尾矿库加高扩容工程排渗飘管与土工席垫联合渗控效果评价

土工席垫具有良好的集水和排水效果,但在长期运行后,土工席垫内部易出现淤堵失效现象,给尾矿库的后期加高扩容工程建设带来不利影响,因此有必要提出解决土工席垫失效带来的排渗安全问题。选取某土工排渗席垫发生部分失效现象的尾矿库工程,提出增设水平排渗飘管措施来解决尾矿库加高扩容工程的排渗安全性,并根据所提方案建立反映主要坝体结构、水文地质特征和排渗系统的尾矿库渗流分析三维有限元模型,采用饱和—非饱和渗流计算理论计算分析运行期库址区在不同工况下的渗流场,并研究加高扩容后尾矿库的渗流特性,进而评价所提措施的合理性。结果表明,水平排渗飘管与土工席垫的联合排渗措施可有效提高堆积坝的排渗能力,满足尾矿库在加高扩容后的渗流安全要求,且所提排渗措施可有效控制坝体内浸润面,因而在技术上合理。另外,建议在尾矿库加高扩容工程中采用土工席垫排渗时,坝体相邻土工席垫布设高程差不超过8m。研究成果可供类似工程参考。

排渗设施部分失效下的尾矿库放矿渗流分析

为研究排渗设施部分失效条件下放矿对尾矿库渗流场的影响,以河南省某钼矿尾矿库工程为例,基于渗流有限元分析理论,研究特定条件下放矿量对尾矿库渗流场的影响。结果表明:排渗席垫渗透系数降为0.8倍时,设计放矿强度下放矿不超过7 d,仍然能满足尾矿库安全需求;越靠近放矿口处,渗流场受到放矿强度的影响越大;放矿强度超过入渗强度时,矿浆水部分渗入堆积坝内,另一部分汇入库中。研究成果可为矿山企业安全生产及尾矿库安全运行提供参考。

长期运行尾矿库的排渗系统渗透特性的差异化反演分析

排渗系统是尾矿库的重要组成部分之一,对尾矿库的安全稳定有着重大影响。针对长期运行的上游式尾矿库排渗系统的渗透特性反演分析问题,考虑到系统不同位置排渗能力存在差异,提出了渗透特性差异化假定的反演分析。选取某已运行多年的上游式尾矿库,结合工程现状,建立三维有限元反演分析模型,基于可变容差法对排渗系统的渗透特性进行差异化反演分析,研究了尾矿库渗流场分布规律,并对反演分析结果的合理性及准确性进行了评价。结果表明:经差异化反演分析后,计算得到的浸润面数据更符合实际情况,反演成果可为尾矿库后期加高设计提供合理依据。

面板坝次堆石区力学特性对坝体变形协调的影响

以厦门抽水蓄能电站上水库面板堆石坝为研究对象,采用三维非线性有限元法和邓肯E-B模型,设计多组不同力学特性的主次堆石料组合,对比分析坝体变形及面板位移,探究蓄水期坝体各部位变形受堆石材料性能变化的影响程度。建议面板堆石坝主次堆石区变形协调的变形梯度极限指标为3%,同时以地震永久变形量作为抗震校核的指标。对于该工程,在现有填筑料的基础上,适当提高次堆石料力学性能,坝体坝轴线下游侧水平及垂直位移均显著降低,位移的极值部位向坝轴线靠近,高程略有上升;次堆石料的变形模量对面板的挠度影响不大。

土工席垫提高尾矿坝稳定性的影响研究

土工席垫是尾矿坝常用的一种土工合成材料,具有优越的排水性能和较强的水平加筋作用。结合某高尾矿坝工程,采用饱和渗流有限元法分析了尾矿坝土工席垫的渗流控制效果,并应用强度折减法分析了坝坡的稳定性及土工席垫的增稳机制。结果表明:土工席垫的排渗及加筋作用共同提高了尾矿坝边坡的稳定性,且排渗作用占主导;正常蓄水位下,当土工席垫正常工作时,排渗效果显著,可有效降低坝体浸润线(最大17.57m),提高坝坡稳定性(安全系数提高28.0%);当其完全淤堵时,浸润线埋深较浅,但其加筋作用促使坝坡滑动由深部的圆弧滑动转为坝坡表层滑动,仍可使安全系数提高7.6%。设计时可综合考虑土工席垫的排渗及加筋作用对尾矿坝坝坡稳定性的影响,其加筋作用可以作为尾矿坝坝坡稳定安全评价的安全储备。