初期坝顶部单排水平排渗管布设对尾矿坝稳定性的影响

为揭示初期坝顶部单排布设水平排渗管对尾矿坝稳定性的影响机理,以山东某尾矿库为工程研究对象,将排渗管等效为具有特定饱和渗透系数的材料,基于达西渗流定律以及极限平衡理论,研究不同干滩长度下安全系数随排渗管长度和渗透系数的变化规律,建立最优排渗管长度与干滩长度之间的定量关系,提出初期坝排渗管与坝顶抽水泵协同工作汛期抢险救灾技术。研究结果表明:初期坝顶部水平布设排渗管以及与尾矿坝顶抽水泵协同工作技术可以有效降低坝体内浸润线位置,提高坝体稳定性。研究结果可为汛期尾矿坝排渗提供强有力的技术支持。

自动化竖向排渗设施在尾矿库工程中的应用

某在用尾矿库运行已接近原设计最终堆积标高,需要进行闭库,但现有浸润线埋深接近控制浸润线埋深,为确保闭库后尾矿库的安全,需要对尾矿库坝体进行增强排渗。提出采用自动化竖向排渗设施,并通过Geo-Studio软件对优化的尾矿库进行渗流和抗滑稳定分析。结果表明:不同工况下,有限元计算浸润线位置与实测浸润线位置基本吻合,且抗滑稳定安全系数均大于规范值;在实施增强排渗等闭库措施后,尾矿库坝体稳定性得到较大提升,且管理高效便捷,对以后类似闭库工程有一定借鉴意义。

排渗系统不同失效程度下尾矿库三维渗流场数值模拟研究

尾矿库的浸润线对坝体的稳定安全至关重要,淤堵作用会导致坝体排渗系统失效和介质渗透系数减小,坝体浸润线升高,增加边坡失稳的可能性。为此,以河南某复杂尾矿库工程为背景,研究发现其现状模型运行期实测浸润线明显高于数值模拟结果,在1317 m高程附近最大埋深差值达到10.43 m,应考虑存在淤堵现象。针对上述问题,对尾矿库二期设计高程排渗设施不同失效程度下渗流场的变化进行研究,分析了排渗席垫不同失效情况下尾矿库渗流场的变化。结果表明:排渗席垫渗透系数降为原来的0.7、0.5和0.3时,堆积坝临界浸润线埋深均满足安全要求。

尾矿库排渗工程技术方法

为消除或减少尾矿库的安全风险,重要措施就是降低尾矿库坝体内的浸润线,而排渗工程技术方法是其主要手段。本文结合部分岩土工程技术在尾矿库排渗工程中的运用,并通过多项工程实践,系统讨论与总结尾矿库排渗工程技术方法中的盲沟排渗法、水平孔排渗法、辐射井排渗法、井点管抽水法、其它联合排渗措施的原理特点、施工方法与质量控制要点。

辐射井自流排渗技术在尾矿坝除险加固上的应用

本研究结合工程实例介绍了辐射井自流排渗技术在尾矿坝(电厂灰坝)除险加固方面的应用,包括沉井、水平辐射管和穿坝导水管的设计,以及施工工艺等。这项技术具有适应地层广、浸润线降幅大、运行管理方便和工程寿命长等优点,解决了尾矿坝(电厂灰坝)的排渗、降水难题。在数十项尾矿坝(电厂灰坝)除险加固工程实践中,已取得了良好的工程治理效果,使病险尾矿库(电厂灰库)坝体的安全稳定性达到了国家安全技术规程的要求。

某中线式尾矿坝渗流特性及排渗措施研究

以咸池沟尾矿坝工程为依托,分析了不同典型运行期的渗流特性和稳定性,提出了坝底增设砾石褥垫层的排渗措施,分析了不同方案下浸润线埋深、最大渗透比降分布及安全系数的变化。砾石褥垫层布设在初期坝下游坡脚位置,可有效增加浸润线埋深,提高尾矿坝的稳定性,同时也降低了最大渗透比降和整体渗透比降,较好地保证了尾矿坝渗流稳定。

气压式竖向排渗技术在磷尾矿筑坝中的应用

目前我国尾矿库、渣库、磷石膏库及赤泥库正朝着细粒筑坝与高堆坝方向发展,灾害隐患已严重影响了我国矿业安全生产。通过运用新型堆坝技术,设置高效的尾矿库排渗设施,系统的降低浸润线,提高堆坝体工程力学特性,已是推动各种尾矿(渣)库防灾减灾技术发展的应用新方向。

尾矿库中新型复合排渗管排渗特征试验研究

尾矿库中排渗设施的淤堵是常见的现象,也是影响其安全的重要因素。为提高排渗管的排渗能力和抗淤堵性能,开发了一种新型复合排渗管,新型复合排渗管在土工布和排渗花管之间增加了一层格构网。通过室内模型试验,研究格构网的结构和花管开孔率对新型复合排渗管排渗特征的影响,分析了新型复合排渗管的抗淤堵性能,揭示了新型复合排渗管的排渗机理。试验结果表明:外包格构网增加了排渗管的等效开孔面积,优化了排渗管的排渗路径,提高了排渗管的排渗能力。随着花管开孔率的增加,外包格构网对排渗管排渗能力的影响减小。外包格构网提高了排渗管的抗淤堵能力,随着土工布的淤堵,传统外包土工布排渗管和新型复合排渗管的排渗量均有所降低,传统外包土工布排渗管排渗量降低的程度更大。当单向连通格构网的连通方向与排渗管的纵向方向有夹角时,排渗管的排渗能力不增反减。使用单向连通格构网时,须保证格构网的连通方向与排渗管的纵向方向一致。

某尾矿坝反式预埋槽孔排渗管排渗效果有限元数值分析

针对某拟建尾矿坝采用反式预埋槽孔排渗管排渗系统可能出现的排渗问题,分别采用断面概化法、面积等效法建立了该尾矿坝的三维有限元精细模型,模拟了反式预埋排渗管的排渗效果,分析了其排渗影响范围,并计算确定了其合理布设间距。通过与传统褥垫式排渗方法的排渗效果进行对比分析,提出了排渗槽孔管的简化等效模拟方法并应用于三维模型中。结果表明,该方法简洁有效,适用于类似工程。

尾矿库排渗辐射井的设计探讨

尾矿库排渗辐射井主要特点有:易于在尾砂层施工、适合渗透破坏治理、维护费用低、使用寿命长和施工速度快等,辐射井的结构由主井、辐射滤管、导水管和排水插板组成。详细说明了辐射井每一结构组成中各参数的确定方法,并阐述了平面布置设计中应考虑坝轴线长度、渗透破坏范围和破坏程度、水位高低以及导水管路径等因素,同时提出了初步估算整个辐射井出水量的计算公式以及由此确定导水管管径,最后简要介绍了铜山矿副坝辐射井设计,为尾矿库排渗辐射井设计提供了有益的参考。

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。

尾矿坝渗流计算及排渗设计

渗流稳定是影响尾矿坝安全稳定的重要因素,浸润线位置的高低直接关系到尾矿坝安全稳定。以具体尾矿坝为例,根据现场钻孔实测资料,选取合适的计算参数和边界条件,建立合理的计算模型,对排渗设施正常运营和发生破坏两种情况下的尾矿坝渗流情况进行计算分析,得出初期坝的透水性与尾矿坝渗流稳定关系密切,一旦初期坝的防渗层淤堵,出口处的渗透性降低,坝体的整体浸润线升高,甚至有可能在坝坡处出渗。采用局部水平孔排渗的方案,可以有效地起到排渗的作用,降低坝体的浸润线,保证坝体的安全。

灰坝辐射井排渗系统立体设计方法与数值仿真分析

设置辐射井排渗系统是降低粉煤灰坝坝体浸润线的有效手段,已经在多个工程中应用,效果显著。决定辐射井的排渗效果的关键在于辐射管的布设,特别是在已成工程中设置辐射井时,由于灰面以下地形复杂,辐射管长度、角度均受制于地层情况和库底地形条件,传统的平面设计方法很难充分考虑这些因素,常常会导致辐射管布设不合理、排渗效果不理想。基于三维立体建模技术和布尔运算的灰坝辐射井排渗系统三维立体设计方法能有效地避免以上问题,达到精确设计并指导施工的目的,并可以与渗流仿真分析无缝结合,是进行辐射井设计和验证的先进而有效的手段。结合灰坝辐射井排渗工程实例,提出了辐射井三维立体设计方法,并采用数值仿真分析验证了设计的合理性,证明三维立体设计方法的可行性。

尾矿坝排渗墙渗流控制效果计算分析

针对渗透破坏影响尾矿坝安全问题,以尾矿坝工程为例,采用有限元方法,构建了不同排渗墙布置方案的有限元模型,模拟了排渗墙及其排水管等结构的渗流特点,分析了其降低坝体浸润面的能力,最终确定了排渗墙的尺寸和位置。

平原水库利用排渗减压技术预防库外农田浸没

由于黄泛区平原水库坝基一般为软弱透水地基,坝基经过防渗处理后,坝基渗透稳定,渗漏量得到有效控制,但坝基不可避免的还有一定数量的渗漏量,下游坝址外尚保留一定的剩余水头,渗水如果不及时排走,会导致区域地下水位升高,造成库外农田浸没。笔者以山东聊城发电厂新厂引黄调蓄水库为依托,阐述平原水库如何用排渗沟和减压井联合排渗减压技术防止库外浸没和土地盐碱化。减压井和排渗沟联合排渗减压是降低地下水位、防止库外浸没的有效措施。

排渗系统对尾矿库填筑期渗流场的影响

为了满足多级坝的安全稳定,必须了解尾矿库区排渗系统对渗流场的作用.通过构建特殊网格系统与子结构技术处理,在渗流有限元模型中实现了水平排渗管与纵横排渗盲沟的精细模拟,模型参数反演值与实测值具有较好拟合度.尾矿库区渗流数值模拟得出了填筑过程中(不同排渗条件)的渗流流速场、浸润面及水头分布.分析表明浸润面性态沿程不一致,在矿渣区水头变化平缓,在初期坝趾处渗透坡度急剧增加.排渗系统对降低渗压水头有明显作用,渗透坡度的降低程度与排渗管尺寸、盲沟布置有关,其大小则与尾矿坝填筑高度存在单调增函数关系.仅设置水平排渗管,最大坡降可降低8.7%—12.6%;管、沟结合的综合排渗系统能够调匀浸润面沿程性态,最大坡降可降低20.4%—43%,可以很好满足尾矿坝体的渗透稳定性要求.

尾矿库初期坝排渗能力对渗流场浸润线影响

为分析初期坝的排渗能力对浸润线的影响程度,采用数值模拟方法对初期坝在不同排渗能力下浸润线的位置进行研究.在将尾矿坝基本剖面概化的基础上,采用GeoStudio的地下水渗流分析模块SEEP/W对初期坝在不同排渗能力时浸润线的位置进行数值模拟.首先构建尾矿坝基本剖面概化模型;然后分析尾矿库初期坝在不同排渗能力下对于浸润线高度的影响.研究结果表明:当初期坝排渗能力降低10倍时,浸润线与初期坝上游坡面交点距坝底的距离为1.7 m,即初期坝排渗能力对浸润线影响明显;随着初期坝排渗能力降低,浸润线位置逐渐被抬高,并最终从堆积坝的坝坡溢出,严重影响尾矿坝稳定性.该研究成果可对尾矿库设计和管理提供理论依据和技术支撑.

虹吸管与辐射井相结合的尾矿坝排渗系统排渗效果分析

尾矿坝浸润面的位置直接影响坝体的稳定性。为快速有效地降低尾矿坝浸润面,提出了一种虹吸管与辐射井相结合的尾矿坝排渗系统,该系统利用自流式虹吸管代替排渗井中的抽水泵,以减少维护和运行费用、降低施工难度。进而以某尾矿坝工程为例,首先采用数学解析法计算了排渗井的渗透流量和虹吸管所需管径,初步确定了该系统的可行性;然后根据该工程尾矿料特性,建立了三维有限元渗流分析模型,利用子结构有限元法,对比分析了排渗井的排渗效果。结果表明,该排渗系统具有良好的排渗效果,并且虹吸管管径可满足工程施工要求。

白岩尾矿坝土工席垫排渗措施模拟及渗控效果分析

土工席垫是一种新型土工合成材料,具有集水、水平排水的功能。针对白岩尾矿坝初期排渗系统已部分失效的现状,提出了该工程的后期加高扩容采用土工席垫的水平排渗措施,通过建立包含土工席垫及其排渗管的尾矿库精细三维渗流有限元模型,分析了土工席垫的排渗效果,论证了土工席垫排渗措施的合理性和有效性。通过建立等效渗流分析模型,研究了土工席垫的等效模拟方法及相应的等效渗透系数,成果可用于尾矿坝全库整体模型的三维渗流计算分析。

不透水地基上水平排渗体的优化研究

不透水地基上水平排渗体的优化研究沈振中，速宝玉（河海大学水力发电工程系，南京，２１００２４）１前言在水利工程设计中，渗流控制历来是至关重要的，尤其是土石坝、尾矿坝及灰坝，其渗流自由面的形态位置往往决定了工程的安全性。通常能有效控制自由面的渗控设施有竖...