尾矿坝的稳定性研究及发展分析
尾矿坝的稳定性研究及发展分析
作为我国工业生产安全的监测重点，同时也是我国环境保护的重点对象，尾矿坝的稳定性能非常的重要，因此在我国的相关企业中要对尾矿坝的稳定性进行专业的研究和评价。文章针对尾矿坝的稳定性研究成果进行阐析和论述，希望通过文章的阐析和论述，能够为我国的尾矿坝稳定性的提升有一定的贡献，同时也对我国的工业安全发展贡献力量。
标签：尾矿坝；渗流稳定；坝体静力稳定；坝体动力稳定
我国的工业安全涉及很多的方面，其中的尾矿坝安全就是相对重要的一个环节。因此我国的尾矿坝的稳定性能一直被我国的工业安全监督单位重点监控。尾矿坝的坝体的稳定性能对于我国的尾矿库区的生产安全和生产稳定起着至关重要的作用，因此要格外重视。我国的尾矿工程属于物理力学的研究范围，同时尾矿的边坡也是物理力学的研究范围，但是在实际的研究过程中对于尾矿库的稳定性研究就非常的少。因此现阶段我国的尾矿库稳定性研究还是主要围绕着坝体的变形研究和稳定性能研究两个大的方面。针对尾矿坝的文章研究我们目前有三个主要方面。第一个方面是尾矿坝的渗流稳定性研究；第二个方面是尾矿坝的坝体静力稳定性研究；第三个方面是尾矿坝的坝体动力稳定性研究。但是在尾矿坝工程中，伴随着坝体的不断加高以及加载形式的不断升级，同时还有土体的结构和类型的复杂程度等因素，我们的研究对象还要包含坝体土体的饱和度的变化规律以及孔隙的压力变化规律等。我国近些年发生了很多的坝体生产安全事故，最为著名的应该是山西尾矿决堤安全事故。事实表明，要求我国相关部门的技术工作人员对于尾矿坝的整体性能稳定性要有更加深入的研究和创新。但是大的研究方向还是上文提及的三个稳定性研究。
1 尾矿坝稳定性研究中的渗流稳定性研究
尾矿坝稳定性研究过程中，使用到的最初的理论技术是十九世纪中叶创立的渗流基础相关理论。渗流基础的理论主要经过了四个阶段的发展，慢慢的形成了现阶段分析和研究尾矿坝稳定性能的主要研究依据。这四个阶段分别是：第一个阶段是在渗流基础理论的基础上增加了非饱和渗流的理查德方程式；第二个阶段是在第一个阶段的基础上增加了有限分法的数值模拟理论；第三个阶段是在第二个阶段的基础上增加了有限元的具体分析方法；第四个阶段是在第三个阶段的基础上增加了非稳定渗流的有限元计算。经过了四个阶段的发展，尾矿坝的稳定性研究主要理论已经变得非常成熟，在实际的使用中也是应用范围非常广泛。
在尾矿坝的稳定性研究中的渗流稳定性研究最主要的研究因素是浸润线具体位置的确定。因为浸润线的位置能够对尾矿坝的渗流稳定产生影响。在尾矿坝中，一旦浸润线的位置在尾矿坝的坝面之外，或者是非常接近尾矿坝的坝面临界点，说明尾矿坝的稳定性非常的危险，有可能出现安全问题。通常情况下，尾矿坝的浸润线的具体位置是根据尾矿坝的具体设计来确定。在设计的过程中，一旦出现浸润线的位置没有到达设计文件的要求高度，就表明尾矿坝存在稳定性不足
的风险。我国现阶段针对尾矿坝稳定性能的渗流稳定研究，主要的措施除了采用现场的实际勘探之外，还会使用渗流的分析技术进行分析，主要是通过半工业形式的试验来得出相应的数据进行分析。现阶段渗流稳定研究主要有三种方法：第一种方式是理论求解；第二种方式是半工业试验；第三种方式是数值分析。上述三种方式在渗流稳定性研究的过程中都会被应用。
在应用理论求解的过程中，我们首先要做的就是要对整个尾矿坝工程有一个总体的概括。然后再通过相应的公式或者理论进行验证。这种方法主要应用在较为简单的均质坝体工程中。在面对较为复杂的排水褥垫尾矿坝，排水设施尾矿坝或者是堆积子尾矿坝等复杂的尾矿坝，理论研究还是有一定的局限，到目前为止还没有非常大的突破。这种验证稳定性的方法主要是受到了技术上的局限导致没有取得突破。
在尾矿坝稳定性研究过程中的半工业试验的验证方法，主要就是根据现场的工程实际来进行一定比例的还原。通常情况下是人工搭建尺寸和功能相匹配的尾矿坝工程样板进行试验。这种稳定性研究方法主要是用在较大型的尾矿坝工程中。在实际的理论研究中，半工业的稳定性试验被认为是和实际的工程稳定性最匹配的方法，同时通过具体的试验得出了相关数据更为真实有效，科学。但是半工业试验有一个非常大的弊端就是试验的经济投入较大，中型或者小型的尾矿坝工程没有能力负担如此多的试验经费，因此在我国的很多尾矿坝工程中都没有取得较大范围的应用。
在尾矿坝稳定性研究过程中的数值分析法相较于前面的两种研究方法更值得被推广。主要是由于数值分析方法有扎实的理论研究基础，同时计算的精准度较高，研究的投入成本较低。鉴于上述的三个优点，数值分析法在我国上世纪中叶就已经有了非常高的应用。数值分析法主要有三种方法来进行研究。第一种是差分法；第二种是有限元法；第三种是边界元法。差分法就是应用微积分的相关计算原理来进行相关的计算和研究，我国应用最广泛的是有限差分法。稳定性研究中的有限元法主要是将物质能力作为试验计算基础，将渗流稳定问题嵌入其中来进行相关的计算和研究。有限元方法现阶段我国应用最为广泛，主要是由于有限元便于计算，并且应用灵活。计算或者研究的变量及形状可以随时发生改变。我国在渗流稳定性研究和计算的方法中，有限元计算是最好的计算方式。应用到的软件有两种：第一种是FLOW-2D软件；第二种是ANSYS-APDL软件。
2 尾矿坝稳定性研究中的坝体静力稳定性研究
在尾矿坝稳定性研究过程中，如果尾矿坝没有出现强烈震动或者周边没有遭受地震的危害，我们就认为尾矿坝现在处在一种静力的状态之下。因此尾矿坝静力分析也称之为极限平衡分析研究。在工程研究设计过程中，我们最常用的方式就是黏性土坡稳定性研究方法。
在进行坝体静力稳定分析时，除了上述理论计算方法外，主要还有半工业试验和数值分析方法。进行坝体静力稳定性分析半工业试验与渗流稳定分析类似，由于成本过高在设计和工程评价中难以得到广泛的推广。数值分析方法则得到许
多设计和科研工作者的青睐。多数进行尾矿坝静力稳定分析的数值分析原理基本类似，主要是先选取初始折减系数F，对岩体强度参数C值进行折减，将折减后的强度参数（C’和φ’值）作为新材料参数输入，进行计算。
3 尾矿坝稳定性研究中的坝体动力稳定性研究
尾矿坝体动力稳定分析不同于静力稳定分析，主要考虑的是尾矿坝在震动条件下产生的饱和砂土液化、孔隙水压变化、不规则波作用及岩土体动力学参数对坝体的动力稳定性影响。一直以来，成功地运用天然沉积砂土的动力学特性替代尾矿砂，提出了能够有效适用于尾矿砂的非线性动力模型和弹塑性模型。
4 结束语
通过上文的介绍，我们对于尾矿坝的稳定性的提升和处理有了一定的认识，希望我国的尾矿坝建设过程中能够对坝体的稳定性给予充分的重视，为我国建立质量过关的尾矿坝工程。
参考文献
[1]AQ2006-2005.尾矿库安全技术规程[S].北京：国家安全生产监督管理总局，2005.
[2]罗建林，牛跃林，孙浩刚.圆弧条分法在尾矿库安全评价中的应用[J].中国安全生产科学技术，2006，2（3）：84-87.
[3]梁力，李明，王伟，等.尾矿库坝体稳定性数值分析方法[J].中国安全生产科学技术，2007，3（5）：11-15.
[4]田文旗，薛剑光.尾库安全技术管理[M].北京：煤炭工业出版社，2006.
[5]李宏儒，胡再强，陈存礼，等.金堆城尾矿坝加高方案数值模拟及稳定性分析[J].岩土力学，2008，29（4）：1138-1142.
尾矿坝稳定性分析
第２７卷第３期
ＶＯ１．２７ Ｎｏ．３ 辽宁工程技术大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｚ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ） ２００８年６月
Ｊｕｎ． ２００８
文章编号：１００８—０５６２（２００８）０３—０３５９－０３
尾矿坝稳定性分析
陈殿强，王来贵，李根
（辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新１２３０００）
摘要：为了尾矿库的安全生产，需对尾矿坝进行中期的系统稳定性评价，采用数值方法针对具体工程实例进 行渗流稳定性、静力稳定性和动力稳定性计算，结果表明：浸润线没有从坝坡出溢，水力坡降不大，渗流稳
定。安全系数满足规范要求，坝体是静力稳定的。从坝体动力反应及液化结果得出该坝是动力稳定的。同时提
供了一条稳定性评价的完整路线，用数值模拟方式对尾矿坝的计算有一定参考价值和指导意义。
关键词：尾矿坝；稳定性；数值模拟
中图分类号：ＴＶ ６４１．４ 文献标识码：Ａ
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍ’Ｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ＣＨＥＮ Ｄｉａｎｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｌａｉｇｌｌｉ，ＬＩ Ｇｅｎ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｘｉｎ １２３０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔｚ Ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｒｎ，ａ ｍｉｄ—ｔｅｒｍ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍ ｓｙｓｔｅｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｉＳ
ｎｅｅｄｅｄ．Ｗｉｔｈ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｔｈｅ ｓｅｅｐａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅｒｅ ｉＳ ｎｏ ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｆｒｏｍ ｔｈｅ
冶金矿山尾矿库坝体稳定性影响因素分析
冶金与材料第39卷
（下转第192页）冶金矿山尾矿库坝体稳定性影响因素分析李文海（中冶沈勘工程技术有限公司，辽宁沈阳110169）摘要：通过利用“瑞典圆弧条分法”分析可知坝体抗滑安全稳定性系数F主要和坝体筑坝材料、角度等因素有关，并通过理论分析和数据统计发现尾矿渣堆积层的内摩擦角和浸润线高度也对坝体稳定性影响较较大，其中内摩擦角角φ每增加1°，安全稳定性系数F增加5%~10%；浸润线高度每相差1m水位，尾矿坝安全稳定性系数F就相差0.02~0.05。关键词：冶金矿山；尾矿库；坝体稳定性；影响因素冶金与材料Metallurgyandmaterials第39卷第5期2019年10月Vol.39No.5October2019
作者简介：李文海（1979-），男，青海乐都人，大学本科，工程师，研究方向：水工专业尾矿库。1尾矿库分类及事故原因统计分析1.1尾矿库分类目前，根据尾矿库地形不同将其分为3类：（1）山谷型尾矿库。山谷型尾矿库充分借助山区（丘陵）地形，在下游处筑坝，形成拦截式库区。山谷型尾矿库具有筑坝工期短、成本低、容量大、管理方便等优点，是较为理想的库型，也是目前我国应用最多的库型咱1暂。（2）傍山型尾矿库。傍山型尾矿库在丘陵及湖湾地区存在较多，其利用山坡洼地，依山两面或三面筑坝，形成围截式尾矿库。该型尾矿库具有筑坝长度大、坝体高度小、库容小、防洪控制差等缺点，在我国南方地区较为常见。（3）平地型尾矿库。由于受地形限制，平地型尾矿库集中在平原地区，只能建在平底或凹坑处，人为在四面筑坝，工程量大、管理困难，且随着尾矿越来越多，库区面积、调洪能力等均减弱。平地型尾矿库占地面积大，但坝体高度低，一般不会发生事故咱2暂。1.2尾矿库事故原因统计分析通过统计和分析全球范围内近百起尾矿库事故，制作了柱状图（见图1）。图1尾矿库事故原因柱状图漫顶坝体地震边坡矿山原因失稳失稳下沉不明50403020100由图1可知：（1）坝体失稳占尾矿库总事故比例的34%，是最常见的事故原因；（2）边坡失稳占尾矿库总事故比例的18%，一般情况下边坡失稳会最终造成库坝裂缝，渗漏加剧，所以也是坝体失稳的重要原因咱3暂。2尾矿坝稳定性影响因素分析2.1瑞典圆弧条分法原理为分析尾矿坝力学稳定性，在此采用“瑞典圆弧分条法”分析。为简化计算，假设滑动条体均为刚体，通过分析条块受力平衡来求解坝体抗滑稳定性安全系数。在此取其中任一条块，从X、Y两个方向分析其力矩平衡方程，其抗滑稳定性安全系数F的计算表达式见式（1）咱4暂。F=ni=1移［ci·li+Wi·cos茁i·tan渍i］ni=1移（Wi·sin茁i）（1）式中：渍—第i条块内摩擦角，毅；茁—第i条块坡角，毅；ci—第i条块粘聚力，kN；li—第i条块粘聚力力矩，m；Wi—第i条块重量，kN；通过分析计算公式可知：坝体抗滑安全稳定性系数F主要和坝体筑坝材料、角度等因素有关，因此从这些参数分析可指导筑坝施工，提高坝体抗滑稳定性。2.2尾矿坝稳定性影响因素分析2.2.1尾矿渣物理力学特征对坝体稳定性影响分析尾矿渣不同于水体，其一般以浆液或固体形式堆积在库区，其对坝体的冲击挤压力是影响坝体安全稳定性的重要因素，而尾矿渣堆积层的抗剪强度子则直接决定了其冲击挤压力大小，其计算公式见（2）。子=滓·tan渍+c（2）式中：滓—作用在尾矿滑动面上的正应力，kN；渍—尾矿堆积层内摩擦角；毅。c—尾矿堆积层粘结力，kN。由式（2）可知：内摩擦角渍与抗剪强度子呈正比关系，进而可知也和安全稳定性系数F呈正比关系。由此对摩擦角渍与F值的敏感性关系进190冶金与材料第39卷
浙江绍兴某尾矿坝稳定性分析及评价
Ｊｕｌｙ．２０１２ 现代矿业 ＭＯＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第５１９期 ２０１２年７月第７期
浙江绍兴某尾矿坝稳定性分析及评价
崔 军 赵永志 （１．中冶集团武汉勘察研究院有限公司；２．中冶北方工程技术有限公司）
摘要通过对某铁矿尾矿堆积坝稳定性验算地震动力反应及液化分析，得出坝体目前标高
和最终堆积标高都是稳定的结论，并对后期坝体加高提出合理化建议，对同地区及同类工程具有一
定参考意义。
关键词尾矿坝 浸润线稳定性分析地震动力反应 液化
某铁矿位于浙江省绍兴市。自２０世纪６０年代
投产后，年实际生产能力已达１１０万ｔ，年产生尾矿
约７０万ｔ。尾矿库位于该铁矿选场３ ｋｍ处的兰渚
山麓中。目前该尾矿库已堆至原设计最终堆积标
高。为确保后期扩库增容后坝体的安全和下游国家
风景名胜区不受损失，保障矿山安全持续生产，２０１０
年７月＿２０１１年４月期间，该矿组织勘探、设计单
位对尾矿库进行了专项研究和论证，对该矿山尾矿 坝的稳定性进行了分析评价。
１库区概况 （１）初期主坝及尾矿堆积坝。尾矿库初期主坝
为黏土心墙土坝，坝底标高２１．０ ｍ，坝顶标高
４３．０ ｍ，坝高２２．０ ｍ。初期坝坡比１：３，尾矿堆积坝
外坡为１：５。尾矿初期主坝至堆积坝坝坡大面积由
芦苇及杂草植被覆盖，坝面修有上坝道路。原设计
最终堆积标高为１３０．０ ｍ，相应总坝高１０９．０ ｍ，总
库容约１ ４００万ｍ 。扩容后将最终堆积坝顶标高提
高到１５０．０ ｍ，尾矿堆积总高度为１２９．０ ｍ，总库容
１ ８３５万ｒｎ 。目前，尾矿堆积坝标高约为１２５．０ ｍ，
坝高约１０４．０ ｍ，库容约１ ２００万ｍ ，属于二等库。
尾矿冲积滩面长度约４５０ ｍ，库内水位在１１８．６ ｍ。
干滩场地内地形较平坦，地表有少量放矿冲沟。
（２）副坝初期坝及堆积坝。尾矿库内东南侧有
一垭口，最低标高１０３．０ ｍ，现筑有一座副坝，副坝
本身为浆砌块石重力坝，坝高１０．０ ｒｎ。副坝处的尾
基于Geo Studio的尾矿坝特殊运行条件下稳定性分析
第２２卷第３期 ２０１３年９月 矿 冶 ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｖｏ１．２２．Ｎｏ．３ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１３ 文章编号：１００５—７８５４（２０１３）０３￣０２１－０４ 基于Ｇｅｏ Ｓｔｕｄｉｏ的尾矿坝特殊运行条件下稳定性分析 陈学辉 吕力行 杨龙 金小川 罗永为 （１．昆明理工大学国土资源工程学院，昆明６５００９３；２．钜万（广州）勘查技术咨询有限公司，广州５１００００） 摘 要：汶川地震使得震区尾矿库发生不同程度破坏和溃坝事故，研究尾矿坝在特殊运行条件下稳定 性尤为重要。在洪水位抬高坝体浸润线和地震的反复剪切破坏双重作用下，使得尾矿坝大面积发生液 化，从而导致尾矿坝发生溃坝事故。首先，通过Ｓｅｅｐ／Ｗ模块对洪水位下尾矿坝渗流场进行分析；其次， Ｑｕａｋｅ／Ｗ模块求解坝体初始应力状态；然后，Ｑｕａｋｅ／Ｗ在输入汶川地震波进行地震动力响应分析；最 后，运用Ｓｌｏｐｅ／Ｗ对坝体安全稳定性进行分析，求解出坝体潜在滑移面和最小安全系数。运用Ｇｅｏ Ｓｔｕ— ｄｉｏ对坝体在特殊运行条件下进行数值分析，可掌握尾矿坝安全状况，得到的结果也符合实际情况。 关键词：洪水；地震；特殊运行；动力响应分析；耦合分析 中图分类号：ＴＤ８５４ ．６ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－７８５４．２０１３．０３．００５ ＳＴＡＢＩＬＩＴＹ ＡＮＡＬＹＳＩＳ ＯＦ ＴＡＩＬＩＮＧ ＤＡＭ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＧＥＯ ＳＴＵＤＩＯ ＵＮＤＥＲ ＳＰＥＣＩＡＬ ＲＵＮＮＩＮＧ Ｃ０ＮＤＩＴＩＯＮ ＣＨＥＮ Ｘｕｅ．ｈｕｉ ＬＶ Ｌｉ。ｘｉｎｇ ＹＡＮＧ Ｌｏｎｇ ＪＩＮ Ｘｉａｏ．ｃｈｕａｎ。ＬＵＯ Ｙｏｎｇ—ｗｅｌ‘， （１．Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｌａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｊｕｗａｎ（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ）Ｅｘｐｌｏ－Ｔｅｃｈ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００００，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｗｅｎｃｈｕａｎ ｅａ￣ｈｑｕａｋｅ ｈａｓ ｃａｕｓｅｄ ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍｓ ｄｅｓｔｒｏｙｅｄ ａｎｄ ｃｏｌｌａｐｓｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆ ｄａｍａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｑｕａｋｅ－ｓｔｒｉｃｋｅｎ ａｒｅａｓ．Ｕｎｄｅｒ ｓｕｃｈ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｉｔ ｉｓ ｑｕｉｔｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍｓ ｕｎｄｅｒ ｓｐｅｃｉａｌ ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｆｌｏｏｄ ｒａｉｓｅｓ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｌｉｎｅｓ ｏｆ ｄａｍｓ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｓｈｅａｒｓ ａｎｄ ｄｅｓｔｒｏｙｓ ｄａｍｓ ｒｅｐｅａｔｅｄｌｙ．Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ，ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍｓ ｌｉｑｕｅｆｙ ｉｎ ｌａｒｇｅ ａｒｅａｓ，ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｓ ｔａｉｌｉｎｇｓ ｄａｍｓ ｃｏｌｌａｐｓｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ ｓｅｅｐａｇｅ ｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍｓ ｕｎｄｅｒ ｆｌｏｏｄ ｌｅｖｅｌ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ Ｓｅｅｐ／Ｗ．Ｎｅｘｔ，ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ Ｑｕａｋｅ／Ｗ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｗｏｒｋ ｏｕｔ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｄａｍｓ．Ｔｈｅｎ，Ｗｅｎｃｈｕａｎ ｅａ￣ｈｑｕａｋｅ ｗａｖｅ ｉｓ ｉｎｐｕｔ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ Ｑｕａｋｅ／Ｗ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｑｕａｋｅ．Ｌａｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ Ｓｌｏｐｅ／Ｗ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｄａｍｓ ｔｏ ｗｏｒｋ ｏｕｔ ｔｈｅ ｌａｔｅｎｔ ｓｌｉｄｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｎｄ ｍｉｎｉｍｕｍ ｓａｆｅｔｙ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｂｙ ａｐｐｌｙｉｎｇ Ｇｅｏ Ｓｔｕｄｉｏ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｄａｔａ ｏｆ ｄａｍｓ ｕｎｄｅｒ ｓｐｅｃｉａｌ ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｂｏｕｔ ｓａｆｅｔｙ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔａｉｌｉｎｇ ｄａｍｓ ｃａｎ ｂｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ． ＫＥＹ ＷＯＲＤＳ：ｆｌｏｏｄ；ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ；ｓｐｅｃｉａｌ ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｙｎａｍｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ；ｃｏｕｐｌｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ２００８年５月１２日，四川省汶川县发生８．０级 强烈地震，这是新中国成立以来震级最强、波及范围 最广、造成的灾害损失最大、抗震救灾难度最大的一 收稿日期：２０１２￣５－２８ 作者简介：陈学辉，硕士研究生，主要研究方向为尾矿库安全。 次地震¨ 。据初步统计，受四川地震影响，四川省４ 座尾矿库受损，甘肃有２６座受损，陕西省仅一个略 阳县就有３３座尾矿库不同程度受损。随着矿山企 业的服务年限的延长，尾矿库不断进行扩容增高，子 坝堆积速度过快，使得尾矿坝稳定性降低，其所存在
尾矿高坝的边坡稳定性研究
第２２卷第１期 ２０１３年３月 矿 冶 ＭＩＮＩＮＧ＆ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｖｏ１．２２．ＮＯ．１ Ｍａｒｃｈ ２０１３
文章编号：１００５—７８５４（２０１３）０１ ＯＯ１－０５
尾矿高坝的边坡稳定性研究
王光进 孔祥云 杨春和 张 超
（１．昆明理工大学国土资源工程学院，昆明６５００９３；２．昆明理工大学建筑工程学院，昆明５５００９３； ３．中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验，武汉４３００７１）●
摘 要：尾矿坝的安全运行是保证矿山生产正常运行的必要条件。针对江西某尾矿高坝，在现场调查 的基础上，进行了现场勘察和取样工作，分析了尾矿沉积规律和坝体组成结构，开展了不同工况下的坝 体稳定性研究，并探讨了坝体灾害的防治措施。研究结果表明，从坝区至库内，尾矿由粗变细的趋势非 常明显；由上到下，由于采用中线法堆积，尾矿由粗变细的趋势不大明显；尾矿坝的沉积滩形态舒缓，其 坡度较为平坦，且未见尾矿泥；尾矿坝处于正常运行工况和洪水运行工况时，计算的安全系数能满足规 范要求，尾矿坝基本处于稳定状态；在尾矿坝处于全饱和工况和地震工况时，计算出的安全系数远低于 规范规定的要求，坝体的稳定性也明显降低，使得坝体处于极不稳定状态。 关键词：尾矿坝；工程勘察；尾矿沉积规律；坝体稳定性 中图分类号：ＴＤ８５４ ．６ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－７８５４．２０１３．０１．００１
ＳＴＵＤＹ ＯＮ ＴＨＥ ＳＬＯＰＥ ＳＴＡＢＩＬＩＴＹ ＯＦ ＨＩＧＨ ＴＡＩＬＩＮＧＳ ＤＡＭ
ＷＡＮＧ Ｇｕａｎｇ－ｊｉｎ ＫＯＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｙｕｎ ＹＡＮＧ Ｃｈｕｎ—ｈｅ ＺＨＡＮＧ Ｃｈａｏ （１．Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆＬａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００９３，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７ １，Ｃｈｉｎａ）
某尾矿坝稳定性数值分析
龙源期刊网
某尾矿坝稳定性数值分析
作者：高振兴
来源：《科协论坛·下半月》2013年第06期
摘 要：运用大型通用软件ANSYS，基于强度折减理论，对某尾矿坝边坡稳定性进行数值分析，得出该尾矿坝的安全系数，并提出一些对策措施，为企业安全管理指明方向。
关键词：尾矿坝 ANSYS 稳定
中图分类号：X913.4 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-011-02
尾矿库是矿山三大设施之一，它的安全状态直接关系到下游居民及设施的安全。近年来，我国尾矿库重大事故频发，给人民的生命和财产安全造成了严重的损失。通过对以往的事故总结可以得出：坝坡失稳为尾矿坝事故中最主要的破坏形式。引入ANSYS软件来进行数值分析，能够更加准确的判断出尾矿坝的安全性。
1 某尾矿坝基本情况介绍
某尾矿库位于河南省汝阳县，属山谷型尾矿库，设计总坝高131m，总库容797.42万m3。初期坝为透水堆石坝，坝高31m，上游坡比1：1.75，下游坡比1：2.0；后期堆积坝采用上游法堆筑，坝高100m，每期子坝高3m，总体堆积坝外坡1：4.0。根据标准该尾矿库为三等尾矿库，该尾矿库目前已堆积至第6道子坝，坝顶标高698.5m左右，现堆积坝坝坡总体坡比为1：3.88。
2 基于ANSYS的尾矿坝稳定性分析
2.1 计算工况及参数选取
（1）计算工况。该尾矿库所在区域地震基本烈度为6度，根据相关规范规定，可不进行抗震计算，只进行静力条件下稳定计算，即正常、洪水运行两种工况。选择该尾矿坝实测的典型断面Ⅱ-Ⅱ′，计算现状坝高698.5m和最终坝高780m的稳定性。考虑到尾矿库逐层堆高的特性，在现状坝顶基础上，分20m一层向上加载，即720m、740m、760m，一直到780m。
某尾矿坝稳定性分析
７４ 西部探矿工程 ２０１４年第４期
某尾矿坝稳定性分析
窦 磊 ，范建华 ，郭元友
（１．吉林大学建设工程学院，吉林长春１３００２６；２．武汉立诚岩土工程有限公司，湖北武汉４３００７４）
摘要：以某尾矿库为实例，分析尾矿的沉积规律和尾矿坝的稳定性。假定地下水流网为简单方格
型，坝体为均质，针对坝体堆积现状标高和设计终期标高，分别考虑正常运行和洪水运行２种工况，
用瑞典圆弧法和简化Ｂｉｓｈｏｐ法分别进行稳定性计算。根据计算成果分析危险滑弧的分布规律和２ 种方法所得安全系数的差异。指出为了得出准确的计算结果，需要全面收集资料，建立符合实际的
模型，采用合理的计算参数，进行现场浸润线和孔隙水压力监测。
关键词：尾矿坝；沉积规律；稳定性计算；浸润线 中图分类号：ＴＤ９２６文献标识码：Ａ文章编号：１００４—５７１６（２０１４）０４—００７４—０４
尾矿是矿山企业在选矿Ｔ艺完成后产生的矿渣和 排弃物，一般以浆体的形式排放。尾矿库就是堆积储存
这些矿渣的重要构筑物。尾矿坝初期多用土石料拦截 谷口筑坝，后期用尾矿渣堆积形成坝体。由于尾矿渣颗
粒细小，通常含有一定量的化学药剂，且具有高势能，是
一种潜在的具有可观破坏力的人造泥石流危险源。一
旦失事，不仅会对矿山企业及下游居民的生命财产安全 造成重大威胁，也会对库区周边的生态环境造成破坏。
最初人们认为尾矿库结构简单，坝体堆积缓慢，且不 以蓄水为目的，所以并没有受到应有的重视。直到１９７６年
关于尾矿的研究才得到国际大坝委员会的承 。随着矿山
资源的大量开采，尾矿库的数量越来越多，尾矿坝的堆积 高度也越来越大。尾矿库的安全也愈成为新的挑战。
尾矿库的稳定Ｉ生研究一直是尾矿库安全研究的一大
课题。有统计表明，在大大小小的尾矿库事故中，由边坡
稳定性不足而引起的溃坝是重要的事故原因之一［１］。所以 尾矿库的稳定性研究对确保尾矿库安全有重要意义。
我围矿产资源丰富，尾矿库数量众多，且有相当数 量的尾矿库存在一定的安全隐患。国家安全生产安全 监督管理局于２００６年新颁布了《尾矿库安全监督管理 规定》来指导和规范尾矿库的建设、运行、闭库和闭库后
尾矿库三维坝体稳定性分析
ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．４９６ Ａｕｇｕｓｔ．２０１０ 现代矿业 ＭＯＲＤＥＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第４９６期 ２０１０年８月第８期
尾矿库三维坝体稳定性分析
王 树 周 玎 ， 吴 爽 张力霆 ， （１．中冶沈勘秦皇岛工程设计有限公司；２．石家庄铁道学院；３．中国水利水电科学研究院）
摘要：区别于传统的二维极限平衡法，提出了三维坝体稳定性有限元分析法。经过尾矿库洪 水计算和调洪演算，利用有限元软件进行三维渗流计算，将其结果应用到尾矿库坝体稳定性计算＂－３
中，进行坝体不同工况下的有限元三维稳定性计算。分析得出尾矿库坝体三向位移分布和剪应变 分布，从空间意义上评价了坝体稳定性。
关键词：尾矿坝；有限元；三维稳定性 中图分类号：ＴＤ９２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１－６７４－６０８２（２０１０）０８－００４８－０４
Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｄａｍ Ｂｏｄｙ ｏｆ Ｔａｉｌｉｎｇｓ Ｄａｍ Ｗａｎｇ Ｓｈｕ Ｚｈｏｕ Ｄｉｎｇ － Ｗｕ Ｓｈｕａｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｌｉｔｉｎｇ ・
（１．Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏ．。Ｌｔｄ．Ｃｈｉｎａ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．２．Ｓｈ￣ｉａｚｈｕａｎｇ Ｔｉｅｄａｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；３．Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｗｏ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌｉｍｉｔ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａ． ｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｄａｍ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｌｏｏｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｌｏｏｄ ｒｅｇｕｌａ—
浅谈尾矿库坝体的稳定性
浅谈尾矿库坝体的稳定性
摘要：本文介绍尾矿库的安全，主要是看尾矿坝是否稳定，不但是勤观察地表地面，还要对坝体进行抗滑稳定性分析、渗透稳定性分析、液化稳定性分析来确定坝体是否稳定。
关键词：尾矿坝;抗滑；渗透；液化
1、前言
首先我们要弄懂什么是尾矿，什么叫尾矿库，什么是尾矿库坝体，为了让大家更清楚的了解这三个名词的概念，下面将逐一解释。金属和非金属矿山开采出的矿石，经过选矿厂破碎和选别，选出大部分有价值的精矿以后，剩下的泥沙一样的“剩余物”我们称之为尾矿。产生的这种尾矿数量较大，且还含有多种矿物，用目前的方法又难再进行选别。根据国家环保的相关法规，又不能乱排放。因此，在一般情况下，在山谷口或洼地的周围筑成堤坝形成尾矿储存库，将尾矿排入库内沉淀堆存，这种专用的储存库，我们简称为尾矿库。尾矿库用来拦挡尾矿和水的维护构筑物就叫做尾矿坝。 尾矿库的安全性是非常重要的，要看一个已投入使用的尾矿库是否安全，不光要勤观看，勤检查周边及地表的情况外，还要查看时候按设计要求设计和投入使用，所有构筑物是否符合设计要求，所涉及到的干滩长度、库水位、防洪构筑物以及后期的管理是否规范等等。还有其中一个因素是坝体是否稳定，因此针对坝体是否稳定就要作一系列分析研究。
2、尾矿坝的类型
2.1初期坝
尾矿坝建设期间用土、石头等其他材料修筑成的用来挡尾矿的坝体，然而初期坝又分为透水初期坝和不透水初期坝，顾名思义，透水初期坝就是永透水氢能较好的材料修筑而成的坝体；相反，不透水初期坝就是用透水性能差的材料修筑而成的坝体。初期坝的材料要根据具体坝体的设计要求和地理因素等决定，修筑初期坝的时候可以用粘土、风化石、毛石、废石、混凝土等筑成。
2、2后期坝
所谓后期坝是尾矿库投入使用后，排入库的尾矿堆积而成的坝。 后期坝通过人工筑坝，根据排尾矿量的大小，尾矿库的设计等的要求，又分为上游式尾矿筑坝、下游式尾矿筑坝、中线是尾矿筑坝。
尾矿库中坝体的稳定性分析
尾矿库中坝体的稳定性分析
作者：隋霄晶
来源：《城市建设理论研究》2013年第31期
摘要：坝体稳定性是矿山企业安全生产的重要方面，做好坝体的稳定性评价工作有非常重要的意义。本文介紹了稳定性分析的几种方法，并运用边坡稳定分析软件slope对尾矿库坝体稳定性进行分析，建立计算几何模型，计算出坝体安全性系数，对尾矿库堆积坝进行安全评价。关键词：尾矿库 边坡稳定稳定计算
中图分类号：U213.1+3文献标识码： A
一、前言
尾矿库坝是矿山企业的重要设施，它是筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存工业废弃物的场所，主要由尾矿库库区和尾矿坝两部分组成。它的安全和稳定对矿山企业的正常生产和经营至关重要。由于尾矿坝中存放大量的松散尾矿，尾矿库一旦垮坝，库内大量高势能的尾矿就会疾奔而下，必将对库下游地区人民生命和财产造成巨大损害，后果触目惊心。尾矿库坝作为尾矿库设施的重要组成部分，由于坝体材料和库内物质的特殊性质，使得尾矿堆积坝坝坡体的稳定与否直接决定了尾矿库能否正常使用。为了尾矿存放的安全以及尾矿库坝对库下游地区人民生产生活带来的威胁，坝体的安全稳定就成了尾矿库建设的重中之重。因此，必须对堆积体所形成的的尾矿库坝的稳定性进行研究，解决好尾矿库坝的稳定性问题。
尾矿库坝体边坡稳定性分析应遵循以定性分析为基础，以定量计算为重要辅助手段，进行综合评价的原则。因此，根据工程地质条件、可能的破坏模式以及已经出现的变形破坏迹象对边坡的稳定性状态做出定性判断，并对其稳定性趋势做出估计，是边坡稳定分析的重要内容。二、尾矿库坝体稳定性计算方法尾矿坝的稳定性分析方法主要有极限平衡法和数值法。数值法有离散元法、边界元法、有限元法等；极限平衡法有瑞典圆弧法、毕肖普法、陆军工程师团法、萨尔玛法和摩根斯坦—普莱斯法等。
极限平衡法依据的是边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)来分析边坡在各种破坏模式下的受力状态，以及边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来对边坡的稳定性进行评价的计算方法。由于它概念清晰，容易理解和掌握，且分析后能直接给出反映边坡稳定性的安全系数值，因此极限平衡法是边坡稳定性分析计算中主要的方法，也是在工程实践中应用最多的方法之一。其中瑞典圆弧法（简称瑞典法或费伦纽斯法）亦称fellenious法，是边坡稳定分析领域最早出现的一种方法。在瑞典圆弧法分析粘性边坡稳定性的基础上，瑞典学者 fellenius 提出了圆弧条分析法，也称瑞典条分法。1955年，毕肖普(bishop)在瑞典法基础上提出了——毕肖普法。这一方法仍然保留了滑裂面的形状为圆弧形和通过力矩平衡条件求解的特点，与瑞典条分法相比，毕肖普法是在不考虑条块间切向力的前提下，满足力多边形闭合条件，就是说虽然在公式中水平作用力并未出现，但实际上条块间隐含的有水平力的作用。