用爆破法加固高险尾矿坝

金堆城钼业公司木子沟尾矿坝是一座高坝、险坝,采用定向抛掷爆破进行加固处理获得成功。本文介绍该项加固技术的试验研究和该工程的爆破设计和施工情况。     

提高定向爆破筑尾矿坝水平的研究与实践

作者提出，在使用爆破法构筑尾矿坝时，爆破设计中应采取在易发生冲炮的岩体软弱部位不装药并加强堵塞、使用低高程药包、考虑天然块度布置药包等措施，以改善爆堆形态，并使坝体形成自然反滤结构。     

尾矿坝的运行特征

对 1994年美国大型坝体学会 (USCOLD)尾矿坝分会调查报告中所述的尾矿坝事故进行了评价 ,并将其与USCOLD报道的蓄水坝事件及更近一段时期的尾矿坝事件进行了对比。评价结果表明 :尾矿坝的事故原因是多方面的 ,包括 :漫顶、静态条件下或地震引起的不稳定性、渗漏及内部侵蚀作用和基础条件。结果还表明并没有特定类型的尾矿坝或操作条件更易于引发事故。另外 ,研究结果证实尾矿坝的选址、设计、使用和复垦应该建立在对坝址条件、选矿生产、地基监测和尾矿特性充分了解的基础上     

爆破振动对上游式尾矿坝安全的影响

通过实测某矿业公司采场爆破在尾矿库基础坝处的振动加速度,将实测爆破振动加速度信号进行变幅处理后加载到依据实际尾矿库建立的有限元模型中。通过改变爆破振动幅值强度,系统研究了爆破振动对尾矿坝稳定系数、尾矿坝内孔隙水压力以及剪切应力的影响。研究表明：爆破振动对尾矿库影响存在振动强度临界值,当爆破振动强度小于临界值时对尾矿坝安全是有益的,而大于临界值则是有害的。通过有限元计算,综合安全稳定系数、孔隙水压力和最大剪切应力的变化,得出尾矿坝基础坝处的爆破振动临界加速度为0.266g,对应的振动速度为13.6 cm/s。若考虑应留有3倍以上安全储备量,则安全允许振动加速度0.089g,振动速度为4.5 cm/s。这一爆破振动速度安全判据对于类似尾矿库也具有参考意义。     

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。     

爆破粒度的图像处理技术及其优化控制模型

基于图像处理技术,对爆堆的图象进行二值化、除噪、平滑、边界跟踪、区域充填,统计图像上块度的面积及周长。通过统计方法,推测块度的筛网尺寸、爆堆的粒度组成。利用回归方法,建立爆破粒度控制模型,为矿山爆破优化提供一种新方法。     

用图像处理技术建立爆破粒度控制模型

用倾斜摄影法，对爆堆进行拍照，然后对图像进行调整，使图像在高度、宽度方向上缩小比例一致。基于图像处理技术，对爆堆图像进行处理，统计岩块的面积、周长，进而推测岩块的粒度组成。利用回归方法，建立爆破粒度控制模型。     

齐大山铁矿爆破优化试验研究

齐大山铁矿随着开采条件和地质条件的变化,原有的爆破参数已不能适应爆破生产的要求.为此,通过力学试验确定典型岩石的力学性能参数.根据不同岩石的力学性能,建立齐大山铁矿爆破定量评价体系.通过爆破效果定量评价确定块度分布曲线,改变以前对爆破效果只有定性而没有定量评价的缺点,随着爆破参数不断优化,爆破质量不断提高.     

爆破参数对爆破块度效果影响的灰色关联分析

根据爆破块度预测模型存在的问题，结合一组爆破试验，分析了最小抵抗线、炮孔密集系数、炸药单耗等爆破参数对爆破块度效果的影响，得出了这些因素影响程度的关联序，为爆破参数的合理选择提供了借鉴。     

上游式尾矿坝的沉积规律

上游式尾矿坝的设计建造和安全管理中常用到一些基本参数。如初期坝高度、堆积坝外坡比、沉积滩长度、尾矿颗粒沿滩面的分布规律等。目前常用的断面概化方法是勘察和筑坝实验方法,都有一定的局限性。本文研究了分散排矿条件下常见尾矿的冲填沉积规律,推荐了一个上游式尾矿坝计算断面的概化方法。     

废石中线法在强震区高尾矿坝建设中的应用

针对强震区高堆尾矿坝建设的特点,在总结分析国内尾矿坝抗震经验的基础上,提出了一套以废石中线法为主、多种加固措施为辅的筑坝思路。从渗流、稳定等方面,对拟建于云南某沟谷内的高堆尾矿坝的抗震能力进行了研究和分析。研究结果表明,废石中线法具有浸润线低、稳定性好、不易液化等特点,9级地震设防条件下坝体最小安全系数为1.096,能够满足相关规范要求。该成果对于今后地震区特别是强震区高尾矿坝的设计、建造以及抗震加固等具有指导意义。     

一种新型尾矿废石联合排放方法

我国200~300 m级的大型排土场和尾矿库逐渐增多,占用大量土地资源,同时给下游居民设施带来很大的威胁。研究安全、经济的尾矿—废石联合堆放方法可以节约大量土地,具有重大的经济和环境效益。针对一种新型的尾矿废石联合排放方法—废石格网,从应力变形、渗流固结的角度对废石与尾矿的相互作用进行了理论分析和基于有限元和极限平衡条分法的数值模拟,结果表明废石体的合理布置可以有效降低尾矿库深部尾矿的渗流路径,加速尾矿排放过程中累积超静孔压的消散,显著降低坝体浸润线,提高滑裂面经过土体的抗剪强度,提升尾矿坝的抗滑稳定性。     

高地震烈度下宽顶废石尾矿坝的动力响应分析

云南某尾矿库设计将排土场修整后作为尾矿坝,形成的宽顶废石坝最大坝高182m,坝顶宽度496m,尾矿坝处于8度地震烈度区。采用等效线性黏—弹性模型,对宽顶废石尾矿坝的动力响应进行分析,得出高地震烈度条件下坝体加速度、动应力及动力稳定性。研究结果对高地震烈度区尾矿坝工程建设具有指导意义。     

基于废石中线法的强震区高尾矿坝动力特性分析

为了解废石中线法应用于强震区高堆尾矿坝建设的动力特性及稳定情况,采用有限元方法对废石中线法尾矿坝体渗流、静力条件以及动力响应进行模拟。分析了坝体在地震荷载作用下的加速度响应、液化区范围及稳定性。计算结果表明,尾矿坝体浸润线低,9级地震设防条件下坝体液化区主要集中在库内,不能形成滑移通道;尾矿坝加速度反应较小,放大倍数为1.99;坝体动力时程最小安全系数为1.055,均能够满足相关规范要求。成果对于今后强震区高尾矿坝的设计、研究及抗震加固具有指导意义。     

尾矿库粘结型防尘抑制剂的性能实验研究

介绍了一种防尘抑制剂,这是专门针对尾矿库表面扬尘而研制的,并对其各方面性能进行了实验研究.结果表明,尾矿表面喷洒此类抑尘剂后,能够在表面形成强度很大的硬壳,达到较好的抑尘效果,净化了大气环境.     

基于中线式废石筑坝法的尾矿库扩容工程研究

介绍了将中线式废石筑坝法用于一次性筑坝尾矿库的设计实例。采用瑞典圆弧法对现状与设计最终堆积标高工况下的坝体稳定性进行了计算分析,采用图解试算法、径流分配系数法、水量平衡法及水力计算公式对现状与设计最终堆积标高工况下的防洪安全性进行了计算分析。分析表明,采用中线式废石筑坝法扩容至 296.5m标高可行,且扩容后的尾矿库安全储备大安全性得以提升,是一种值得大力推广的安全筑坝方法。     

基于物联网的尾矿库安全监测系统建设新模式

提出了一种基于物联网的尾矿库安全监测系统建设新模式,它可以解决目前尾矿库安全监测系统建设研发成本高、业主投入高、维护成本高、重复建设、资源利用率低等缺点。新模式抛弃了传统的"传感器+数据采集基站+服务器"的建设模式,结合最新的云服务技术,提出了"物联网传感器+云服务+终端"的建设理念,并通过实例验证了可行性。     

深部岩巷爆破机理分析和爆破参数设计

分析了深部岩巷端部的高应力分布特征和爆破应力场的分布规律，采用数值计算和模型试验的手段对预加应力条件下的岩巷爆破作用机理进行了探讨.研究结果表明，深部岩石的水平应力大于垂直应力，因而岩巷掘进时爆破应力场分布是不均匀的，爆破裂纹的扩展具有方向性，优先朝应力小的方向扩展；深部岩巷的炮孔周围夹制作用增强，岩石强度增加.提出了适用于深部高应力岩巷掘进的爆破参数设计方法，使深部岩巷爆破效果得到改善.