尾矿坝渗流稳定分析关键技术研究-论文.pdf

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1、2014．NO09JournalofHenanScienceandTechnology工业工程与技术尾矿坝渗流稳定分析关键技术研究李冰洁(长春工程学院，吉林长春l30000)摘要：尾矿坝是矿山生产过程中选矿废弃物的构筑物。随着人们对矿产资源需求的不断增加，对尾矿坝的数量及坝体高度提出了更高的要求若尾矿坝出现渍坝的现象，则容易发生有害污染物下泄事故，甚至可能造成人员的伤亡。因此，有必要分析尾矿坝的渗流稳定性及关键技术．以避免因坝内地下水的渗流而影响坝体的稳定性。关键词：尾矿坝；渗流：稳定性中图分类号：TV649文献标识码：A文章编号

2、：1003—5168(2014)17—0034—011尾矿坝渗流数值模拟分析2．2初期坝渗流计算某尾矿坝工程地形起伏不大，该地区主要赋存基岩裂隙水由于初期坝无渗流现象，在运行过程中，也无不良地质现和第四系松散岩孑L隙潜水。根据实际勘察，地层自上而下分为圆象，因此，将土石坝作为渗流分析对象，分析土石坝的边界条件。砾和砂岩两层．在岩土工程稳定性方面，坝基主要由中风化泥岩由于上游水头H=I133．9m，下游水头H=I129．5m，根据土石坝坡体构成。在大坝稳定的情况下，不会出现沿坝底以下不连续结构面建立模型，应将坡面地下水渗流域离散成三

3、角单元，并划分为面的剪切滑动破坏的现象，坝肩稳定性较好。该伏基岩为泥网格。不透水初期网格划分完成后．则需要进行初期浸润线计岩，无不良地质现象，而库区岩体为泥岩，开挖后，砾质边坡的稳算。在进行渗流计算时，一般将坝体的地表标高设为0m。坝体标定性较好。该工程建筑物有尾矿坝、回水泵站等。在建设初期，其高为9．6m，正常蓄水位为6．9m，最高洪水位为7．1m，因此，可根坝高为8．6m，坝全库容为9．14xl04rn3，尾矿坝总坝高为18．6m。建据各土层的具体物理参数来计算坝坡稳定性系数．如表l所示。设完成后，总库容为45．69xlO4m

4、．构筑级别为5级。从表中可以看出，洪水位下与正常水位下的滑坡安全系数均满由于该尾矿库在7～8月降水较多，常形成暴雨，并且该尾矿足规范规定的稳定性要求，但洪水位下的稳定性小于正常水位库地质水文条件较复杂，容易形成洪水漫顶的现象，因此，尾矿下的稳定性。坝渗流数值的模拟分析是非常荤要的。第一，分析尾矿坝渗流分表l两种工况下安全系数分析结果析的基本理论．地下流体渗流规律应遵循质量守恒定律及能量守恒与转化定律根据达西定律，渗流速度与渗透阻力成线性关f～毳i正常水位一⋯1．313110318¨l3091．is系，其表达公式为：V=KI。其中，

5、V为渗漏速度(cm／s)，K为介质岛l水水位级⋯～1l6乏⋯⋯一l203l07l⋯一⋯1⋯．05⋯的渗透速度(cm／s)，I为水利边坡。但是，达两定律只适用于层流一⋯毒曼⋯一岛一运动。第二，对于渗流分析方法，主要分为基于水力学的理论计2．3堆积坝渗流计算算方法、物理模拟方法和数值模拟方法。其中，数值模拟方法是将尾矿堆积坝作为渗流渗透性分析对象，受地质条件的限应用最广泛的方法，其是一种将连续体分为有限个单元体来形制，为了有效进行渗流计算，应采用概化地质模型的方式。即概成方程组的在计算机上求解的方法，包括有限差分法、有限单元化水文地质

6、参数的时空分布。将尾细砂、尾粉砂等尾矿库土层进法、边界元法等。行简化，在尾矿库库区及坝体处，建立二维渗流数值计算模型。2尾矿坝渗流数值模拟关键技术分析当尾矿库堆积标高达到1146时．库水位的正常蓄水位和洪水位2．1渗流分析应分别达到1143．8m和1144．2m分析尾矿堆积内渗透水的总由于渗流分析是渗流稳定性、坝体抗滑稳定性和坝体应力压力、孔隙水压力、流速场的分布等运移规律。在进行堆积浸润场分析的基础，该尾矿坝属于非均质土体，因此，采用一种用于计算时．在正常蓄水位情况下．坝顶高程应为l146m，水位应在分析多孑L渗水材料的Geo—

7、Studio中的SEEP／W进行人工耦合计1143．8m以下；在洪水位条件下．坝顶高程应为1146m，水位应算机渗流下的滑坡稳定性系数分析。SLOPE／W模块可以有限分在1144．2m以下。通过模拟计算可得出，正常蓄水位条件下与洪析岩土结构中的应力及变形，然而，无论是在开挖前，还是开挖水位条件下的浸润线高度是有差别的，但稳定系数是大于规范后，SIGMA／W都可以对基地巾所产生的超孑L隙水压力进行模拟值的。分析，其分析结果有利于制定尾矿坝的加固措施。因此，将分析降雨条件下的渗流，该地区的降雨量集中分布在6-8SIGMA／W与SEEP

8、／W软件相互结合来进行土体固结分析，即对月份，其降雨强度为1．836E一8rids。通过模拟降雨量达到降雨边受外荷载作用下的岩土结构中孔隙水压力的模拟分析包括以下界条件下的尾矿坝边坡地下水渗流特征及变化过程，可以得出，几点：第一，在不同库水位工况条