置有较大的速度矢量,对流沙的裹挟会使局部危害加剧;库内水位向下游尾矿堆积坝体的渗透过程中,总水头最大,浸润线在坝顶部逸出可能性最大,最容易发生渗流破坏.     

阿朵卡尾矿库稳定性分析及安全监测

尾矿库存在着溃坝、滑坡、崩塌、泥石流等危险隐患。主要对板田钒钛磁铁矿采选项目配套阿朵卡尾矿库工程安全稳定性进行分析与评价,对尾矿库设置安全在线监测系统,为阿朵卡尾矿库的安全与生产提供必要的理论依据。结果得出,尾矿库局部水力坡降(入渗点)超过允许坡降,但位于封闭环境中,加上初期坝及堆积坝的排渗措施,可有效降低浸润线;出渗点位于初期坝底部堆石体中,不会产生管涌等现象;通过使用简化毕肖普法等三种方法算出阿朵卡尾矿库的安全稳定系数处于安全的状态,其稳定性可较好满足安全生产的条件;在稳定状态良好的情况下对阿朵卡尾矿库进行安全监测。     

尾砂分级综合利用对尾矿库安全稳定的影响

开展尾砂分级综合利用是当下矿山资源综合利用的趋势。研究尾矿分级粒径的选取对尾矿库安全稳定的影响问题,并阐明获得科学合理的尾矿分级粒径取值的技术路径。结果表明：尾矿分级取走一定数量的粗粒尾矿对尾矿堆积筑坝及尾矿库排洪的安全稳定性产生一定的影响,如果尾砂分级粒径选取不合理,取走的粗粒尾矿数量超过安全范围,造成细粒(包括黏性)尾砂占比增加,可能导致尾矿堆积坝出现渗透变形破坏,严重时甚至会造成尾矿坝坍滑失稳;同时可能导致尾矿沉积滩面坡度变缓,减少尾矿库的调洪库容,降低尾矿库的排洪安全性。研究获得安全合理的尾矿分级粒径取值对于尾矿库的安全稳定性至关重要。为了实现这一目标,必须以尾矿库的安全(包括尾矿坝的稳定安全和尾矿库的排洪安全)为中心展开一系列的研究论证工作,才能确保尾砂分级粒径取值的科学、合理。主要研究内容包括：研究分级后的尾矿物理力学特性变化情况、尾矿沉积滩平均坡度变化情况,以及尾砂粒径改变之后,对尾矿坝沉积分布规律产生的影响;基于多种工况条件,重新进行尾矿坝渗流分析计算、尾矿库调洪演算和尾矿坝稳定分析计算,必要时还需要进行尾矿库溃坝试验研究。研究成果可指导国内外尾矿分级综合利用工程技术实...