尾矿坝动力特性及拟静力法稳定性分析
《2024年细粒尾矿库沉积特性及稳定性评价方法研究》范文
《细粒尾矿库沉积特性及稳定性评价方法研究》篇一一、引言尾矿库是矿业活动中不可或缺的设施，用于储存和处理选矿过程中产生的尾矿。
对于细粒尾矿库而言，其沉积特性和稳定性对于保障人员和环境安全具有重要意义。
然而，细粒尾矿的成分复杂，颗粒间孔隙多且分散，稳定性评估工作往往困难重重。
本文针对细粒尾矿库的沉积特性及稳定性评价方法进行深入的研究与探讨。
二、细粒尾矿库沉积特性分析1. 沉积物成分与结构细粒尾矿库的沉积物主要由微小颗粒组成，这些颗粒在选矿过程中被分离出来并逐渐沉积在尾矿库中。
沉积物的成分和结构受选矿工艺、矿石性质、气候条件等多种因素影响。
通过实验室分析和现场观测，可以了解沉积物的物理性质和化学性质，为后续的稳定性评价提供基础数据。
2. 沉积过程与机制细粒尾矿的沉积过程主要受重力、水流等自然力影响。
通过观察尾矿库的运行过程和历史记录，分析颗粒的运动轨迹和沉积规律，可以揭示细粒尾矿的沉积机制。
这些机制包括颗粒的迁移、扩散、沉降等过程，对于理解尾矿库的稳定性具有重要意义。
三、细粒尾矿库稳定性评价方法1. 实验室模拟试验通过实验室模拟试验，可以再现细粒尾矿的沉积过程和力学特性。
利用土工试验设备对尾矿样品进行剪切、压缩等试验，分析其抗剪强度、压缩性等力学指标，为稳定性评价提供依据。
此外，还可以通过模拟降雨等气候条件，研究尾矿库在极端天气条件下的稳定性。
2. 现场监测与评估现场监测是评估细粒尾矿库稳定性的重要手段。
通过安装监测设备，实时监测尾矿库的位移、沉降、渗流等数据，分析其变化趋势和规律。
同时，结合地质勘查、环境评估等方法，对尾矿库的稳定性进行综合评价。
此外，还可以利用遥感技术对尾矿库进行大范围、高精度的监测和评估。
3. 数值模拟与预测数值模拟是利用计算机技术对尾矿库的稳定性进行预测和分析的方法。
通过建立尾矿库的三维模型，结合土力学原理和流体动力学理论，对尾矿库的应力分布、渗流场、变形等进行模拟和分析。
此外，还可以利用人工智能等技术对模拟结果进行优化和预测，为细粒尾矿库的稳定性评价提供有力支持。
基于拟静力法和有限差分法的细砂尾矿坝动力稳定性分析与评价
基于拟静力法和有限差分法的细砂尾矿坝动力稳定性分析与评
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秦晓鹏;陈立宏;孙洪月;余雪松
【期刊名称】《中国安全生产科学技术》
【年(卷),期】2013(000)012
【摘要】通过采用拟静力法和有限差分法两种方法分别对北京密云县的和尚峪尾矿库坝进行了动力稳定性分析，然后计算得到在地震荷载影响下的边坡时程安全系数，并将此处所得到的安全系数与笔者之前采用拟静力法计算得到安全系数进行对比。
最后，基于陈育民开发的PL-Finn模型并利用FLAC3D对尾矿坝在地震条件下的液化区域以及液化后的大变形进行了分析。
【总页数】6页(P46-51)
【作者】秦晓鹏;陈立宏;孙洪月;余雪松
【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044;北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044;北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044;北京交通大学土木建筑工程学院，北京 100044
【正文语种】中文
【中图分类】X936
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3.瑞典条分法在石宝铁矿尾矿坝稳定性分析中的应用 [J], 豆昆;张林琳;郑东
4.变分法在尾矿坝稳定性分析应用初探 [J], 裘家kui;夏远发
5.变分法在尾矿坝稳定性分析中的应用研究 [J], 柳厚祥;裘家葵
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尾矿坝的稳定性分析
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１ ０Ｏ 内外 坡 比均 为 １２５ Ｏ ．ｍ， ： ．。初期坝 下游 设排 渗棱体 ， 棱体 高 约 １ ．ｍ， 体顶 宽 ２ Ｏ 内外 坡 比均 为 １１５ ２Ｏ 棱 ．ｍ， ：．。 尾矿 堆 积坝 坝 顶 高程标 高 为 ７ ５ １ 坝 高 １ ．ｉ ， ５级 ９ ．ｍ， ０ １ １由 １ ＿ 堆积 子坝组 成 ， 平均 外坡 比为 １３４ ：．。该 尾矿库设 计堆积 坝终期
程 ， 展调 洪 演算 获 取校 核 洪水 位 ， 算 浸 润 线 ， 后 进 行 了 开 计 最
尾 矿坝 稳 定 性 的分 析 。
资料 ，其 设计 频率 洪峰 流量 的推 算方 法主 要有 推理 公 式法 、 地 区综 合单 位线 法 、 区经 验 公式等 。本 文采 用地 区经 验 公式 推 地 算设计 洪 峰总量 与洪水 过程 。
坝 高 ３ ．ｍ ， 坝 高 ５ ．ｍ ， 积 总 库 容 为（３ ４Ｏ 总 ６Ｏ 堆 １ ９Ｘ１４ ｍ３按 《 ０ ） ， 尾
２
△ｒ－ 一
据 ２０ ０ ９年 的统计 资料 ， 国共有尾 矿库 １ ６ ５座 ， 中危 我 ２５ 其 库 、险库 、病 库 、正 常库 的座 数分 别 为 ６ ３座 、 ２ ５座 、０ ２ １ １６ ３３ 座 、 ７ ５座 。从 以上 数值可 以看 出 ， 国尾矿 库数 量 多 ， 安全 ７４ 我 但 状况 不容 乐观 ， 在 问题 的尾矿 库 （ 库 、 存 危 险库 、 病库）占全 部 尾 矿库 的 比例 达到 ３ ．％，其 中问题 严重 的必 须停 产 的危 库 、 ８８ 险 库 占全 部尾矿 库 的 比例达 到 １ ．％。就 福建 而言 ， 省共 有 尾 ８ ４ 全 矿 库 ２ ７座 ， 中险 库 ３座 、 库 ３ ４ 其 病 ５座 、 常 库 ２ ９座 ； 在 正 ０ 存 问题 尾 矿库 占全 省 尾矿 库的 比例 为 １ ．％， 中险库 占全 部 尾 ５４ 其 矿 库的 比例 为 １２ ．％。 尾矿 库一 旦 溃坝 ， 往带 来 严重 的后 果 。 因此 尾矿 坝 的 安 往
细粒尾矿的工程性质及尾矿坝的动力分析
细粒尾矿的工程性质及尾矿坝的动力分析尾矿库是矿山重大危险源,近年来,由于选矿工艺的提高,尾矿粒径越来越细,且我国地震活动十分活跃,尾矿坝地震稳定性问题备受关注。
本文以甘肃厂坝铅锌矿尾矿库为例,采用现场试验和试验室测定的手段,对细粒尾矿的沉积规律、固结变形特征、动力特性进行了研究;采用理论分析和数值计算的方法对尾矿坝的溃坝机理和地震反应情况进行了分析;介绍了尾矿坝干堆技术并对其抗震性能进行了研究。
本文的主要研究内容及成果如下:(1)通过现场勘探和室内试验分析了细粒尾矿的工程性质:厂坝铅锌矿全尾矿为细粒粉土尾矿,塑性指数为7.4,颗粒级配较好;细粒尾矿的沉积分选作用较差,坝体大部为尾亚黏土,坝壳为尾粉砂;提出了描述尾矿平均粒径分布的波状模型;传统上以颗粒组分对尾矿坝地质剖面进行概化分区的方法并不适用于细粒尾矿,提出了基于平均固结度指标的剖面概化分区方法。
(2)通过动强度及共振柱试验发现:围压从400kPa增加至800kPa,全尾矿不同特征周次对应的的动剪应力比下降值约为0.01;震级对全尾矿的总应力强度指标影响不大,其内摩擦角介于21.0°~22.2°之间。
在最优含水率时,尾矿的最大动剪切模量和围压之间呈线性增长关系,其动剪切模量以及阻尼比与剪应变的变化关系符合三参数的Davidenkov模型。
(3)通过尾矿的抗液化试验发现:在低剪应力条件下可将细粒尾矿的液化过程分为:孔压快速增长、孔压稳定增长、结构破坏、完全液化四个阶段,提出了相应的双S描述模型,该模型也适用于砂土。
液化后细粒尾矿的应力应变关系可分为:近零有效应力状态、有效应力增长、流动变形稳定发展三个阶段,并提出了描述应力应变关系的三参数模型;固结围压、相对密度对尾矿的液化后流动变形特征的影响较为明显,而加载速率的影响较小;不同围压下尾矿在液化后的加载过程中,最终孔压比介于0.7~0.9之间。
(4)用Geo-studio计算软件对尾矿坝进行了地震反应计算,分析结果表明:在Ⅷ度地震烈度下,尾矿堆积坝坝顶位置水平移约为7cm,垂直位移约为3cm,在水平方向上,地震加速度的放大系数为1.9,在垂直方向上,地震加速度的放大系数为2.16;初期坝坝顶位置水平移约为-1.3cm,垂直位移约为-0.1cm,水平方向加速度放大系数为2.2,垂直方向加速度放大系数为1.98。
高浓度尾矿上游式堆坝基础性问题研究及坝体稳定性分析
高浓度尾矿上游式堆坝基础性问题研究及坝体稳定性分析尾矿库是堆存矿山选厂排出的尾矿的场所,是矿山必需的生产设施,也是一个具有高势能的人造泥石流危险源。
尾矿库运营的好坏,不仅直接影响到矿山企业的经济效益,而且与库区下游人民的生命财产安全和生态环境息息相关。
我国矿山有超过80%的尾矿库是采用低浓度(20%-30%)上游法构筑尾矿坝,这种方式运行成本最低。
但低浓度排放尾矿浆时,会导致干滩面以下的尾矿一直处于饱和状态,使得坝体的浸润线埋深较高,造成尾矿坝的稳定性差及地震液化风险高,易发生坝体失稳、溃坝等灾害事故;另外,会有大量的尾水排放到库内,不仅降低了尾矿库的防洪储备性能,而且加大了回水量,增加了运行成本。
如何从安全、环保和经济角度出发,寻求更好的尾矿处理方法是矿山企业亟待解决的重点问题。
为此,提出了高浓度尾矿排放堆存处理的方法。
高浓度尾矿排放可以节省大量的水资源,减少环境污染,而且库区利用率比较高。
但采用这种方式堆筑的坝体的稳定性如何?尾矿的流动性、干滩面处的尾矿在自然条件的水分蒸发情况,等等,一些基础性问题需要研究。
本文采用室内试验、理论分析、数值模拟和工程案例相结合的综合性研究方法,以云锡公司新建的象冲尾矿库为工程背景(该尾矿库为二等库,可研设计采用高浓度尾矿上游式堆坝,为国内首例),先是针对高浓度尾矿上游式堆坝的基础性问题开展研究,研究内容包括高浓度的流动性、尾矿的沉积固结和蒸发脱水特性、孔隙结构,以及纤维加筋提高尾矿力学性能等;然后,采用大型堆坝物理模型试验,研究了高浓度尾矿上游式堆坝和高浓度分级尾矿上游式(改进型)堆坝,演绎了两种方法堆坝的尾矿库形成过程;在堆坝物理模型试验结果的基础,采用数值模拟方法对高浓度尾矿堆坝坝体的静、动力稳定性进行了系统分析。
结果表明,高浓度分级尾矿上游式堆坝方法更能显著提高坝体的稳定性。
为此,建议云锡公司象冲尾矿库设计采用高浓度分级尾矿上游式堆坝,有利于尾矿库的稳定与安全,解决矿山企业生产中的实际难题。
河北矿山尾矿库坝体稳定性分析报告涞水县
目录第一章绪论 (01)第一节项目由来 (01)第二节编制依据 (01)第三节编制目的任务 (02)第四节自然地理概况 (03)第五节工作方法、完成工作量及质量评述 (05)第二章尾矿库基本情况 (06)第一节企业概况 (06)第二节尾矿库现状及运行情况 (07)第三节尾矿库设计情况 (11)第四节尾矿库等别及构筑物级别 (11)第三章岩土工程勘察 (11)第一节勘察工作概述 (11)第二节坝体岩土工程地质特性 (13)第四章坝体稳定性分析 (13)第一节计算方法 (13)第二节计算剖面及参数确定 (14)第三节计算工矿及荷载组合 (14)第四节渗透稳定性计算 (15)第五节坝坡稳定性计算 (16)第六节液化稳定性计算 (17)第五章结论及建议 (17)第一节结论 (17)第二节问题与建议 (18)附图图号图名比例尺附图1 尾矿库现状平面图附图2建筑物和勘探点位置图 1:800附图3工程地质剖面图1—1/水平:1:150 垂直：1:100附图4 工程地质剖面图2—2/水平:1:150 垂直：1:100 附图5 工程地质剖面图3—3/水平:1:100 垂直：1:100 附图6 工程地质剖面图4—4/水平:1:100 垂直：1:100 附图7 工程地质剖面图5—5/水平:1:100 垂直：1:100附表附表1 物理力学指标统计表附表2 土工试验成果表附表3 液化判别计算表（标贯法）有关证件1. 尾矿坝坝体稳定性分析勘察协议书第一章绪论第一节项目由来涞水县*****矿业有限公司尾矿库，位于河北省涞水县**乡****村****附近。
该公司主要从事金银矿山的开采及金银精矿的生产。
尾矿库设计的总坝高为28m，初期坝坝高为13m，目前尾矿库堆积高度距初期坝坝顶约1.5m。
为保证尾矿库的安全运行，验证现状坝体的稳定性，根据《尾矿库安全技术规程》和《尾矿库安全监督管理规定》等有关要求，我公司受涞水县*****矿业有限公司的委托，对其尾矿库进行坝体岩土工程地质勘察并进行坝体稳定性分析报告的编制工作。
尾矿坝稳定性评价研究
摘要随着国内矿山开采的规模不断扩大，大量尾矿库的建设致使尾矿坝的稳定性评价越来越重要。
目前尾矿库的按照筑坝方式可分为：上游式堆坝方法、中线式堆坝方法、下游式堆坝方法。
本文对比不同筑坝方式的优缺点。
本文结合工程实际，通过有限元软件Geostudio，通过分析安全系数，滑移面安全图，得出筑坝方式对于尾矿坝的稳定性的影响规律。
关键词：尾矿坝；筑坝方式；稳定性；Geostudio。
AbstractWith the continuous expansion of domestic mining, the construction of a large number of tailings reservoirs has made the stability evaluation of tailings dams more and more important. At present, the tailings pond can be divided into: upstream stacking method, midline type dam method, and downstream dam method according to dam construction methods. This paper compares the advantages and disadvantages of different dam construction methods. Based on the engineering practice, this paper analyzes the influence of dam construction method on the stability of tailings dam by analyzing the safety factor, stress cloud map and displacement cloud map through the finite element software Geostudio.Key words:tailings dam; dam construction method; stability; Geostudio目录摘要........................................... 错误!未定义书签。
江西红山铜矿尾矿坝稳定分析与研究
江西红山铜矿尾矿坝稳定分析与研究[摘要] 江西红山铜矿位于江西省会昌县城南30km处，属会昌县中村乡、筠门岭镇和周田镇管辖。
槽对坑尾矿库位于江西红山铜矿南部约1.5km的中村，地理坐标为东经115°47′30″，北纬25°18′30″。
本文对该矿尾矿坝稳定进行分析与研究。
[关键字] 矿尾矿坝稳定坝体稳定计算1 地形地貌江西红山铜矿地处武夷山西段南坡，山高坡陡，山系走向近南北北向，其海拔标高300～1068m，地形相对高差300～700m。
槽对坑尾矿库位于槽对坑沟谷的中上游，其北面有一垭口，垭口标高为595m，尾矿库西边有矿区公路一直延伸至下游的中村村庄，其南面为中村村庄，东面有一条名为刁嘴丘的支沟，沟的走向均为西北-东南方向，两条沟之间是。
岽子岭-黄坑岭的山脊。
此次新建尾矿库就位于刁嘴丘，该场址沟口狭窄，沟谷狭长。
刁嘴丘尾矿库北面为黄坑岭，最高点标高为921m，东面为劲松岭标高为811m，南面为进入中村主沟的沟口，其标高约为500m。
2 尾矿堆坝方法本工程的尾矿主要为铜硫尾矿，尾矿粒度-0.074mm占80% ，尾矿粒度属于中等级别，结合其他同类粒度的尾矿筑坝情况，本工程可采用上游式尾矿筑坝法。
3 坝体稳定计算方法坝体稳定分析实际上是堆积边坡稳定性分析。
大量工程实例表明，对于均质边坡，失稳时其破坏面状态常接近为圆弧。
尾矿堆积坝存在非均质性，但是是逐变的，且其性质没有很悬殊的变化，可视为均质边坡，假定其破坏面为圆弧，因此稳定计算采用规范推荐的圆弧法，分静力及动力稳定分析。
（1）静力稳定分析：静力稳定分析采用极限平衡法进行，极限平衡法按瑞典圆弧法计算，采用总应力法。
（2）坝体动力稳定分析：场区设计烈度为6度，根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL 5073-2000）可不进行动力稳定分析。
鉴于铜硫尾矿较细，且堆坝较高，此次采用拟静力法按7度地震设计烈度进行校核计算。
式中：R0--滑弧半径；Mc--水平向地震惯性力（∑Dh）对圆心的力矩；。
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尾矿坝动力特性及拟静力法稳定性分析
[摘要]地震对尾矿坝安全威胁巨大，本文主要根据当地抗震设防
要求，对某尾矿坝目前处于第十六期坝(标高：334米)抗震稳定性
分析。分析方法采用的是拟静力法，该方法能有效的分析尾矿坝体
的运行情况。在对该尾矿坝内的材料动力特性进行分析的过程中发
现围压力越大，动剪模量比越大，阻尼比越小的规律。极限平衡法
对分析尾矿坝的安全性十分重要。
[关键词]尾矿坝 动力特性 拟静力法