考虑模袋体非连续性的某模袋法尾矿坝稳定性分析

模袋法尾矿坝是一种新型尾矿坝堆坝技术,模袋体之间及模袋体与尾矿库砂的相互作用是典型的非连续问题。考虑了模袋体的大位移、大变形及模袋体与尾矿库砂之间的滑移脱离特性,以我国某模袋法尾矿坝为例,基于非连续-连续耦合方法分析了模袋法尾矿坝的稳定性和失稳破坏过程,研究了模袋体层间接触特性对坝体稳定性的影响规律。结果表明:模袋法尾矿坝相较传统的上游法尾矿坝安全系数提高了20.1%,模袋法堆坝技术有利于增强坝体稳定。尾矿坝失稳瞬间坝坡顶点、中点和坡脚点处位移发生突变,尾矿坝失稳后,坝坡明显坍落,尾矿砂在模袋子坝坡脚处堆积。对于坝坡坡度较缓的模袋法尾矿坝,提高模袋体层间抗剪强度对尾矿坝稳定性的提升效果有限。

尾矿坝筑坝模袋力学性能试验研究

模袋法是解决上游法细粒尾矿堆坝难的一种新方法。为研究模袋法尾矿坝筑坝模袋的基本力学性能,采用与云南省某尾矿坝施工现场一样的土工布和尾砂,通过斜坡滑移、直剪、无侧限压缩试验,对固结不同时间的小尺寸尾矿坝筑坝模袋进行了摩擦和受压性能的试验研究。斜坡滑移试验表明,若含水率相对较低,则模袋间的摩擦系数较大;直剪试验测得固结8 d的模袋间内摩擦角约为28o,黏聚力约为40 k Pa;在无侧限压缩条件下,固结1 d和3 d的模袋在受压过程中,其弹性模量都表现为"大-小-大"的变化形式。由于土工布和尾砂的共同作用,模袋的极限抗压强度远大于单纯尾砂堆积体的极限抗压强度。当压应力达到模袋所能承受的极限荷载时,通常会在模袋底部靠近模袋边缘处发生土工布的撕裂破坏,采用主动土压力理论分析了发生破坏的原因。本试验研究可以为模袋法尾矿坝的实践提供理论指导。

模袋法尾矿坝层间滑移破坏稳定性分析

层间滑移是影响模袋法尾矿坝稳定性的重要因素,探讨分析了模袋坝体的破坏模式,袋与袋接触面滑动是主要的破坏模式,采用接触面单元模拟模袋体的层间接触,结合抗剪强度折减法和接触面单元,计算分析了模袋坝的层间滑移破坏特征,得到了模袋体层间滑移变形和破坏的过程。研究成果对提高模袋法尾矿坝的抗滑稳定性有指导意义。

细粒尾矿特性研究及其堆坝工程实践

细粒尾矿的堆存问题是尾矿处理遇到的技术难题之一。在总结以往研究的基础上,以云南某尾矿库为背景开展细粒尾矿特性研究。首先,阐述了尾矿库因入库尾矿粒度细,导致出现筑坝困难、坝体排渗不畅、沉积滩坡度缓、稳定性差等问题;其次,从堆坝工艺、降低浸润线及坝体稳定性三方面综合考虑,提出了以模袋法堆积子坝、三维立体排渗盲沟、铺设土工格栅等为核心的细粒尾矿堆坝技术;最后,通过典型工程案例分析,论证了该技术在细粒尾矿处置中的有效性和合理性。该成果对于今后细粒尾矿库的设计、施工以及运行管理等具有指导意义。

基于不同模袋材质的细粒分级尾矿模袋堆坝工业试验研究

甘肃某尾矿库-74μm尾砂含量占88.74%,拟采用细粒分级尾矿模袋法筑坝。为研究细粒分级尾矿模袋法堆坝技术作用机理以及模袋材质对堆坝效果影响情况,设计3个试验内容,分别从细粒尾矿、分级尾矿模袋体、模袋材质以及固结后袋内尾砂力学性质等方面开展细粒分级尾矿模袋法试验研究。研究表明,采用筑坝装备与模袋法相结合的堆坝方式可解决超细尾矿堆坝难题,拓宽了尾矿堆坝所要求的粒径范围;模袋材质的不同直接引起脱水性能、固结效率及袋体强度的差异,因此,开展模袋堆坝前应结合尾矿粒径性质确定适宜的模袋材质;该成果对于进一步研究细粒分级尾矿模袋法堆坝具有指导意义。

新型排洪方式在尾矿库扩容工程中的应用分析

某尾矿库加高扩容采用模袋筑坝工艺,现有排洪设施不能满足扩容后的排洪要求,需要对现有排洪方式进行改造。根据尾矿库扩容方案特点,通过对阶梯式和分区两种排洪方式的比较,从排洪安全、施工难度及工期、运行管理、工程造价等多方面进行分析后,确定采用在库内新建模袋坝上设置钢筋混凝土结构的溢洪道阶梯式排洪。为解决模袋坝上的溢洪道在排洪过程中可能出现不均匀沉降引起的开裂问题,将溢洪道整体设计成多个Z型板自由搭接的实用新型结构,能很好地适应模袋坝沉降变形,该实用新型成果可为类似工程的排洪设计提供借鉴。

模袋法堆坝技术在某尾矿库工程项目中的应用

鉴于模袋法堆坝技术具有适用性强、工艺成熟、绿色环保等优点,将该技术用于某尾矿库工程项目之中,结合尾矿库运行安全控制指标,计算不同工况下尾矿库浸润线并运用简化毕肖普法和瑞典圆弧法对其进行稳定性分析,论证了该尾矿库的安全性满足规范要求。模袋法堆坝技术在该尾矿库中的成功应用,对其他尾矿库设计、加高具有参考意义。