尾矿坝坝基管涌砂槽模型试验研究

以沈阳浑南矿业公司的尾矿砂作为物料,针对尾矿坝堤基进行了管涌机理的砂槽模型试验研究,观察并分析了管涌发生、发展并导致溃堤的机理和过程。试验结果表明,管涌破坏发生在弱透水层的顶部,低于临界水头时,管涌仅在一定范围内发展并最终停止,管涌通道不会与江河水连通,一旦超过临界水头,管涌通道持续发展并最终与江河水连通,连通管流的强力冲刷最终导致堤基整体破坏和溃堤。同时,在坝基厚度改变情况下,分别探索了渗流量、砂环直径、测压管水头、管涌破坏时间等的变化规律。     

基于Geo-studio的尾矿坝渗流及地震动力响应研究

利用Geo-studio软件, 对尾矿坝的稳态渗流和地震动力响应进行了计算。结果表明, 2个计算断面在正常水位和洪水位运行时的浸润线埋深均较浅, 坝体自由面较高, 水力坡降值在初期坝下游靠近坝基部位最大, 超过规范值, 水从初期坝坝面溢出, 可能发生流土或管涌; 动力加速度在2个断面均未呈现明显放大, 动应力只在局部区域出现较大值, 坝体整体动力稳定性较高; 地震响应下, 最终坝高不发生液化, 二级子坝库区局部发生液化, 坝体整体不会出现液化造成的动力破坏。鉴于初期坝下游坝基水力坡降较大, 建议采取坝体深部排水措施(如水平排水管、辐射井等), 降低坝体的自由面, 提高坝体稳定性, 有效杜绝渗透破坏乃至溃坝事件。     

基于模糊层次分析的尾矿库溃坝风险评价

尾矿库溃坝风险评价是一个多因素多层次的综合评价问题,存在复杂性和模糊性。分析影响尾矿坝稳定性的因素,建立包括安全基础管理、结构破坏、渗流破坏、失稳溃决和浸顶溃决的5大类、16项指标的尾矿库溃坝风险评价指标体系;运用层次分析法确定出各影响因素的权重;应用模糊综合评价法计算尾矿库溃坝风险等级。研究结果表明:此方法具有较好的合理性和实用性,探索了一条尾矿库溃坝风险评价的新途径,为尾矿库的安全管理和运行提供了有效支持。     

基于渗流计算的尾矿坝静力稳定性分析

尾矿库改变放矿模式后,库区前缘干滩强度增强,但积水量增加,对坝体的渗流和静力稳定性产生了影响。对尾矿坝二级子坝和最终坝高断面进行渗流和静力稳定性计算,计算结果表明:坝体浸润线埋深较浅,坝体自由面较高,水力坡降最大值位于初期坝坡脚处,水从初期坝坝面溢出,可能发生流土或管涌;坝体水平位移小,最小主应力只在二级子坝局部位置为拉应力,对坝体稳定性影响不大;二级子坝静力稳定性安全系数比允许最小值略小,最终坝高坝体稳定性较强。坝体总体稳定性较强,建议采取坝体深部排水措施(如水平排水管、辐射井等),降低坝体的自由面,提高坝体稳定性。对二级子坝做好护坡,并采取相应措施增加库区浸润线埋深,保证坝体稳定运行。     

斜墙土石坝和抛石挤淤结合强夯置换法在某尾矿库加高工程中的应用

以某尾矿库加高工程中的上游拦水坝加高为例,针对其坝顶有一条道路需要保留的要求、项目现场有大量废石可供使用的条件、坝基沉积了较厚细粒尾矿土的问题,推荐了斜墙土石坝加高方案和抛石挤淤结合强夯置换法的坝基处理方法,并通过坝体渗流和坝坡稳定性计算分析、坝体填筑孔隙度检测、坝体实测沉降数据,验证了加高方案和坝基处理方法的安全性.     

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...     

上游式湿排尾矿分级分区放矿筑坝工艺试验及应用

针对上游式湿排尾矿库入库尾矿粒度偏细、浓度偏高、不易分选的特点,为实现尾矿的安全堆存,采用分级分区放矿,将粗细尾矿分级后,粗颗粒尾矿优先在坝前放矿,细颗粒尾矿在上游库内排放。通过在南京梅山山景尾矿库实施旋流器分级分区放矿筑坝试验,将入库尾矿经FX-250型水力旋流器在0.1 MPa压力下进行分级,将沉砂质量浓度稀释至35%以下排放在坝前,取样检测表明,坝前20 m范围内+0.075 mm尾矿占比在90%左右,坝前40 m范围粗颗粒含量明显增加。通过在粗尾矿沉积的坝前区构筑池填法子埂,使粗尾矿集中在坝前最小干滩长度范围内沉积形成安全超高区;将溢流汇集后经管道输送至上游库内排放。试验结果表明,上游式尾矿分级分区排放工艺能够很好地解决细粒高浓度尾矿采用坝前水力冲积放矿存在的防洪不足及坝体稳定性不高的问题。该尾矿堆存工艺在南京梅山山景尾矿库成功应用,既解决了尾矿库前期运行存在的潜在安全隐患,又节省了运行成本。     

连续降雨下尾矿库失稳溃坝数学模型研究与应用

针对连续降雨导致的尾矿库失稳溃决,基于饱和-非饱和渗流理论和水砂混合物非平衡连续方程和动量方程,建立了一个尾矿库边坡失稳溃坝数学模型。该模型可考虑连续降雨条件下尾矿库的渗流场和应力场变化、溃口和底床变化对溃坝下泄物流量过程影响。应用该模型对某尾矿库进行了连续降雨条件下失稳溃坝过程的模拟分析,计算结果表明：连续降雨入渗使尾矿库浸润线不断抬升,进而导致尾矿库边坡发生失稳,失稳后坝体受力条件急剧恶化,在上游荷载作用下发生剪切破坏导致漫顶溃决。     

上游式湿排尾矿分级分区放矿筑坝工艺试验及应用#br#

针对上游式湿排尾矿库入库尾矿粒度偏细、浓度偏高、不易分选的特点,为实现尾矿的安全堆存,采用分级分区放矿,将粗细尾矿分级后,粗颗粒尾矿优先在坝前放矿,细颗粒尾矿在上游库内排放。通过在南京梅山山景尾矿库实施旋流器分级分区放矿筑坝试验,将入库尾矿经FX 250型水力旋流器在0.1 MPa压力下进行分级,将沉砂质量浓度稀释至35%以下排放在坝前,取样检测表明,坝前20 m范围内+0.075 mm尾矿占比在90%左右,坝前40 m范围粗颗粒含量明显增加。通过在粗尾矿沉积的坝前区构筑池填法子埂,使粗尾矿集中在坝前最小干滩长度范围内沉积形成安全超高区;将溢流汇集后经管道输送至上游库内排放。试验结果表明,上游式尾矿分级分区排放工艺能够很好地解决细粒高浓度尾矿采用坝前水力冲积放矿存在的防洪不足及坝体稳定性不高的问题。该尾矿堆存工艺在南京梅山山景尾矿库成功应用,既解决了尾矿库前期运行存在的潜在安全隐患,又节省了运行成本。     

水力旋流器底流筑子坝在上游式尾矿坝的应用

水力旋流器主要应用于中线式和下游式尾矿坝,在上游式筑坝中应用不多。本文根据其分级特性,以国内某尾矿库为例,研究旋流器底流筑子坝在上游式尾矿坝中的应用,提出"旋流器底流筑子坝、旋流器溢流和其余未接旋流器的尾矿支管沿沉积滩前均匀分散放矿"的上游式尾矿坝筑坝新方法。本文研究成果可为水力旋流器在选矿厂相关领域的应用提供参考。     

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...     

某尾矿库渗流稳定性的数值模拟

为某尾矿库的安全生产,防治由渗流引发的尾矿库灾害事故,利用FLAC^3D计算软件对尾矿库进行渗流数值模拟计算,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;从图上可以知道水头、梯度和比降最大值的地方相应的动水压力最大,所以最容易发生渗流破坏,造成尾矿库事故;所取断面A-A的坝坡坡角β明显大于使坝坡稳定的安全角度。FLAC^3D软件可以比较好地模拟计算尾矿库的渗流,对尾矿库的安全生产有一定的参考价值和指导意义。     

陆浑水库坝基渗透稳定性评价与预测

在厘定水文地质模型的基础上 ,运用数理统计和数值模拟成功地解决了困扰水库正常运行的坝基渗流问题 ,获得了关于坝基渗透稳定状况及其变化趋势的认识。研究表明 ,目前大坝的运行状况正常 ,水库在缓慢蓄水过程中 ,截水槽的薄弱部位可以得到渗透加固 ,截水槽中的填土与岩石结合面的抗渗比降可达 45以上 ;上游铺盖与截水槽结合下游排水的防渗体系有效地控制了坝基渗流 ,这为水库投入正常高水位 (31 9 5m ,32 7 5m ,331 8m)运行提供了理论依据。     

爆破对上游式尾矿库初期坝影响的模拟研究

为了研究采场爆破震动对上游式尾矿库初期坝的影响,以承德市某矿业公司尾矿库堆积坝为原型建立有限元模型,以加速度幅值作为输入载荷,采用ANSYS/LS-DYNA软件进行模拟研究不同输入载荷下上游式尾矿库初期坝对采场爆破震动的响应问题。研究结果表明：在以实测加速度幅值作为输入载荷的条件下,坡面上所有节点水平位移朝向坡外侧,竖向位移向下。最大水平和竖向位移均是初级坝顶附近最大,坡脚附近最小,且都遵循随着高度的增高,位移逐渐增大的规律。当输入加速度幅值达到一定值后,坡面上各节点水平位移方向不一致。其中坡脚附近节点向坡内侧移动,最大水平位移随着输入加速度幅值的提高而增大,且随高度的增高而减小,而其他节点向坡外侧移动,最大水平位移随着输入加速度幅值的提高而减小,且随高度的增高而增大;坡面上节点的竖向位移的变化则基本上不受加速度幅值变化的影响。     

杨家湾尾矿坝排渗加固实践

杨家湾尾矿库采用上游式筑坝,上游式筑坝由于矿泥夹层严重阻碍了水的垂直下渗,而随着尾矿库堆筑子坝上升,堆积坝长度增加,超出原有辐射式排渗井水平滤管排渗范围,加之两测山体基岩阻挡,渗流路径变长,导致杨家湾尾矿库局部浸润线偏高,子坝外坡出现局部沼泽化,两侧坝肩截水沟出现渗水现象。因此,对杨家湾尾矿库进行排渗加固,采用辐射式排渗井多层敷设水平滤管和坝体表面水平滤管联合排渗工艺,提高了尾矿库排渗能力,降低坝体浸润线,浸润线埋深平均增加0.67 m,实现实际浸润线不高于设计的控制浸润线要求,确保了尾矿库安全运行。     

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。     

桦甸东山尾矿坝的地震时程响应分析

分析了桦甸东山尾矿坝现场勘察的基础上,将坝体实测主轴剖面进行合理概化和延伸,建立有限元数值模型,对处于正常运行条件下的尾矿坝渗流场进行数值分析,并在此基础上,用动力有限元法研究了该尾矿坝在水平地震作用下的动力反应规律,计算结果显示,该尾矿坝对地震时程反应不大。     

尾矿库渗流溃坝模型实验研究

渗流破坏是尾矿库溃坝的重要诱导因素之一,但目前针对渗流破坏对尾矿库溃坝影响的研究还比较少,因此本文以云南某尾矿库为工程背景,采用自制的尾矿库溃坝实验装置,开展尾矿库室内堆(溃)坝模型实验研究,分析在渗流破坏情况下尾矿库溃坝过程、溃口发展、下泄泥砂沉积规律。结果表明：空隙中的可动颗粒被渗出水流带走,造成初始渗流通道建立并扩大,坝肩中部出现“砂流溢出”和“沼泽化”现象;随着坝体集中渗流通道的扩展,出渗点位置上部饱和坝体在自重作用下发生沉降和垮塌,并向上游呈牵引式发展,随后库内水流漫过坝顶垮塌部分的最低点,导致溃口的形成,坝体破坏模式由逆向牵引破坏向溢流侵蚀破坏转变;溃口的发展主要是由溃坝水流对坝体的掏蚀、冲刷所造成,在溃坝的不同时刻溃口发展是不同的,初中期以下切为主,后期为横向展宽以主;由于水流的分选作用,下泄泥砂在坝体下游的沉积随演进距离的增加,表现出由粗到细的规律,且不同位置出现了粒径的分级现象。以上研究成果能为矿山的防灾减灾提供理论基础。