库水位变化下尾矿坝的滑坡机理及稳定性分析

以歪头山尾矿库为实例,用强度折减法分析库内水位 变化对尾矿坝稳定性的影响,剖析相应滑坡机理,并与极限 平衡法计算结果进行对比,提出强度折减法的规范安全系数 标准。研究表明:尾矿坝内部浸润线随着库内水位上升而抬 高,正常水位下的浸润线最低;库内水位从正常水位上升到 洪水位和漫顶水位,尾矿坝失稳滑移方式由推移式滑坡转变 为牵引式滑坡;三维强度折减法与二维极限平衡法计算结果 较为接近,利用类比法推算出强度折减法的规范安全系数为 1.20,1.30,1.40。模拟结果可为完善尾矿库技术规范提供参 考,为矿山防灾减灾提供依据。     

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.     

基于渗流分析的砭家沟尾矿库坝体稳定性研究

为了确保砭家沟尾矿库的安全运行,通过现场勘查,建立了正常水位、洪水水位与特殊水位工况下的尾矿库有限元分析模型,对尾矿库的渗流特性及稳定性进行研究。研究结果表明,浸润线的高度随着库区内水位的抬升而逐步抬升,正常水位与洪水水位工况下,浸润线没有从坝坡逸出,不会发生渗流破坏;采用Bishop法与瑞典圆弧法对坝体稳定性进行分析,滑移面的起始滑移点会随着库区内水位的升高而抬升,正常水位与洪水水位工况下均能保证滑移要求,但洪水水位的相对安全系数较小,特殊水位工况下,会造成滑移失稳破坏;在后期的运行过程中,需要增加对外来水流的引导及内部水流的疏散,确保尾矿库的安全运行。     

大沙河尾矿库扩容工程坝体加固设计与稳定性分析

以大沙河尾矿库为工程背景,采用数值模拟反演分析得到现状和加高后不同工况下的浸润线,对现状下和加高后坝体的稳定性进行了计算并提出相应的加固措施。结果表明,反演分析得到的浸润线与实际情况较为一致,可以运用到不同条件下坝体稳定性分析中;现状下和加高后坝体在正常工况和洪水工况运行的安全系数均满足规范要求,特殊工况下安全系数均不满足规范要求;依据现场的实际情况,对坝体采取水平排渗和块石贴坡加固措施后,3种工况下坝体安全系数均满足规范要求,验证了该加固措施的有效性。     

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。     

基于渗流与应力耦合的尾矿坝稳定性分析

针对尾矿库坝体加高影响其稳定性的问题,基于有限差分法采用渗流与应力耦合模型,对某尾矿坝在4种不同工况下进行渗流场和静力场分析。渗流场计算结果表明:加高坝体在洪水位工况下,坝体内自由面比现状坝洪水位工况升高很多,浸润线最小埋深为5.88 m,小于规范规定的最小埋置深度6~8m,加高坝体在洪水位工况是不安全的,需采取加固措施。应力场计算结果表明:加高坝体洪水位工况下,初期坝坝脚外坡处应力水平值为0.8,坝坡靠近堆积坝坝顶处应力水平值为0.75,应力水平过大,需采取加固和排渗措施,分析结果与渗流场分析结果一致。     

浸润线出逸高度对某尾矿库坝体稳定性的影响分析

本文分析了坝体浸润线随尾矿库库区水位的变化规律;采用Bishop简化法描绘了浸润线变化与稳定性的关系;根据坝体安全系数计算结果,提出了尾矿库治理搬迁时降低浸润线的措施。     

吴坑里尾矿库加高扩容工程安全性研究

以湖南某金矿所属尾矿库加高扩容工程为例,介绍了尾矿库加高扩容方案,依据规程和规范,采用比较分析、数值计算、洪水计算、调洪演算等方法,对加高扩容方案的合理性、坝址处的安全性、筑坝方式的合理性、坝体的安全性、加高扩容的可能性、主隧洞扩建方案的合理性、库内防洪的安全性、库外各支沟的防洪能力的安全性等进行了计算分析。分析结果表明:加高扩容方案合理,尾矿库加高扩容工程的各分部的安全性满足规程、规范要求,研究结果为尾矿库加高扩容工程的设计提供了依据,同时能够为尾矿库加高扩容工程中尾矿库的安全性分析(尤其是复杂排洪系统的防洪安全)提供参考。     

库区水位急剧变化对尾矿库坝体稳定的影响

尾矿库的稳定对于矿山安全生产有着重要意义,对尾矿库坝体在不同工况下的稳定性进行计算是尾矿库坝体稳定分析的主要工作。着重分析了库区水位急剧变化时坝体浸润线的变化规律及其对尾矿库坝体稳定的影响,基于二维非稳定渗流方程,通过计算得出了坝体的非稳定渗流场和坝体浸润线的变化规律,并通过Bishop简化法得出了浸润线变化与稳定性的关系。结合尾矿库工程实例,对库区水位变化不同时刻的坝体进行了渗流有限元分析,并相应对其坝体的安全系数进行了计算,提出了尾矿库安全生产在库区水位急剧变化时需要注意的问题和解决这些问题的具体措施。     

满山红尾矿坝加高扩容渗流稳定性分析

尾矿坝是堆存金属非金属等矿山选矿废弃物的构筑物,其数量及坝体高度随国家对矿产资源的巨大需求而快速增加。验算了尾矿坝现状和最终堆积标高两种情况下相应的最不利剖面位置进行渗流计算和静力稳定计算。同时,运用二维有限元计算坡面浸润线,采用极限平衡法对坝体现状和加高扩容后的稳定安全系数进行分析。计算结果表明,坝体最终堆积标高剖面的稳定安全系数在不同计算条件下均满足规范要求,说明堆积坝加高扩容方案是安全可靠的。     

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。     

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。     

极端天气下大型中线法尾矿库调洪演算技术研究与应用

随着我国矿山开采规模的不断扩大和矿石处理量的逐步提高,作为选矿尾砂存储主要构筑物的尾矿库已逐步趋向大型化。然而,这些大型尾矿库由于堆积坝高、汇水面积大、尾矿堆存量大,汛期容易造成漫顶甚至溃坝事故,造成不可挽回的后果。为此,针对大型中线法尾矿库,在汛前多次进行调洪演算,动态分析判断当前库容是否满足汛期来洪需求,并在必要时采取工程措施,是有效防止洪水漫顶的一种重要对策方法。本文针对大型中线法筑坝尾矿库在极端天气下的调洪需求,采用公式推理法和水量平衡法,以德兴铜矿4#尾矿库为典型案例,依据尾矿库的实际运行状态数据,研究极端天气下尾矿库的调洪演算方法,并据此分析计算了尾矿库当前状态在遭遇5000年一遇洪水时的库水位变化过程,分别采用经验公式法和物模试验法获得下泄流量。通过对调洪结果进行对比分析,建立了适合大型中线法筑坝尾矿库的调洪演算技术体系。在德兴铜矿4#尾矿库的应用结果表明,本研究成果可满足大型中线法尾矿库的动态调洪需求,也可为我国大型尾矿库在极端天气下的有效调洪提供有益参考。     

基于AHP的尾矿库灾害风险评估方法研究

为实现对尾矿库灾害风险的定量评估,确保尾矿库安全,提出了一种基于尾矿坝、尾砂输送及排放、防洪排洪系统、监测管理系统等4个单元的尾矿库灾害风险评估模型。利用AHP法建立了评价矩阵,通过计算确定各风险因素的权重。结果表明,尾矿库的设计与施工、调洪能力、排水设施、管理制度是导致尾矿库灾害的决定因素。AHP法能直接地、客观地反映影响尾矿库安全的各因素的重要程度,为有针对性地排除隐患、制定尾矿库管理措施、提高尾矿库安全管理水平等提供了科学依据。     

推理公式法和瞬时单位线法在尾矿库洪水计算中的对比分析

本文采用推理公式法和瞬时单位线法,分别进行了暴雨计算和产汇流计算,并基于水量平衡法,根据来洪过程线、排洪系统不同流态下的泄流曲线以及调洪库容曲线,分析了不同计算方法下尾矿库水位随时间变化的差异性。计算结果表明,推理公式法采用概化多峰三角形过程线,计算的峰值流量较大且分布较为集中,库水位存在陡增陡降现象,计算结果偏保守,而瞬时单位线法主雨峰时段分布较广,计算的流量峰值较小,库水位增幅和增速均较小,更切合实际。通过两种方法的对比分析,为尾矿库洪水计算方法的选取和具体实践应用,提供了借鉴和参考。     

基于Geo Studio的尾矿坝特殊运行条件下稳定性分析

汶川地震使得震区尾矿库发生不同程度破坏和溃坝事故,研究尾矿坝在特殊运行条件下稳定性尤为重要。在洪水位抬高坝体浸润线和地震的反复剪切破坏双重作用下,使得尾矿坝大面积发生液化,从而导致尾矿坝发生溃坝事故。首先,通过Seep/W模块对洪水位下尾矿坝渗流场进行分析;其次,Quake/W模块求解坝体初始应力状态;然后,Quake/W在输入汶川地震波进行地震动力响应分析;最后,运用Slope/W对坝体安全稳定性进行分析,求解出坝体潜在滑移面和最小安全系数。运用Geo Studio对坝体在特殊运行条件下进行数值分析,可掌握尾矿坝安全状况,得到的结果也符合实际情况。     

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。     

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...     

上游式尾矿库回水水质澄清装置的研究与应用

马钢南山矿业公司凹山总尾矿库为进入服务中后期的上游式尾矿库,由于回水澄清距离不够,回水经常跑浑。现场研制了一种尾矿库回水水质澄清装置,有效地增加了尾矿库的干滩长度和调洪高度,改善了回水水质,为确保尾矿库的安全、达标运行创造了条件。