某锰矿尾矿坝岩土工程勘察与稳定性评价技术的研究

为提高尾矿坝的安全性和稳定性,对某锰矿尾矿坝岩土工程勘察与稳定性评价技术进行研究。采用地质钻机获取深层地质信息,建立锰矿尾矿坝剖面概化模型,并运用多种稳定性评价方法进行分析。通过勘探线动态调整、土样采集和注浆加固等技术手段,对尾矿坝的岩土稳定性进行了全面评估。实验结果表明,结合强度折减法和Newmark法的综合评价方法在安全系数和临界加速度方面表现最佳,而研究所提出的方法在实地观测符合度上达到了95%,安全系数为1.55,临界加速度为0.21 g,最大永久位移为9 cm,显示出较高的准确性和实用性。未来工作还需考虑降雨、渗流等其他影响因素,以进一步完善尾矿坝稳定性评价技术。

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。

矿山尾矿库地质稳定性分析及风险防控措施

金属矿山尾矿库作为矿山生产的重要设施,其地质稳定性和安全性对于矿山的安全生产及周边环境的保护具有至关重要的意义。通过考察自然因素(地质、水文、气候条件)和人为因素(设计、施工、运营管理及外部活动)对尾矿库稳定性的影响,揭示尾矿库失稳的主要机理。在此基础上,提出包括地质勘查与调查、稳定性计算与分析在内的地质稳定性评估方法,对尾矿库的风险源进行详细识别与评估。从工程技术、管理和法律法规三个层面出发,制定全面的风险防控措施,为金属矿山尾矿库的安全运行和有效管理提供科学依据。

基于有限元极限平衡法的尾矿坝坝体稳定分析

在平面应变条件下,采用基于弹塑性应力应变分析的有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行研究。该方法可较好地结合极限平衡分析方法和有限元应力分析方法的特点。通过弹塑性有限元分析,合理准确地考虑结构整体应力场的影响,进而结合Hooke-Jeeves法优化搜索最危险滑动面的位置及其对应的最小安全系数。以某尾矿坝实际工程为例,比较分析了考虑正常、洪水以及特殊工况运行下有限元极限平衡法与极限平衡条分法和有限元强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异,重点运用有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行验算并作出安全评价,为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。

基于液化判别的尾矿坝动力稳定性分析

在连续降雨并输入水平、竖直方向地震波的工况下,模拟尾矿坝坝体的动力反应,分析坝基覆盖层和尾矿砂层的液化情况,提出一种考虑液化区域影响的尾矿坝动力稳定性计算方法,并将此方法用于海口镇尾矿坝下游坝坡的动力稳定性分析中。结果显示:连续降雨时的动力稳定安全系数比无降雨时低0.07左右,考虑液化区域的动力稳定安全系数比不考虑液化区域的小0.10左右。

大型高尾矿坝灾变机制与防控方法

大型高尾矿库隐患治理是"十三五"期间遏制重特大事故的重要任务和重点工程之一。高应力下尾矿材料的细观结构和宏观力学特性演化、大型尾矿坝沉积规律及复杂条件下高尾矿坝的劣化理论是其中的关键问题。为揭示尾矿细观结构特性,对尾矿材料进行了光学显微镜观察、电镜扫描和CT扫描处理,建立了尾矿材料的三维重构模型;为揭示高压下尾矿材料的力学特性,对尾矿进行了高应力三轴试验、高应力渗透固结联合试验,研究了高应力下尾矿材料的强度、渗透和固结特性;为揭示尾矿的沉积特性,进行了尾矿材料的大型模型试验,得到了矿浆流动、淤积形态、尾矿料物理力学性质的空间分布以及夹层结构在空间内的分布规律;为揭示高尾矿坝的失稳机制,通过理论分析与数值模拟,对高压下尾矿的强度准则进行了讨论,高尾矿坝的稳定性分析建议使用强度折减法;为揭示尾矿的排渗设施淤堵机制与服役性能,进行了尾矿-土工布渗透试验以及微观观测,发现细粒尾矿更容易产生物理淤堵,且化学淤堵程度与溶液中离子的种类和浓度有关;为了推进尾矿坝风险管控技术,搭建了尾矿库重大风险评估监测系统平台,以便实现尾矿库基础数据的提取、实时风险预警等智能化功能。通过以上坝体劣化理论研究、溃坝灾害评估与预警,提升了我国大型高尾矿库筑坝与灾害防控水平。

地震作用下高堆尾矿坝永久变形与稳定性分析

综合采用时程分析法、整体变形分析法(等效节点力法和软化模量法)、极限平衡法等方法,以小打鹅尾矿库为例,分析了该高堆尾矿坝的永久变形和动力稳定性。分析了干滩面长度、尾矿堆积坝高度、设计地震加速度等影响因素对尾矿坝的安全系数和永久变形的影响,以及地震作用下尾矿坝安全系数的时程变化规律。结果表明:尾矿坝的地震永久变形与一般土石坝的存在差异,其水平方向的永久变形大于竖直方向的永久变形,且永久变形与坝高不一定呈单调递增关系;地震中尾矿坝的最小安全系数与各影响因素大体呈线性关系,而坝顶处的震陷与各影响因素之间呈非线性关系;地震过程中尾矿坝瞬时安全系数具有波动降低的特点,为此,完善了地震作用下尾矿坝最小平均安全系数的计算方法。该研究表明小打鹅尾矿库坝体的抗震性能能够满足相应抗震设防要求。

尹庄尾矿库动力稳定分析及溃坝风险评价技术研究

近些年,尾矿库安全生产问题已成为我国面临的公共社会问题,特别是一些大型尾矿库由于连续运行数十年,尾矿库系统、周边环境、地形地质等都更加复杂。因此,开展尾矿库抗震能力计算和一旦溃坝造成危害程度的评估,对于进一步加强尾矿库安全管理,减少尾矿库对周边设施的威胁程度具有重要意义。文中以首钢矿业公司尹庄尾矿库为研究对象,对尾矿库浸润线和坝体位移日常观测数据进行了系统的统计分析,掌握了坝体内部渗流状况和坝体变形状况;在此基础上开展了尹庄尾矿库动力稳定分析,得到了尹庄尾矿库抗震能力安全等级;定量计算了尾矿库不同溃坝模式造成下游淹没范围和致灾程度;提出了加强尾矿库安全管理和进一步降低尾矿库溃坝风险的对策措施。

基于流固耦合理论某尾矿坝失稳特性及稳定性分析

选用典型的尾矿库工程实例,采用流固耦合和强度折减法相结合对其尾矿坝进行稳定性分析,确定尾矿库渗流场分布及浸润线的位置,该浸润线位置与实测浸润线位置吻合较好。建议强度折减过程中尾矿坝的失稳准则,计算安全系数,确定潜在滑裂面的位置,并与极限平衡法计算出的安全系数及临界滑裂面位置进行比较,表明强度折减法得出的结果与Bishop法结果接近,流固耦合-强度折减法在尾矿库稳定性分析的可行性。在该基础上研究尾矿坝潜在的失稳模式,将尾矿坝潜在的失稳模式分为局部失稳和整体性失稳两种,局部失稳为尾矿坝的部分坝面发生滑移,整体失稳为整个尾矿坝坝体发生失稳,并分析导致该尾矿坝两种失稳模式的主要因素,认为浸润线埋深过浅是导致局部失稳的主要原因。

上游式筑坝法尾矿坝的安全系数随堆筑坝高变化分析

对于投资较少的上游式尾矿筑坝法而言,在实际的堆积施工过程中,由于很难严格按照设计的坡比进行每一级子坝的堆筑,导致矿方无法及时、真正掌握当前尾矿坝的受力性能和稳定状态。因此,针对某典型尾矿坝剖面,采用迈达斯商业软件试用版对尾矿坝的堆积过程进行了模拟分析,利用强度折减有限元方法对施工当前状态的尾矿坝进行了边坡稳定分析,得到了当前状态尾矿坝的塑性剪应变云图和相对应的抗滑稳定安全系数。比较了尾矿坝安全系数随着子坝堆筑的变化情况,结果发现:随着堆积子坝的进行,尾矿坝的整体抗滑稳定系数逐渐减小,此外在初期坝和一级子坝的下游坡脚处容易出现相对较大的变形。此研究结果为矿部管理部门及时了解尾矿坝的稳定程度和实际生产提供了技术支持。

尾矿坝地震液化评价可靠度模型及应用

为适应计算参数本身具有的随机性和未确知性,将可靠度理论引入尾矿坝地震液化评价中。以测试数据的统计分析结果为基础,应用一次二阶矩法建立尾矿坝地震液化分析可靠度模型,探讨了可靠度指标与抗液化安全系数之间的关系,并将该模型应用到某尾矿坝地震液化分析中。结果表明,新建可靠度模型各参数的物理意义与统计指标明确,相比传统的确定性分析方法,不仅能判断液化的发生与否,还能给出液化发生的概率;可靠度理论在液化分析中能更好地考虑计算参数的变异性,进一步完善了尾矿坝地震液化分析理论,为进行基于风险分析的尾矿坝抗震设计和地震安全评价提供更全面的依据。

云南新平铜尾矿库周边土壤重金属污染评价

大宗工业固体废物环境监管责任重大,对尾矿库周边土壤重金属污染现状进行评价是建立固体废物管理技术体系的重要内容之一。对云南新平县铜尾矿库周边土壤重金属污染特性和现状进行调查和评价。采用S型或梅花布点随机采样方式,评价标准参考国家土壤环境质量标准(GB 15618-1995)的要求,对尾矿库周边土壤采用土壤环境质量三级标准进行评价。运用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法评价该地区,污染最小的元素为铜、汞和铅,污染最严重的元素为铬,且均属于非污染,尾矿库周边监测点土壤中各重金属元素均值污染程度属于安全范畴,污染水平属于清洁。但是运用潜在生态危害指数法评价,对于单个重金属的潜在生态危害系数,汞元素属于很强生态危害范畴,Ei值为166.21,其余各元素都属于轻微生态危害。对于各采样点,除1,2,3号点属于中等生态危害范畴,其余各点为轻微生态危害。对于总的潜在生态危害指数RI,该地区的RI值为207.39,达到中等生态危害。总体来说,云南新平铜尾矿库周边土壤被保护较好,符合国家土壤环境质量标准,个别样点存在潜在生态风险。因此,建议相关部门进一步监测,采取监测防治措施。

基于强度折减法的拦渣坝坝坡稳定性分析研究

以石窑店煤矿拦渣坝为例,应用有限元强度折减法原理,结合数值仿真分析方法,从拦渣坝力学稳定和受力破环的角度,按坝体仅受自重和坝体受设计堆渣量压力作用下两种工况,应用有限元软件对石窑店煤矿拦渣坝坝体的应力场和位移场进行了稳定性仿真分析,得出拦渣坝相应的安全系数分别为2.24和1.39;给出了坝体受设计堆渣量压力作用下,强度参数折减1.39,坝坡濒临破坏时的最大应力和位移分布区域。研究结果能为拦渣坝的安全稳定设计提供参考依据。

浸润线深度对尾矿坝稳定性分析的影响研究

鉴于当前尾矿坝在线监测系统中关于浸润线深度预警指标存在的难定量化问题,基于尾矿库概化模型,假定三种平均坡度,四种浸润线深度,采用FLAC2D软件试用版对尾矿坝的抗滑稳定性程度进行了模拟分析,得到了每种条件下尾矿坝的剪应变云图和相对应的抗滑稳定安全系数,比较了尾矿坝安全系数随着平均坡度以及浸润线深度的变化情况,结果发现:平均坡度对尾矿坝的稳定性影响显著,尾矿坝的整体抗滑稳定系数随平均坡度的减小逐渐增大;此外在平均坡度相同的前提下,浸润线深度自5m增加至10m的区间内,浸润线每增加1m,安全系数提高的程度最大约为5%左右,随后提高的程度逐渐减小,直至稳定在3%左右。此结果为在线安全监测系统的预警提供了技术支持。

基于JC法尾矿坝稳定性可靠度研究

论述了可靠度理论在尾矿坝稳定性评价中可有效弥补定值法（安全系数法）存在的不足。文中选用JC法作为可靠度分析方法,结合实例对尾矿坝进行稳定性分析,分别求出了尾矿坝在正常和洪水工况下运行时的可靠度指标。并通过与定值法（安全系数法）比较,发现可靠度指标对坝体材料物理力学参数变异性的敏感度高于安全系数,因而得出可靠度方法可以更加全面、客观的反映出尾矿坝稳定性的真实状态。

御驾泉尾矿坝稳定性计算与分析

在查明御驾泉尾矿坝工程地质条件的基础上,采用极限平衡法和快速拉格朗日法计算了坝体标高334 m时在正常运行、洪水运行和特殊运行工况下的稳定系数。结果表明坝体是安全的,但是在特殊运行(地震条件)工况下的稳定系数并不高,仅为1.06,所以需要注意防范尾矿坝在特殊运行工况下发生坝体失稳事件。

尾矿坝稳定性精细化评价方法的研究

尾矿库安全与否关系到下游居民生命财产与矿山生产的安全,必须确保其安全运行,因此,需要实时了解和掌握尾矿坝生产期间稳定性的动态演变特性及其安全性。针对现有评价方法的不足,借鉴边坡稳定性评价中精细化评价理论,结合尾矿坝体、基底及其筑坝特点,建立了尾矿坝精细化评价方法。并结合具体工程实例将新方法的评价结果与传统分析结果进行了对比与分析,结果表明,精细化评价方法的评价结果具有更高的可靠性与精度高的特点,更加接近稳定状态的真值,从而为尾矿坝的安全评价与设计提供了决策依据。

高密度电阻法在矿山尾矿坝稳定性分析中的应用研究

介绍了高密度电阻法的特点,并将该法应用于江西某尾矿坝稳定性测试,根据测试结果对坝体维稳提出了措施与建议。实践证明,高密度电阻法是一种高效的坝体稳定性测试方法。

集对分析法在尾矿坝稳定性安全评价中的应用

本文运用相关性分析,将与尾矿坝稳定有关的参数和设计指标进行分类,建立了相互独立指标的尾矿坝稳定性评价指标体系,并应用集对理论建立了尾矿坝稳定性评价模型。随后通过国内尾矿库专家系统对体系各指标进行的评估,结合层次分析法,得到了各指标的权重;根据集对分析法,并将指标分成3个级别,由于归一化联系数μ的取值范围[-1,1],按照"均分原则",从而提出尾矿库运行期稳定等级的划分方法。最后,应用尾矿坝稳定性评价模型对某尾矿坝稳定性进行计算分析,实例分析表明,本文建立的尾矿坝稳定性评价指标体系和安全评价模型,可以用于评估尾矿库运行期稳定性的状况。

尾矿坝稳定分析中天然地震影响系数的确定及其应用研究

在大坝稳定性数值分析方法的一般公式中,天然地震影响系数的确定,关系到大坝安全评价的可靠性。比较了我国和其他国家在地震设防规范中对天然地震影响系数的要求。利用场地类别与天然地震影响系数的周期关系,采用拟静力法推导出在7°地震烈度下各种场地类别的水平向天然地震影响系数的理论数值,并将其成功应用于某工程实践中,证明此研究结论有一定的科学性和实用性。