尾矿库坝体及排渗体三维渗流分析
理正尾矿库渗流稳定分析步骤解析
理正尾矿库渗流稳定分析步骤解析尾矿库是矿山开采中产生的废弃物的贮存地。
尾矿库的渗流稳定性是指尾矿库内的水体渗流所产生的稳定性问题。
渗流稳定性分析是对尾矿库渗流行为进行评估和预测的过程,以确保尾矿库的安全运行。
以下是理正尾矿库渗流稳定分析的步骤解析:1.收集相关数据首先,我们需要收集尾矿库的基本信息,包括尾矿库的地理位置、土地利用状况、气候条件等。
同时,还需要收集尾矿库的设计图纸、施工记录以及现场监测数据等相关资料。
2.确定渗流路径根据收集到的资料,我们需要确定尾矿库渗流的主要路径,包括表面渗流、基底渗流以及渗水井等。
通过对渗流路径的确定,可以帮助我们更好地理解尾矿库的渗流行为。
3.建立渗流模型根据收集到的数据和尾矿库的实际情况,我们可以借助数值模拟软件,例如FLAC、SEEP/W等,建立尾矿库的渗流模型。
在模型中,需要考虑尾矿库的几何形状、土壤层次、边界条件等因素,以及不同渗流路径的渗透系数等参数。
4.进行渗流稳定性分析在建立了尾矿库的渗流模型之后,我们可以进行渗流稳定性分析。
通过观察渗流模型中的水头分布、流速分布以及渗流压强等参数的变化,可以判断尾矿库的渗流稳定性。
渗流稳定性分析的目标是确定各个渗流路径的稳定性,以及尾矿库的整体稳定性。
5.评估安全性在进行渗流稳定性分析后,我们可以对尾矿库的安全性进行评估。
通过比较模拟结果与尾矿库设计要求以及安全标准,可以评估尾矿库的安全性。
如果发现存在渗流不稳定或超出设计范围的情况,需要采取相应的措施进行修复或改进尾矿库的设计。
6.制定管理措施最后,根据渗流稳定性分析的结果和安全评估的结论,我们可以制定相应的管理措施。
这些措施可能包括加强尾矿库的监测、加强渗流控制、加强防渗措施等,以确保尾矿库的安全运行。
总之,通过理正尾矿库渗流稳定性分析的步骤解析,我们可以全面评估和预测尾矿库的渗流行为,为尾矿库的安全运行提供科学依据。
同时,通过制定相应的管理措施,可以有效控制和减少尾矿库渗流对环境的不良影响,保护生态环境的可持续发展。
210978988_高势能尾矿坝三维渗流稳定分析
2022年 12月上 世界有色金属223高势能尾矿坝三维渗流稳定分析陈天镭,秦 婧,汪 军,冒海军(兰州有色冶金设计研究院有限公司,甘肃 兰州 730000)摘 要:随着上游法尾矿水力冲填筑坝的不断加高,库内水位持续上升,逐步形成高势能尾矿坝,库内水位逐渐升高导致尾矿坝内浸润线也逐渐升高,浸润线埋深是影响坝体稳定的关键因素,用三维模拟分析方法对高势能尾矿坝的渗流场情况进行分析是确定坝体稳定性的重要一步。
关键词:高势能尾矿坝;三维模拟;有限元网格模型中图分类号:TV223.4 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2022)23-0223-3Three dimensional seepage stability analysis of high potential tailings damCHEN Tian-lei, QIN Jing, WANG Jun, MAO Hai-jun(Lanzhou Engineering & Research Institute Of Nonferrous Metallurgy Co, Ltd,Lanzhou 730000,China)Abstract: With the continuous heightening of the upstream tailings hydraulic fill dam, the water level in the reservoir continues to rise, and a high potential tailings dam is gradually formed. The gradual rise of the water level in the reservoir leads to the gradual rise of the water level saturation line in the reservoir. The buried depth of the saturation line is very important for the stability of the dam. Using three-dimensional simulation analysis method to analyze the seepage field of the high potential tailings dam is an important step to determine the stability of the dam.Keywords: High potential tailings dam; Three-dimensional modeling; Finite element mesh model收稿日期:2022-10作者简介:陈天镭,男,生于1963年,汉族,甘肃兰州人,本科,高级工程师,研究方向:结构、尾矿设计及科研。
尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估
尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估在尾矿库渗流稳定分析的步骤中,渗流模拟和风险评估是重要的环节。
渗流模拟的目的是通过数值模拟预测尾矿库中的渗流情况,而风险评估则是针对渗流情况进行分析,评估渗流带来的潜在风险。
渗流模拟一般可以采用计算流体力学(CFD)方法或有限元方法。
首先,需要建立尾矿库的三维数值模型,包括尾矿库的几何形状、地质条件、边界条件等。
然后,通过模型中的方程描述渗流过程,考虑水的运动、渗流速度、渗流路径等因素。
最后,使用数值方法求解方程组,得到渗流的分布和变化规律。
在进行渗流模拟时,需要收集尾矿库的相关数据,如水位、温度、水质等,以及周围环境的数据,如降雨量、地质条件等。
这些数据有助于提高模拟的准确性和可信度。
此外,为了验证模拟结果的可靠性,一些现场观测和监测数据也可以参与模拟过程中的验证。
渗流模拟的结果包括渗流速度、水位分布、渗流通量等,可以用来评估尾矿库的渗流状况。
潜在的渗流风险一般包括渗漏、破坏等,风险评估主要是对这些渗流风险进行定性和定量的评估。
常用的方法有风险矩阵、风险指标等。
在进行风险评估时,首先需要确定渗流风险的来源和影响因素,如尾矿库的地质条件、结构稳定性、渗流特性等。
然后,根据相关的风险评估标准和指标,对各种风险因素进行分析和评价。
最后,根据评估结果,制定相应的风险管理和控制措施。
尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估是保障尾矿库安全的重要环节。
通过渗流模拟,可以预测尾矿库中的渗流情况,提前发现潜在的问题;通过风险评估,可以对渗流风险进行评估和管理,保障尾矿库的稳定和安全运行。
总之,尾矿库渗流稳定分析步骤中的渗流模拟与风险评估是非常重要的。
渗流模拟可以帮助预测和了解尾矿库中的渗流状况,而风险评估则可以对渗流风险进行评估和管理。
这些分析步骤在尾矿库的管理和运营中起到了至关重要的作用。
通过合理的渗流模拟和风险评估,能够有效地保障尾矿库的安全和稳定。
某尾矿坝三维有限元渗流分析
frte .T e rslss o ta h n l ains ra ewo d o ef w nd m lp o hsti n a i oh r o t e p e o m h h eut h w tteif t t ufc u v rl i a s efrti al gd m n oi na s e a — h ir o l o o i n z l g
e h u ttb s u fice sn h o z na e p e eh u ttb s h n l ain s r c u do vo sy d ce s n e e x a s u e ,b t raig teh r o t se a — x a s u e ,teif t t u a ewo l b iu l e rae u d rt i n i l g i r o f h d r ua ea d b n sft an sfc n e i aey,S ti d ie oice et ea t s e a efcl is O i sa ve d t n ra h i e p g a it . s n — ie
在 1 2 1 1 高 程 处 各设 一 级 马道 , 道 宽 3m。 4m、 03m 0 马 后 期 堆 积 坝 采 用 尾 矿 砂 堆 筑 , 于 该 区 属 于 7度 地 震 由 区 , 最 终 坝 高 较 高 , 设 计 尾 矿 向 上 游 方 向 堆 放 即 采 用 上 且 故
关键词 : 矿坝 ; 尾 渗流 ;水平排 渗管 ; 限元 有 中图 分 类 号 : V 4 T 69 文 献标 识 码 : A
文 章 编 号 :17— 14 (00 o—0 2—0 62 14 2 1)5 11 3
3 D n t e e t S e a e An l ss f r a Ce t i Ta l m 一 Fi ie Elm n e p g a y i o r a n i ng Da i
尾矿库坝体及排渗体三维渗流分析
尾矿库坝体及排渗体三维渗流分析郑海远1 秦忠国2(1. 北京矿冶研究总院 工程公司,北京100160 2. 河海大学 力学与材料学院,南京210098) 摘要:尾矿库区渗流场具有明显的三维特征,本文基于有限元方法对尾矿库的三维渗流及尾矿坝排渗体的渗流进行研究分析,模拟了尾矿库三维渗流和尾矿库增加了排渗盲管后的渗流。
计算结果较好地反映了实际渗流情况,对指导尾矿库的设计和施工都有重要的意义。
关键词:三维渗流 排渗体 有限元 尾矿库3D Seepage of Tailings Dam and Drainage in the DamZheng Haiyuan 1 Qin Zhongguo 2(1. Engineering Company of Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China,2. College of Mechanics and Materials Hohai University, Nanjing 210098, China)ABSTRACT :Seepage field of tailings dam is typical 3D distribution. The 3D seepage of tailings dam and drainage in the dam are analyzed based on finite element method. 3D seepage field of tailings dam and drainage pipe set in the dam are simulated. The results of calculation are similar to the real one, and it is very meaningful for guiding the design and construction of tailings pond.KEYWORDS :3D seepage, drainage, finite element method, tailings pond.尾矿库是一种特殊的工业建筑物,是矿山的三大控制性工程之一,它的安全不仅关系到矿山自身的安全,而且还关系到周边及下游居民的生命财产安危。
211217099_某干式尾矿库三维渗流分析
安环与分析黄 金GOLD2023年第5期/第44卷某干式尾矿库三维渗流分析收稿日期:2022-11-10;修回日期:2023-02-01作者简介:王振兴(1985—),男,高级工程师,硕士,从事尾矿库设计工作;E mail:wzxhs566@163.com王振兴(长春黄金设计院有限公司)摘要:关于干式堆存尾矿库防渗方式与三维渗流分析之间的研究很少。
某干式尾矿库设计采用初期坝内坡及库区整体防渗,碎石排渗井及排渗褥垫排渗,使用Autobank_3d建立三维模型,进行有无排渗褥垫条件下的浸润面及浸润线分析。
结果表明:未布设排渗褥垫时,下游坝坡右岸拐弯处浸润面埋深较浅,并有出逸区域出现;布设排渗褥垫后,浸润面的埋深能达到12m以上,即排渗褥垫对渗流影响显著。
关键词:干式尾矿库;防渗;三维渗流;排渗褥垫;浸润线 中图分类号:TD926.4文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1001-1277(2023)05-0088-04doi:10.11792/hj20230519引 言近年来,随着新的环保政策及GB18599—2020《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》[1]的实施,库区防渗成为大多数尾矿库设计的基本要求。
尾矿库库区防渗又分为内坡防渗和坝底防渗,内坡防渗即防渗体位于初期坝内坡及尾矿库库区,坝底防渗即防渗体位于初期坝底部及尾矿库库区。
对于湿排尾矿库,通常情况下多采用坝底防渗,因为内坡防渗会导致浸润线从堆积坝坝面溢出,严重影响坝体稳定性。
若要控制浸润线埋深,保证坝体安全,运营期堆积坝排渗设施至关重要[2]。
对于近年来因环保政策严格而逐渐兴起的干式尾矿库[3],多数仍采用坝底防渗,但初期坝坝底防渗层清基平整工程量大,防渗体施工难度大,造成工程投资增加。
目前,少数干式尾矿库采用内坡防渗,实际运行效果良好,坝体安全可以保证,但缺少相应的理论支撑。
某干式尾矿库坝高190m,初期坝高40m,堆积坝高150m,初期坝内坡及库区整体防渗(由下至上依次敷设4800g/m2膨润土防水毯+1.5mmHDPE膜)[4-6]。
尾矿坝准三维渗流计算分析
总第511期2019年第1期Series No. 511January 2019金 属 矿 山METAL MINE尾矿恢族三赧涿旎计篇今析孙友佳 秦忠国 仇宇霞丁灵龙(河海大学力学与材料学院,江苏南京210098)摘 要 山谷型尾矿库的二维渗流分析由于未考虑坝轴方向的尺寸,导致计算的浸润线偏高,使结果偏于危 险,三维计算结果虽然较符合实际,但是耗时耗力。
为解决这一问题,提出了一种尾矿库渗流计算的新方法。
该方法在尾矿库的二维建模中选取边界及内部的特征点,通过插值法将该类点的轴向尺寸纳入计算。
计算的浸润线与三维结果较为接近,能够在一定程度上反映渗流的真实情况,且操作较为简单,原理清晰,具有一定的实用价值。
关键词 尾矿坝 渗流 浸润线 Autobank 轴向尺寸中图分类号 TD926.4 文献标志码A 文章编号1001・1250(2019)・01-187-05DOI 10.19614/ki.jsks.201901032Calculation and Analysis of Quasi-three-dimensional Seepage of Tailings DamSun Youjia Qin Zhongguo Qiu Yuxia Ding Linglong(College of M echanics and Materials , Hohai University , Nanjing 210098, China )Abstract The two-dimensional seepage analysis of the valley type tailings pond did not take into consideration the dam axial dimensions , which leads to a high saturation line in calculation with more dangers. The three-dimensional calculation is more realistic , but it consumes more time and labors. In order to solve this problem , a new method for seepage calculation oftailings pond is proposed. This method selects the boundary feature points and the internal feature points in the two-dimension al modeling of the tailings pond , and the axial dimensions of these points are used in the calculation by interpolation. The cal culation results show that the obtained saturation line is close to the three-dimensional result , which can reflect the real situa tion of seepage to a certain extent. With simple operation and clear principle , this method has a certain practical value.Keywords Tailings dam , Seepage , Saturation line , Autobank , Axial dimension尾矿坝是矿山行业的重要生产设施,其运行效果的优劣不仅关系到矿山企业的经济效益,而且与库区下游居民的生命财产安全及周边环境息息相关5。
上游式尾矿库一种新的初期坝型式的渗流计算分析
上游式尾矿库一种新的初期坝型式的渗流计算分析尾矿库是矿山尾矿无害化处理的一种常见方式,上游式尾矿库是尾矿库的一种常见设计形式。
为了确保上游式尾矿库的安全运行,需要进行坝型式的渗流计算分析。
渗流计算分析是通过对尾矿库坝型的水力参数进行计算,并结合实际工程参数,评估尾矿库的渗流情况和稳定性。
上游式尾矿库的特点是坝体基部为粘土心墙,坝体体积大,坝顶宽阔,渗流路径较长,因此渗流计算分析对于确保其安全运行至关重要。
在进行上游式尾矿库的渗流计算分析时,首先需要确定尾矿库中的渗流路径。
一般来说,渗流路径包括坝体渗流、地下渗流、渗流孔出流等。
通过分析渗流路径,可以确定尾矿库设计中的重要参数和路径总长。
需要确定尾矿库中的渗流参数。
渗流计算分析中的渗流参数包括水头、渗流速率、渗流方向等。
这些参数需要通过对尾矿库基础土壤的水文地质调查和试验获取,确保计算结果的准确性。
然后,可以利用渗流计算方法对上游式尾矿库进行分析。
常见的渗流计算方法有有限元分析法、有限差分法、解析解法等。
通过这些方法,可以计算得出尾矿库中的渗流量、渗流路径和渗流速度等重要参数,并对尾矿库的稳定性进行评估。
根据渗流计算分析的结果,可以对上游式尾矿库进行安全评估。
根据尾矿库的设计标准和渗流计算结果,可以评估尾矿库的稳定性和渗流情况,确保其在工程使用期间的安全运行。
上游式尾矿库的渗流计算分析是确保尾矿库安全运行的重要环节。
通过对尾矿库的渗流路径和参数的确定,以及利用渗流计算方法进行分析,可以评估尾矿库的稳定性和渗流情况,为尾矿库的设计和使用提供重要依据。
渗流计算分析也为尾矿库的修建和运营提供了技术参考,确保其安全稳定运行。
尾矿库坝体及排渗体三维渗流分析
尾矿库坝体及排渗体三维渗流分析I. 绪论1.1 研究背景及意义1.2 国内外研究现状1.3 论文研究内容及目的II. 尾矿库坝体和排渗体的三维建模2.1 建模方法和原理2.2 模型参数设置和选择2.3 模型验证和误差分析III. 尾矿库坝体和排渗体的渗流模拟3.1 渗流模拟方法和原理3.2 渗流模拟结果分析3.3 渗流模拟与现场监测数据比对及误差分析IV. 尾矿库坝体和排渗体的稳定性分析4.1 稳定性分析方法和原理4.2 稳定性分析结果分析4.3 稳定性分析与现场监测数据比对及误差分析V. 结论与展望5.1 研究结论5.2 研究不足和展望5.3 工程应用推广建议参考文献I. 绪论1.1 研究背景及意义尾矿库是矿山生产过程中处理和储存废渣的重要设施,而尾矿库坝体和排渗体渗流问题一直是矿山环境安全和尾矿库可持续发展的关键问题。
尾矿库坝体的稳定性和排渗体的渗流特性一直是研究热点和难点问题,尤其是在灾害预警和防范方面具有重要意义。
因此,对尾矿库坝体和排渗体的渗流分析具有重要的理论意义和工程应用价值。
近年来,随着计算机技术的发展和三维建模软件的广泛应用,尾矿库坝体和排渗体的渗流分析也得到了很大提升。
因此,对尾矿库坝体和排渗体的三维渗流分析进行深入研究和探索,可以为矿山环境安全和尾矿库可持续发展提供参考和指导,同时也可以发掘尾矿库坝体和排渗体渗流机理,提高其渗流预测精度和稳定性。
1.2 国内外研究现状目前,国内外学者对尾矿库坝体和排渗体的三维渗流分析进行了不同程度的研究,取得了一定的进展。
以国内为例,黄山等人利用数值模拟方法对不同尾矿干堆的稳定性进行了分析,揭示了尾矿库坝体和排渗体的渗流特性,为尾矿干堆的安全性评估提供了理论参考。
而在国外,William H et al.在研究中对尾矿库坝体和排渗体的三维模型进行了建立,并提出了一种基于流体动力学特性的渗流模拟方法,为尾矿库坝体和排渗体的渗流分析提供了新思路。
尾矿库渗流稳定分析的方法和步骤
尾矿库渗流稳定分析的方法和步骤尾矿库是矿山工业废渣的储存及处理设施,其中的渗流问题是尾矿库安全性的关键因素。
尾矿库渗流稳定分析的方法和步骤对于尾矿库的设计、建设和管理至关重要。
本文将介绍尾矿库渗流稳定分析的一般步骤和常用方法,希望能为相关工作提供参考。
一、尾矿库渗流稳定分析的一般步骤1. 收集数据:了解尾矿库的地质勘察、建设和运行历史等数据,并进行整理和归档。
2. 初步分析:对尾矿库的地质、水文地质、水力条件等进行初步分析,了解尾矿库渗流问题的可能性和影响。
3. 确定目标:根据分析结果和要求,明确渗流稳定分析的目标和需求。
4. 模型建立:依据收集的数据和分析结果,建立尾矿库渗流稳定分析的数学模型,可以采用有限元、有限差分等方法。
5. 参数估计:对模型中的参数进行估计和确定,可以通过实地观测、实验室测试等方法获取相关参数。
6. 模型求解:采用适当的计算方法和软件对模型进行求解,得到尾矿库渗流稳定分析的结果。
7. 结果评估:对模型求解结果进行评估,与目标进行对比和分析,评估尾矿库的渗流稳定性。
8. 结果解释:根据分析结果,解释尾矿库渗流稳定性问题的原因和机理。
9. 提出建议:根据分析和解释结果,提出相应的管理和改进建议,以保证尾矿库的渗流稳定性。
二、尾矿库渗流稳定分析的常用方法1. 数值模拟方法:通过建立尾矿库的数学模型,采用数值计算的方法,通过计算机程序对渗流稳定性进行分析。
常用的数值模拟方法有有限元法、有限差分法、边界元法等。
2. 经验公式法:基于尾矿库的实际观测数据和经验公式,通过计算出的参数进行扩展,并建立统计模型对尾矿库的渗流稳定性进行分析。
3. 物理模型实验法:利用缩小尺度的尾矿库模型,通过实验室测试和模型试验的方法,模拟尾矿库的渗流情况,以获取渗流稳定性的数据。
4. 数据分析方法:通过收集、整理和分析尾矿库历史数据,结合统计学和数据挖掘的方法,对尾矿库的渗流稳定性问题进行分析。
5. 监测方法:通过在尾矿库中设置监测点位,对渗流量、水位、土体变形等参数进行实时监测,以评估尾矿库的渗流稳定性。
尾矿库渗流分析步骤概述
尾矿库渗流分析步骤概述尾矿库是一种用于储存尾矿和废石的大型人工构筑物,它的稳定性和防渗漏性对环境和社会安全至关重要。
在尾矿库设计和管理过程中,渗流分析是至关重要的一步,它有助于评估尾矿库的渗流特性和潜在的渗流路径,从而指导合理的工程设计和监管措施。
以下是尾矿库渗流分析的步骤概述。
1. 数据采集和整理在进行尾矿库渗流分析之前,首先需要收集和整理必要的数据。
这些数据可以包括水文地质勘察数据、降雨资料、尾矿库结构及材料信息等。
收集的数据应涵盖尾矿库周围地区的地质、水文和气象条件,以及尾矿库本身的工程参数。
这些数据将作为渗流分析的基础。
2. 渗流路径确定渗流路径的确定是尾矿库渗流分析的关键步骤之一。
通过分析尾矿库周围的地质、水文和地形条件,可以确定潜在的渗流路径。
这些渗流路径可能是沿着地层裂隙、岩溶通道或人工构造物等。
通过了解渗流路径,可以评估尾矿库的渗流特性,并制定相应的渗流控制措施。
3. 水文地质建模水文地质建模是尾矿库渗流分析的重要环节。
通过利用收集到的水文地质数据和现代水文地质建模工具,可以对尾矿库周围的地下水系统进行建模。
这将有助于理解地下水流动和渗流路径,并评估尾矿库与地下水之间的相互作用。
水文地质建模可以提供详细的水文地质信息,为渗流分析提供基础数据。
4. 渗流模拟和分析在尾矿库渗流分析过程中,渗流模拟和分析是关键步骤之一。
通过使用数值模型或解析模型,可以模拟尾矿库的渗流情况,并预测可能出现的渗流通量和渗流速度。
渗流模拟和分析可以通过改变渗流路径、调整地下水位、模拟降雨等方式进行。
通过这些分析,可以评估尾矿库的渗流风险,并制定相应的渗流控制措施。
5. 渗流控制措施设计基于渗流分析的结果,可以制定合理的渗流控制措施。
这些措施可以包括构建防渗堤坝、加强尾矿堆积物的渗流抗性、改变地下水位、排水系统设置等。
渗流控制措施的设计应基于可行性、可持续性和经济性原则,并需要根据具体的尾矿库工程要求进行优化。
尾矿库渗流稳定分析步骤综述
尾矿库渗流稳定分析步骤综述尾矿库渗流稳定分析是确保尾矿库安全运行至关重要的一项工作。
它通过对尾矿库内部的渗流问题进行全面的评估和分析,以确定渗流的稳定性,并提出相应的解决方案。
本文将综述尾矿库渗流稳定分析的步骤。
尾矿库渗流稳定分析的步骤主要包括:确定分析目标、收集基础资料、建立数值模型、进行模型验证、进行渗流稳定性分析、提出改进措施、编制渗流稳定性评估报告。
首先,确定分析目标是尾矿库渗流稳定分析的第一步。
分析目标应包括渗流路径和强度,以及渗流可能对尾矿库造成的潜在危害等内容。
第二步是收集基础资料。
这包括尾矿库的地质、地理、水文地质、气候等方面的资料。
通过收集这些资料,可以为建立数值模型提供必要的参数和边界条件。
第三步是建立数值模型。
数值模型是尾矿库渗流稳定性分析的重要工具。
通过建立尾矿库的二维或三维模型,可以模拟尾矿库内部的渗流过程。
在建立模型时,需要考虑渗流介质的参数、边界条件和初值等。
第四步是进行模型验证。
模型验证是保证模型准确性的重要环节。
通过与实际观测数据对比,可以评估模型的可靠性和适用性,进而对模型进行修正和改进。
第五步是进行渗流稳定性分析。
在此步骤中,我们需要确定尾矿库内部的渗流路径、剖面分布和稳定性。
通过计算渗流量、渗流速度、渗流压力等参数,可以评估渗流稳定性。
第六步是提出改进措施。
在分析过程中,可能会发现尾矿库存在渗流问题或潜在的安全隐患。
基于分析结果,可以提出相应的改进措施来解决这些问题,保证尾矿库的渗流稳定。
最后一步是编制渗流稳定性评估报告。
报告应包括尾矿库的渗流稳定性分析结果、改进措施的建议以及风险评估等内容。
报告的编制是对尾矿库渗流稳定性分析工作的总结和说明,也是与相关部门和管理者沟通交流的重要方式。
综合来看,尾矿库渗流稳定分析步骤包括确定分析目标、收集基础资料、建立数值模型、进行模型验证、进行渗流稳定性分析、提出改进措施、编制渗流稳定性评估报告。
这些步骤有机地串联在一起,通过科学的方法和工程手段,可以全面评估尾矿库的渗流稳定性,确保尾矿库的安全运行。
理正尾矿库渗流稳定性分析步骤解析
理正尾矿库渗流稳定性分析步骤解析尾矿库是由矿山开采活动产生的尾矿等废弃物堆积而成的大型人工建筑物。
尾矿库渗流稳定性分析是评估尾矿库排水系统和渗流稳定性的重要步骤。
本文将详细解析尾矿库渗流稳定性分析的步骤。
1. 数据收集和处理首先,需要收集尾矿库的相关数据,包括尾矿库的地理位置、设计参数、结构及渗流相关的实测数据。
这些数据可通过现场调查、设计文件、监测报告等方式获得。
收集到的数据需要进行处理,确保数据的准确性和完整性。
2. 渗透系数和渗流强度分析渗透系数和渗流强度是评估尾矿库渗流稳定性的重要参数。
通过现场测试或实验室试验,获取尾矿库及周围地质介质的渗透系数和渗流强度。
根据这些参数,可以分析尾矿库中的渗流现象及其可能的影响。
3. 地下水位调查和监测地下水位的高低对尾矿库的渗流稳定性影响较大。
通过地下水位调查和监测,了解尾矿库周围地下水位的变化情况,及时发现地下水位的升高或下降趋势,并进行合理分析和预测。
4. 渗流路径分析根据尾矿库的设计参数及周边地质条件,运用渗流力学和地质力学理论,建立尾矿库渗流模型,分析渗流路径和流向。
通过分析渗流路径,可以确定可能存在的渗流通道和渗流集中区域,为渗流稳定性风险评估提供依据。
5. 渗流稳定性分析模型建立根据尾矿库的实际情况,建立渗流稳定性分析模型。
模型通常包括考虑不同渗流路径、不同渗流强度以及地质力学和水力学因素的数学方程。
通过模型计算,可以预测尾矿库的渗流行为和稳定性。
6. 渗流稳定性分析结果评估根据模型计算结果,对尾矿库的渗流稳定性进行评估。
评估包括分析尾矿库内部的渗流压力分布、渗流速度变化和满足设计要求的情况。
同时,对可能存在的渗流稳定性问题进行识别和定量评估。
7. 风险管理和控制方案基于渗流稳定性分析结果,制定尾矿库的风险管理和控制方案。
根据具体情况,可以采取措施,如增加排水设施、加固尾矿库结构、改变渗流路径等,从而降低尾矿库的渗流风险。
8. 监测与维护完成渗流稳定性分析后,需要建立定期的监测与维护机制。
尾矿库渗流稳定分析的实验设计
尾矿库渗流稳定分析的实验设计尾矿库是矿山开采后产生的废弃物存放的地方,其中的渗流问题对环境保护和生态安全具有重要影响。
本文将介绍关于尾矿库渗流稳定分析的实验设计。
实验目标:1. 分析尾矿库的渗流稳定性,了解尾矿库渗流现象与参数的关系。
2. 探究不同因素对尾矿库渗流稳定性的影响,为工程设计和环境保护提供参考依据。
实验内容:1. 确定实验样品:选择代表性的尾矿样品作为实验对象,样品应包含尾矿的主要成分和结构特征。
2. 设计实验方案:根据尾矿库的实际情况和理论基础,设计合适的实验方案。
a. 设计渗透试验:通过渗透试验评估尾矿库的渗透性能。
可以采用常见的渗透试验方法,如水头曲线试验、稳态渗透试验等。
b. 设计渗流平衡试验:通过渗流平衡试验探究尾矿库渗流稳定性。
可以制备尾矿库模型,通过改变它的初始条件和边界条件,观察和记录渗流变化规律。
3. 收集实验数据:根据实验方案进行试验,并精确记录渗流数据。
数据的收集应包含渗流速率、水头曲线、抽水试验数据等。
4. 分析实验数据:将收集到的数据进行处理和分析,得出尾矿库的渗流稳定性评估结果。
可以利用统计学方法和数学模型进行数据分析。
5. 结果验证和讨论:根据实验结果进行验证和讨论,比较不同因素对尾矿库渗流稳定性的影响。
同时,讨论实验结果与实际尾矿库情况的一致性和适用性。
6. 编写实验报告:根据实验设计和实验结果,编写实验报告。
实验报告应包含实验目的、方法、结果和结论。
实验注意事项:1. 实验过程中需严格遵守安全操作规程,确保实验人员和实验环境安全。
2. 选择代表性的尾矿样品进行实验,确保实验结果能够代表实际尾矿库的情况。
3. 实验数据的收集应准确、全面,并注意数据质量的保障。
4. 在分析实验结果时,应充分考虑尾矿库渗流的复杂性和不确定性,避免片面或误导性的结论。
5. 编写实验报告时应准确、清晰地描述实验设计、实验过程和实验结果,并对结果进行深入分析和解释。
总结:通过上述实验设计,可以详细了解尾矿库渗流稳定分析的相关内容。
尾矿库渗流稳定分析步骤及应用案例分析
尾矿库渗流稳定分析步骤及应用案例分析尾矿库是矿山开采过程中产生的高含固体物质浆体废料的贮存设施。
渗流稳定分析是评估尾矿库渗流状况的一种重要方法,能够帮助工程师确定尾矿库的稳定性、水文地质特征,以及对环境和周边地区的潜在影响。
本文将介绍尾矿库渗流稳定分析的步骤,并以一实际案例进行分析。
1. 数据收集与整理在进行渗流稳定分析时,需要收集和整理的数据包括尾矿库的地质、水文地质、基本工程参数等相关信息。
例如,需要了解尾矿库的底部和周边地质构造、土壤类型、地下水位、水文特征等。
同时,还需要收集周边地区的地质地貌特征和水系分布情况等。
2. 渗流参数测定渗流参数是指描述尾矿库渗流特性的参数,包括渗透系数、入渗特性以及尾矿浆体的扩散系数等。
为了确定这些参数的取值,需要进行一系列的实验室试验和现场监测。
例如,可以通过孔隙水压力试验、渗透试验等方式测定尾矿库内部土壤和尾矿浆体的渗透性。
3. 建立渗流模型基于收集和整理的数据,可以使用数值模拟软件建立尾矿库的渗流模型。
常用的数值模拟软件有SEEP/W、FLAC等。
模型可以包括尾矿库的地质构造、土壤材料特性、边界条件等。
通过模拟渗流过程,可以预测尾矿库中的渗流路径、渗流量等信息。
4. 分析渗流稳定性基于建立的渗流模型,可以进行渗流稳定性分析。
分析过程可以通过评估渗流速度、压力分布、渗流路径等参数,并与尾矿库的设计要求进行对比。
通过对渗流稳定性进行分析,可以识别潜在的渗漏路径或渗流问题,并采取相应的措施进行处理和修复。
5. 应用案例分析为了更好地理解尾矿库渗流稳定分析的应用,我们以某尾矿库的实际案例进行分析。
该尾矿库位于一个矿山区域,周围有一些村庄和农田。
收集的数据显示,该尾矿库的地质构造较复杂,包括多种岩性和节理。
水文地质调查发现,该尾矿库周边地区地下水位较高,且存在一些含水层。
通过渗流参数测定,我们测定了尾矿库内部土壤和尾矿浆体的渗透性。
然后,使用FLAC软件建立了尾矿库的渗流模型。
尾矿库渗流稳定分析方法论
尾矿库渗流稳定分析方法论尾矿库是矿山开采过程中产生的尾矿的贮存场所,其稳定性对环境和生态系统的保护具有重要意义。
尾矿库渗流稳定分析方法论致力于研究如何有效评估尾矿库的渗流稳定性,并提出相应的分析方法论来指导尾矿库的设计和管理。
首先,尾矿库的渗流稳定性评价应综合考虑水文地质条件、尾矿特性和工程结构等因素。
针对不同类型的尾矿库,采用适当的方法进行渗流稳定性分析是至关重要的。
一种常用的方法是通过地质勘探和监测来获取尾矿库的水文地质参数,例如渗透系数、地下水位和地下水涵养量等信息。
基于这些参数,可以建立数学模型,采用有限元、有限差分或解析方法等手段进行渗流分析,评估尾矿库的渗流稳定性。
同时,需要注意尾矿的特性对渗流稳定性的影响。
尾矿的粒度组成、液固比、渗透性等性质都会对渗流产生影响。
因此,在分析过程中要考虑这些尾矿属性,可以进行颗粒度分析、压实度测试和渗透性试验等实验室测试,为分析提供数据支持。
此外,还需要考虑尾矿库的工程结构对渗流稳定性的影响。
工程结构主要包括挡土墙、防渗堤、排水系统等。
通过对这些结构进行稳定性分析,了解其抗渗漏能力和抗渗流能力,进而评估尾矿库的整体渗流稳定性。
在分析方法上,常用的方法包括有限元法、渗流模拟法、数值模拟法等。
有限元法适用于复杂的工程结构和地质条件,能够模拟不同尺度下的渗流行为;渗流模拟法可以通过建立渗流方程组来模拟尾矿库的渗流过程,适用于较为简单的几何形态;数值模拟法结合了渗流模拟和有限元法的优势,能够准确计算尾矿库的渗流场。
无论采用何种分析方法,都要充分考虑参数的不确定性和敏感性。
在建立数学模型和进行计算时,应进行敏感性分析和参数优化,准确评估尾矿库渗流稳定性的可靠性。
除了以上方法,还可以结合现场监测数据进行实时评估。
通过安装监测设备,例如水位计、渗流计和压力计等,对尾矿库进行实时监测和数据采集。
这样可以及时发现渗流问题,并通过实际监测数据更准确地评估尾矿库的渗流稳定性。
尾矿库渗流稳定分析步骤概述
尾矿库渗流稳定分析步骤概述尾矿库是矿山开采过程中产生的废弃物贮存设施,渗流稳定性是尾矿库设计和运营管理中非常重要的问题。
渗流稳定分析的目的是评估尾矿库内部水流的稳定性,预测潜在的渗流路径和潜在的风险,从而采取相应的措施进行管理和防范。
本文将概述尾矿库渗流稳定分析的步骤。
1. 收集数据和资料在进行尾矿库渗流稳定性分析之前,首先需要收集相关的数据和资料。
这些数据可能包括尾矿堆积物的物理性质、地质和地形信息、降雨资料、水文资料、水文地质勘察报告等。
收集到的数据将成为后续分析的基础。
2. 建立水文地质模型在建立水文地质模型时,需要选择合适的地质评价方法,并结合现场勘察数据进行分析。
这将有助于了解尾矿库的地质结构和水文地质特征,比如地下水位、含水层、渗透系数等。
3. 进行渗流模拟在进行渗流模拟时,可以使用数值模型或物理模型。
数值模型通常使用计算机程序进行,可以通过模拟不同水位下的渗流情况来评估尾矿库的渗流稳定性。
物理模型则是通过实验室模型或现场实验来模拟尾矿库的渗流过程。
4. 进行渗流路径和渗流量分析渗流路径分析是针对尾矿库内部可能发生的渗流路径进行研究和预测。
通过计算流线或使用模型预测,可以确定水流的主要方向和沿途可能出现的渗流风险区域。
渗流量分析则是计算尾矿库内部产生的渗流量,以评估渗流稳定性。
5. 评估渗流稳定性通过对渗流路径和渗流量的分析,可以评估尾矿库的渗流稳定性。
根据分析结果,可以判断尾矿库的渗流情况是否符合设计要求,并采取相应的措施进行管理和防范。
6. 提出控制措施和建议根据渗流稳定性分析的结果,可以提出相应的控制措施和建议。
这些措施可能包括改善尾矿库的排水系统、加固尾矿库的结构、优化渗流路径的管理等,旨在降低渗流风险并保证尾矿库的稳定性。
总结起来,尾矿库渗流稳定分析的步骤主要包括:收集数据和资料、建立水文地质模型、进行渗流模拟、进行渗流路径和渗流量分析、评估渗流稳定性以及提出控制措施和建议。
尾矿库渗流稳定性分析方法综述
尾矿库渗流稳定性分析方法综述尾矿库是矿山开采中产生的大量固体废弃物的贮存地,其渗流稳定性分析对于保障尾矿库的安全运营具有重要意义。
本文将对尾矿库渗流稳定性分析的方法进行综述,介绍常用的方法并阐述其优缺点。
1. 渗流模型方法渗流模型方法是通过建立尾矿库底部和坝体的渗流计算模型,来分析尾矿库的渗流稳定性。
其中,最常用的方法是有限元法和有限差分法。
有限元法是一种将尾矿库划分为有限个单元网格,通过离散化处理对每个单元的渗流进行计算的方法。
该方法可以较为准确地描述尾矿库的复杂渗流场,但对于模型建立和参数选择要求较高。
有限差分法则是将尾矿库空间划分为一系列的差分网格,通过计算差分方程来模拟渗流过程。
相较于有限元法,有限差分法的计算较为简单,适用于尾矿库的初步渗流分析。
2. 库坝稳定性评价方法库坝稳定性评价是尾矿库渗流稳定性分析中的一个重要环节,常见的方法包括稳定性分析法和潜在破坏滑坡分析方法。
稳定性分析法主要是通过对尾矿库坝体进行受力分析,评估其稳定性。
常用的方法有切片法、杆件法和概率法等。
这些方法在分析尾矿库渗流稳定性时,需要考虑内外荷载、渗流力和土体的强度特征等因素。
潜在破坏滑坡分析方法则是通过对尾矿库周边地质条件和滑坡机理的研究,以及对尾矿库滑坡可能性的定量估算,来评估尾矿库滑坡的潜在风险。
3. 渗流变形耦合分析方法尾矿库的渗流稳定性分析中,渗流与土体变形之间的相互作用往往是必须考虑的。
为此,渗流变形耦合分析方法被广泛应用于尾矿库渗流稳定性分析。
渗流变形耦合分析方法综合考虑尾矿库的渗流和变形特征,通过建立渗流与变形的耦合模型,分析其对尾矿库稳定性的影响。
主要方法有有限元法和边界元法等。
边界元法是一种将物体边界作为计算边界,通过对边界上的广义位移和应力进行求解,来研究尾矿库的渗流变形耦合行为。
该方法适用于尾矿库的复杂边界条件和变形情况。
4. 现场监测与实测分析方法现场监测与实测分析方法是尾矿库渗流稳定性分析的重要手段,通过实际采集的渗流和变形数据来评估尾矿库的稳定性。
尾矿库渗流稳定分析的主要步骤
尾矿库渗流稳定分析的主要步骤尾矿库渗流稳定分析是在尾矿库建设过程中必不可少的一项工作。
它旨在评估尾矿库的渗流稳定性,并采取有效的措施来确保尾矿库的安全性和长期稳定性。
下面是尾矿库渗流稳定分析的主要步骤:1. 收集资料在进行尾矿库渗流稳定分析之前,需要收集一系列的资料,包括尾矿库的设计方案、施工记录、现场调查报告等。
这些资料将为后续的分析提供基础。
2. 渗透性测试渗透性测试是确定尾矿库工程中所用材料的渗透性能力的关键步骤。
可以通过渗透试验仪器,如渗透计和渗透仪来进行测试,获得材料的渗透性指标。
根据这些数据,可以对尾矿库中的渗透问题进行初步判断。
3. 建立渗流模型建立尾矿库的渗流模型是分析和预测尾矿库渗流行为的重要步骤。
通过使用渗流模拟软件,如SEEP/W和FLAC等,可以模拟尾矿库中的渗流过程,并预测可能出现的渗流路径和渗流量。
4. 确定边界条件在建立渗流模型之前,需要确定尾矿库模型的边界条件。
这些条件包括尾矿库的初始水位、雨水入渗情况、地下水位和流量等。
准确地确定边界条件可以提高模型的可靠性和预测能力。
5. 进行渗流分析在建立渗流模型和确定边界条件后,可以进行尾矿库的渗流分析。
通过模拟不同情况下的渗流过程,可以评估尾矿库的渗透性能以及可能出现的渗流问题。
这可以包括渗流压力、渗流通量和渗流路径等参数的分析。
6. 计算稳定性指标在进行渗流分析后,需要计算一些稳定性指标来评估尾矿库的稳定性。
这些指标可以包括渗流速度、渗流压力梯度和安全系数等。
通过对这些指标的计算和分析,可以确定尾矿库是否存在渗流稳定性问题。
7. 提出改进措施如果发现尾矿库存在渗流稳定性问题,需要提出相应的改进措施来解决这些问题。
改进措施可以包括增加防渗措施、修复或加固尾矿库结构等。
提出有效的改进措施可以保证尾矿库的长期稳定性和安全性。
8. 监测和评估尾矿库渗流稳定性分析是一个复杂的过程,需要进行长期的监测和评估。
通过持续监测尾矿库的渗流情况和稳定性指标,可以及时发现和解决潜在的问题,并确保尾矿库的安全运行。
尾矿库渗流稳定性评价的关键参数及其分析方法
尾矿库渗流稳定性评价的关键参数及其分析方法尾矿库是矿山生产过程中产生大量尾矿和废弃物的储存场所。
尾矿库渗流稳定性评价涉及到评估尾矿库内部水流通过渗流途径引起的稳定性问题。
本文将讨论尾矿库渗流稳定性评价的关键参数以及常用的分析方法。
一、尾矿库渗流稳定性评价的关键参数1. 渗流通量:尾矿库内部的水流通量是评价渗流稳定性的重要参数之一。
通过监测和测量尾矿库中的渗流通量,可以判断尾矿库的渗流情况和水量变化,从而评估尾矿库的稳定性。
2. 渗流径流速度:渗流径流速度反映了水流通过尾矿库渗流途径的流速。
快速的渗流径流速度可能导致尾矿库的渗流通量增加,从而影响尾矿库的稳定性。
因此,对渗流径流速度进行准确测量和分析是评价尾矿库渗流稳定性的重要参数。
3. 渗透系数:渗透系数是描述尾矿库岩体渗流能力的参数。
通过测量尾矿库岩体的渗透系数,可以评估岩体的渗透性,从而判断尾矿库渗流的稳定性。
4. 水位变化:尾矿库内的水位变化可以反映尾矿库渗流的情况。
监测尾矿库水位变化可以评估尾矿库的稳定性,并提前预警尾矿库可能出现的渗流问题。
二、尾矿库渗流稳定性评价的分析方法1. 渗流通量测量:通过设置渗流取样装置,可以测量尾矿库的渗流通量。
渗流通量测量可通过装置内部的压力传感器和流量计来实现,用于记录和分析尾矿库的渗流通量。
2. 渗流径流速度测量:可以通过在尾矿库岩体上设置压力传感器和流速计来测量渗流径流速度。
通过监测和记录渗流径流速度,可以及时发现尾矿库渗流的风险点和变化趋势。
3. 渗透系数测试:可以通过进行渗透试验来测量尾矿库岩体的渗透系数。
常用的方法包括气体渗透法、水头法和液体渗透法等。
通过渗透系数的测试结果,可以评估尾矿库岩体的渗透性和渗流稳定性。
4. 水位监测:可以通过安装水位计或者流量测速仪等设备来监测尾矿库的水位变化。
水位监测可以实时掌握尾矿库内部的水位变化情况,及时发现并处理渗流问题。
三、结论尾矿库渗流稳定性评价是确保尾矿库安全稳定运行的重要工作。
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尾矿库坝体及排渗体三维渗流分析郑海远1 秦忠国2(1. 北京矿冶研究总院 工程公司,北京100160 2. 河海大学 力学与材料学院,南京210098) 摘要:尾矿库区渗流场具有明显的三维特征,本文基于有限元方法对尾矿库的三维渗流及尾矿坝排渗体的渗流进行研究分析,模拟了尾矿库三维渗流和尾矿库增加了排渗盲管后的渗流。
计算结果较好地反映了实际渗流情况,对指导尾矿库的设计和施工都有重要的意义。
关键词:三维渗流 排渗体 有限元 尾矿库 3D Seepage of Tailings Dam and Drainage in the DamZheng Haiyuan 1 Qin Zhongguo 2(1. Engineering Company of Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China,2. College of Mechanics and Materials Hohai University, Nanjing 210098, China)ABSTRACT :Seepage field of tailings dam is typical 3D distribution. The 3D seepage of tailings dam and drainage in the dam are analyzed based on finite element method. 3D seepage field of tailings dam and drainage pipe set in the dam are simulated. The results of calculation are similar to the real one, and it is very meaningful for guiding the design and construction of tailings pond.KEYWORDS :3D seepage, drainage, finite element method, tailings pond.尾矿库是一种特殊的工业建筑物,是矿山的三大控制性工程之一,它的安全不仅关系到矿山自身的安全,而且还关系到周边及下游居民的生命财产安危。
因此在尾矿库建设前,有必要对尾矿库进行渗流稳定性分析。
在尾矿坝的渗流稳定性分析中发现,尾矿库坝体的浸润线埋深状态不仅是尾矿坝抗滑稳定性计算的参考数据,也是尾矿库安全的一个重要指标,尾矿库区渗流场具有明显的三维特征[1],因此,三维渗流分析能够更好的反应出尾矿库的真实渗流情况。
本文对某尾矿库进行三维渗流计算,根据计算结果掌握了该尾矿库的渗流要素的分布特征。
同时,也对该尾矿库增加排渗盲管后的渗流情况进行了模拟计算,对尾矿库的设计,施工提供了参考依据。
1.计算原理与方法三维稳定渗流的基本微分方程为[2-3]:()()()0x y z h h h k k k x x y y z z∂∂∂∂∂∂++=∂∂∂∂∂∂ (1) 式中h 是水头函数;k x 、k y 、k z 是x 、y 、z 方向的渗透系数。
对于稳定渗流场,需满足下列二类边界条件。
第一类边界上水头是已知的,即1(y z)h h x Γ=、、 (2) 在第二类边界上流量等于零,即2cos cos cos 0x y z h h h k x k y k z x y zΓ∂∂∂=∂∂∂(n,)+(n,)+(n,) (3) 由于渗流自由面是流面,没有流量从该面流入或流出,故在渗流自由面上除需满足式(3)外,同时还需满足自由面上任一点水头h 等于该点的位置高度z ,及h z = (4)1Γ和2Γ构成了三向空间流场的全部边界。
把上述微分方程式及其边界条件转变为一个泛函I(H)求极值问题。
根据变分原理和伽辽金(Galerkin )法,在稳定渗流区域Ω中构造的泛函为2221()2x y z h h h I h k k k dxdydz x y z Ω⎡⎤⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=++⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎰⎰⎰ (5)对渗流场所有单元的泛函求得为分后,进行叠加。
为了满足整个渗流场I(h)为极小的条件,则有'1()()0,1,2,e m j iI h I h i h h =∂∂===∂∂∑…n, (6) 其中,m’是以i 为公共结点的单元数。
将已知水头边界结点形成的常数项移到等号右边,得到n 个未知水头结点的线性代数方程组,用矩阵形式可写为Kh F = (7)式中,K 是总渗透矩阵;h 是未知水头结点的水头列向量;F 是由已知水头结点的水头形成的常数向量。
2 工程算例2.1 工程概况河北平泉县某尾矿库所在谷两岸基本对称,主沟呈东南—西北走向,沟底宽15~50m ,沟谷两侧山坡较缓,大部分地表为第四系地层,两侧山体岩石基本裸露。
选矿厂年产尾矿414万t ,尾矿库拟初期坝为透水堆石坝,堆积坝采用上游筑坝方式,堆积边坡为1:5,初期坝坝顶标高为756m ,堆积坝坝顶高程886m ,总坝高170m ,尾矿库等别为2等。
2.2 材料计算参数对于拟建的新建尾矿坝,坝体各个砂层的分布规律不详。
本文参照同类上游法筑坝的尾矿坝计算分区进行,各部分材料见表1[4] 。
表1 尾矿坝各材料渗透系数2.3计算工况算例以尾矿库最终堆积标高的正常运行水位为计算工况,在该工况下,尾矿库干滩长度为200m ,正常运行水位为884m ,干滩平均坡度按为1%。
计算时按照式(8)需要将计算滩长换算为化引滩长[5]。
L h =2.26L 0.645 (8)式中L h 是化引滩长,L 是计算滩长。
转化后化引滩长为68.9m ,化引库水位为885.3m 。
3 渗流分析根据尾矿库计算工况,建立尾矿库三维计算模型和尾矿坝有限元模型,见图1和图2。
图1 尾矿库库区三维模型Fig.1 Tailings pond 3D model图2 尾矿坝有限元模型Fig.2 Mesh of tailings dam图3-图5为尾矿坝渗流分析的计算结果,计算结果显示,此工况下坝体1/3高度~2/3高度之间浸润线埋深很浅,埋深小于2m的区域占整个下游面比例接近1/2,部分位置出现渗流出逸。
如果不采取工程措施降低浸润线,则出现渗流破坏的风险很大。
图3 尾矿坝的等势面Fig.3 Equipotential plane of tailings dam图4 尾矿坝浸润面埋深分布图和出逸点Fig.4 Cover depth of phreatic plane and spill spot on the surface of tailings dam图5 尾矿坝水头云图Fig.5 Waterhead contour of tailings dam图6 尾矿库水压力切片图Fig.6 Hydraulic pressure contour of tailings dam4 坝体导渗体研究为了加快尾矿坝固结和控制浸润线埋深,拟从初期坝顶756m高程开始至860m高程,每10m高差在滩面铺设一层排渗体,排渗体采用DN200排渗盲管外包不锈钢丝网型式,水平间距6~10m。
排渗体通过集水管汇集坝体渗水,再通过水平间距60~100m平行埋设的排水管集中导入对应高程的坝面和坝肩排水沟内。
在导渗体计算时,采用了精细的计算方法,在最大坝高断面垂直水流方向取50m坝体宽度,间距10m,每层布置5根导渗管,共11层。
将导渗管和坝体一起参与建模和网格剖分并进行三维渗流场分析,以尽可能反映导渗体的真实工作情况。
图7-图8为坝体和导渗体有限元网格模型。
图7 坝体和导渗体一体模型Fig.7 Tailings dam and drainage structure model图8 坝体和导渗体网格Fig.8 Tailings dam and drainage structure mesh图9—图11为坝体增加导渗管后的渗流计算结果,计算结果显示导渗体对降低坝体浸润线效果明显,采用间距10m,高差10m的导渗管布置方案后,能够将浸润线降低到坡面以下5~10m。
图9 坝体和导渗体等势面Fig.9 Dams and drainage structure mesh图10 坝体和导渗体等压面Fig.10 Equipotential plane of tailings dam and drainage structure图11 导渗后坝体浸润面埋深Fig.10 Cover depth of phreatic plane in the tailings dam after drainage5 结论(1)有效渗流控制是保证尾矿坝安全的关键。
尾矿砂抗渗透变形能力较差,在不设贴坡排水情况下,应该避免坝坡出逸。
因此,浸润线(面)埋深是判断渗流安全状况的最直接依据。
(2)对于高坝尾矿库增加排渗设施可以更好地降低浸润线保证坝体安全,尤其是在坝体1/3高度到2/3高度之间的导渗设施对降低尾矿坝浸润线起着关键作用。
参考文献[1]杨媛媛,胡黎明,张丙印. 尾矿库坝二维及三维渗流数值计算分析[J] 第二届全国岩土与工程学术大会论文集. 2006:566-569[2]毛昶熙.渗流计算分析与控制[M].北京: 中国水利水电出版社,2003.[3]钱家欢,殷宗泽. 土工原理与计算[M]. 北京: 中国水利水电出版社,2003.[4]中华人民共和国住房城乡建设部. GB50863-2013尾矿设施设计规范[S]. 北京: 中华人民共和国住房城乡建设部,2013.[5]国家安全生产监督管理总局. 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,2006.。