粗、细尾砂筑坝渗流特性模型试验及现场实测研究

以云南2个矿山生产的粗尾砂和细尾砂为堆坝材料,通过室内小比例渗流堆坝模型试验和现场实测,对粗、细尾砂在堆坝过程中渗流规律进行对比研究.研究结果表明:(1) 细粒尾砂堆积坝的浸润线较粗粒尾砂堆积坝高的原因有两方面:①细粒尾矿自身渗透性差;②在堆坝过程中,细粒尾砂在用于防漏作用的土工布上形成了一层较密实的防水层,堵塞了土工布排水小孔,阻碍了尾矿坝排渗效果;(2) 粗、细粒尾矿堆积坝的坝前沉积规律基本相同,即同一水平面上为前缘细后部粗,上部粗下部细,但粗粒尾矿堆积坝形成的干滩面坡度较大,为1.0%～2.5%,而细粒尾矿堆积形成的干滩面坡度比较平缓,为0.3%～0.9%;(3) 根据尾矿坝的整体排渗效果,提出"尾矿坝相对渗透率"的概念,在外部条件基本相同的情况下,细粒尾砂堆积坝的相对渗透系数约为粗尾砂堆积坝的25%;(4) 由于细粒尾矿渗透性较差,浸润线偏高,造成尾矿坝坝坡水头压力较大,极易引起坝坡渗透破坏.研究成果对类似尾矿堆坝的研究具有重要的指导意义.     

德兴铜矿四号尾矿库尾矿堆积坝稳定性分析

对在特大型尾矿库中采用中线法堆坝技术工艺所形成的尾矿堆积坝坝体高边坡的稳定性进行了分析和预测,并提出了相应对策。     

高烈度地震区细粒尾矿上游法筑坝动力反应与稳定性分析

 核桃箐尾矿库位于中甸-大理地震带,其抗震设防烈度为8度,且入库尾矿为细粒尾矿。为论证其采用上游式工艺进行筑坝的可行性,综合运用堆坝模型试验、土工测试、理论分析和数值模拟等多种方法,对其动力反应与静、动力稳定性进行了系统研究。结果表明,通过高筑初期坝、合理设置排渗设施并增设块石贴坡,可以使核桃箐尾矿库尾矿坝的静、动力稳定性达到规范要求,从理论上证明了通过采取合适的抗震措施,在8度地震区的细粒尾矿库采用上游法筑坝是可行的。研究中还发现,由于动孔隙水压力的产生和增长,尾矿坝的动力安全系数在地震过程中呈波动下降的趋势。较大的永久变形是细粒尾矿堆坝的主要震害形式之一,当干滩面长度和安全超高不足时,震后容易发生漫坝事故。并从细观角度,对细粒尾矿堆坝颗粒分级不明显、浸润线埋深浅、滩面坡度缓等特点的成因进行了分析。     

混合式堆坝尾矿料的基本性能及沉积规律分析

尾矿库混合式筑坝既吸收了上游式筑坝的优点,又吸纳了中线法的优点,有利于高坝的稳定.大红山龙都尾矿库是我国为数不多的采用混合式堆坝的大型尾矿库,在对龙都尾矿库尾矿料试验分析的基础上,重点研究了上游法和中线法堆坝尾矿料的颗粒组成、基本物理性质、抗剪强度、压缩性等物理力学特征,总结了不同筑坝方式尾矿的沉积规律.结果表明,上游法堆积尾矿砂粒含量明显高于中线法堆积尾矿,上游法堆积尾矿在宏观上具坝前粗、库尾细及纵向上粗下细的特点,微观上具夹层、互层、交错层等韵律沉积现象;中线法堆积尾矿与上游法堆积尾矿在沉积规律的不同之处是宏观纵向上具粗细一致性的特点.     

细粒级尾矿上游法筑坝放矿参数优选试验研究

细粒尾矿上游法筑坝，由于颗粒细，且在浓缩过程中需添加絮凝剂，放矿后尾矿难以水力分选，无法形成干滩，导致坝体稳定性较差，难以筑坝。针对细粒尾矿放矿参数优选的问题，以中国某铅锌尾矿为例，基于尾矿沉积机理，对矿浆进行沉积及流变试验，初步筛选出临界分选浓度为28%；且在55 m长的沉积模型槽内进行筑坝模型试验，分析放矿浓度、流量对尾矿流动沉积、淤积坡度及沉积尾矿物理力学性质的影响。利用模型试验优选的放矿参数在实际尾矿坝上进行放矿堆坝，取得了良好效果，验证了室内模型试验的有效性。提出的利用一维沉降与流变测试相结合初步确定矿浆分选浓度，并利用大型沉积模型槽进行堆坝模拟试验以进一步确定最优放矿参数的方法，对于细粒尾矿上游法筑坝具有工程实用价值。     

基于地质勘查与数值模拟的尾矿坝稳定性研究

以拟建石门沟尾矿库坝为研究对象,采用有限元数值模拟软件ADINA,建立了三维数值模型,并结合尾矿库地质勘查资料,分析了尾矿坝的稳定性,结果表明:拟建尾矿坝稳定性系数为4.35,坝体对其材料抗剪强度要求并不高,可因地制宜,就地选用库区内两侧山体中的岩石作为坝体材料。     

某拟建赤泥堆积坝堆筑与加固方案选择

提出了赤泥堆积坝的基本堆筑方案,极限平衡分析表明此堆积坝边坡处于不稳定状态。在充分研究堆场工程地质条件和堆坝的土层结构、稳定性主要影响因素等基础上,提出了特种结构剂固化赤泥土和土工布加筋两种加固方案。通过分析计算对两种加固方案的加固效果进行分析,最后选择以固化为主,加筋为辅的联合加固方案。     

粒径大小对非饱和尾矿抗剪强度的影响研究

尾矿库是金属矿山最大的危险源之一。而尾矿坝是尾矿库的主要构筑物,尾矿坝的稳定性与尾矿库的安危息息相关。尾矿坝主要由尾矿堆积而成。尾矿材料的抗剪强度决定了尾矿堆积坝的稳定程度。本文利用改造的土工试验仪器,在非饱和状态下,针对颗粒大小对尾矿抗剪强度的影响进行了试验分析,结果显示,非饱和尾矿的中值粒径与抗剪强度参数的粘结力呈指数函数关系,与内摩擦角呈指数函数关系;且随着中值粒径的增大,非饱和尾矿的内聚力(c)会降低,而内摩擦角(φ)却会增大。     

一种三维立体排渗方式在细粒级尾砂筑坝中的应用

为了实现细粒级尾砂用于尾矿库上游法筑坝,需解决细颗粒尾砂抗剪强度低、固结排水难的问题,提出组合运用土工合成材料作为尾矿库堆积坝三维立体式排渗系统。通过建立某尾矿库二维有限元渗流计算模型,对比不同方案下尾矿库渗流场情况,得出该排渗方式的合理有效性。结果表明,采用水平土工席垫+垂直塑料盲沟排渗技术可以有效降低坝体浸润线,最大降幅达230.43%;排渗系统对降低渗透比降有明显作用,可减小堆积坝体发生渗透破坏可能性。     

尾矿库三维渗流竖井排水效应

尾矿库是矿山重要的生产设施,同时又是重要的危险源,由于尾矿坝工程失事,造成严重危害的事例屡见不鲜。在尾矿库的安全稳定分析中发现,尾矿坝坝体的渗流状态是影响尾矿库坝体稳定的重要因素之一,浸润面位置的高低对于坝坡的稳定影响很大。本文通过数值模拟,正确分析尾矿库渗流特性,确定渗流浸润面的位置,为尾矿库设计的坝坡稳定、坝体静动力分析提供科学的依据至关重要。     

再筑坝过程中上部荷载对原有尾矿坝体的影响

尾矿坝稳定与否是尾矿库能否安全的关键所在,尾矿坝又是随着生产过程而不断加高的特殊岩土工程体,各种因素处于动态变化过程中,这使得尾矿坝工程的不确定性尤为明显,工程难度较其他类型的边坡工程有增无减.运用FLAC模拟某尾矿坝的筑坝施工过程,分析了再筑坝过程中,逐级加载时上部荷载对原有尾矿坝体安全性能的影响,考虑了由下至上逐步...     

A case study on utilizing geotextile tubes for tailings dams construction in China

This research presents a successful case, in which geotextile tubes have been used to construct a tailings dam for fine tailings disposal since 2008. Up to the end of 2016, the tailings dam raise has reached 9?m in height. The total height of the dam including the starter dike was 61?m. In order to ensure that the tailings reservoir is safe in its current condition and during future construction, the comprehensive geotechnical investigation and stability analyses of the tailings embankment are conducted in this study. The results show that the application of geotextile tubes in the construction of tailings dam is a good alternative for fine tailings disposal.     

鱼祖乍尾矿坝地震响应综合分析

地震荷载条件下坝体稳定性不足引起的溃坝事件是尾矿库的一种严重病患。本文采用不排水有效应力法对楚雄鱼祖乍尾矿坝进行了地震响应综合分析,从坝体动力反应及液化结果得出该坝在7度地震时是稳定的。但是,还应加强管理,在液化区采取加固措施。     

中国尾矿坝地震安全度（3）──经受唐山地震的大石河尾矿坝历史和现状剖析

本文通过经受唐山大地震考验的大石河尾矿坝实例剖析，揭示了细砂类尾矿沉积规律及其沉积密度随尾砂堆积坝增高和有效应力增加而显著增长的特点；并反映了该坝尾砂充填形成长滩面，控制低水位，降低浸润线等因素是坝体获得地震安全和稳定的重要特征．其目的旨在为我国地震区建造上游法尾矿高堆坝提供实践依据和筑坝经验．     

粒径对尾矿抗剪强度及坝体稳定性影响

为解决尾砂安全筑坝与井下充填之间的矛盾,开展了粒径对尾矿强度及坝体稳定性影响的研究。试验结果表明:尾砂加权平均粒径随干滩长度增大而下降的速率越来越缓,加权平均粒径与滩长之间关系满足幂函数沉积模型;尾矿内摩擦角随粒料加权平均粒径的减小而减小,当加权平均粒径小于0.05mm时,内摩擦角显著减小;尾矿坝稳定性随粒料加权平均粒径的减小而降低,当加权平均粒径小于0.05mm时坝体稳定性显著降低。研究结果为尾砂安全筑坝与井下粗料充填提供可借鉴的界限粒径,对于其它相同类型尾砂安全筑坝同样具有重要参考价值。     

孔隙水运移特性及对尾矿细观结构作用机制试验研究

 利用自行研制的尾矿细微观力学与形变观测试验装置,研究尾矿充水过程、荷载作用和排水过程中孔隙水的运移特征及其对尾矿细观结构作用机制。结果显示：尾矿水位线实际达到高度大于计算获得的水位线高度;受荷载作用,充水条件下各层尾矿颗粒沉降位移显著大于未充水条件下相同位置颗粒的沉降位移;充水条件下尾矿颗粒沉降位移随荷载的增加可分为线性增长阶段、显著增长阶段和稳定阶段,显著增长阶段出现在200～400 kPa荷载下;受荷载与孔隙水的作用,尾矿细观结构会形成曲折复杂供水运移的通道,该通道的形成过程发生在尾矿颗粒沉降位移的显著增长阶段;孔隙水夹带尾矿小颗粒运移,对尾矿颗粒分布有一定的影响;尾矿颗粒沉降位移与细观结构受排水影响较小,其变化主要在排水初期。最后,提出水的毛细管作用下尾矿坝实际浸润线的概念与计算方法,研究孔隙水与荷载综合作用下尾矿细观结构变形破坏机制,为深入探索水引起的尾矿坝灾变机制及稳定性评价等具有重要的实际意义。     

基于流固耦合模型分析库水位对尾矿坝的影响

尾矿库水位是影响坝体安全的重要因素之一,针对库水位变化对尾矿坝稳定性的影响问题,建立考虑超孔隙水压力作用下的流固耦合数学模型,利用有限差分程序FLAC3D进行数值求解.模拟了某尾矿库在不同库水位时的稳定性,得出库水位的升高对尾矿坝影响规律.即随着库水位的升高,尾矿坝浸润线升高,安全系数降低,尾矿坝坝体中部的剪应力逐渐增...     

尾矿坝加高稳定分析

针对某尾矿库尾矿坝加高稳定问题,采用反分析法计算了尾矿库渗透参数,并采用STAB对尾矿坝坡体进行了稳定性分析,得出了各工况下尾矿库坝体最危险滑动面和安全系数,为加高方案提供了依据。