高地震烈度下宽顶废石尾矿坝的动力响应分析
尾矿库溃坝风险分析及对策
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2008年第18卷第3期m3,其中地表水可供水量1676万m3,地下水可供水量700万m3。
3.2用水现状分析榆社县需水总量为1476万m3。
其中:城镇公共用水32万m3(建筑业用水17万m3,城市绿化及环境用水5万m3,服务业用水10万m3);生活用水206万m3(城镇居民需水58万m3,农村人畜需水148万m3);工业需水878万m3(电力工业需水500万m3,榆化公司需水350万m3,一般工业需水28万m3);农业灌溉2000hm2,灌溉用水360万m3。
3.3供需水分析榆社县需水总量为1476万m3,综合可供水总量为2376万m3,水资源量盈余900万m3,但水资源分布不均,榆社县贫水区与县城供需水矛盾比较突出,城镇需水缺口为17.8万m3。
4水生态环境治理情况榆社县水生态环境治理工作没有正式开展,只是存在零零星星的生态措施,没有形成规模,对水源地无法实现实质上的保护,水生态环境状况较差,只有人畜饮水工程水源地保护工作开展较早,并且形成了一定规模。
5需水预测5.1“十一五”期末需水预测榆社县2006—2010年,期末需水总量为3312.5万m3。
其中:城镇人口5万人,需水182.5万m3;农村人口8.3万人,生活需水150万m3;农业灌溉5330hm2,需水960万m3;工业需水1940万m3(榆化公司实现产值50亿元,项目上马,需水800万m3;电力工业实现产值24亿元,三期工程上马,需水1100万m3;一般工业40万m3);建筑业需水30万m3;第三产业需水50万m3。
5.2“十二五”期末需水预测榆社县2010—2015年,期末需水总量为3771万m3。
其中:城镇人口6万人,需水219万m3;农村人口7.8万人,需水142万m3;农业灌溉6000hm2,需水1080万m3;工业需水2200万m3(榆化公司扩大再生产,需水900万m3;电力工业扩大再生产,需水1100万m3;一般工业200万m3);建筑业50万m3;第三产业80万m3。
尾矿坝地震荷载作用下的数值模拟方法
新 的分析 手段 , 如有 限差 分法 、 边界 元法 、 子结 构法 、 振型 叠加 法和集 中质 量法 等 。 利用 有 限差分法 对尾 矿坝 在地 震作用 下进 行数 值 模 拟 , 用有 限差分 法 软件 F A 加分 析尾 矿 坝在 采 LC 地 震荷 载作 用 下 的 位 移 、 隙 水 压 力 、 效 应 力 情 孔 有
库的水位 , 增强尾矿坝 的静力和动力抗 滑稳 定性。 另外对渗透性不高的尾矿本身应采取加速排水的措
施, 以保 障尾矿库 在 正 常 运行 及 地 震 等 特 殊情 况 下
的安 全稳 定 。当然 , 在实 际生产 过程 中 , 针对 不 同 应 性质 的尾 矿进行 概 化 分 区 , 针 对 不 同地 区 的抗 震 并
方法 ; 线性 分析 发展 到非 线 性 分 析 以及 弹 塑 性分 从 析 ] 。分 析手段 主要 为 有 限单 元 法 , 他 还 有 一些 其
但 在 16 95年 3月 2 8日的 7级 地 震 中发 生 液 化 , 导 致 一邻 近 的老 坝溃 决 ,0 人 丧生 。 20余 根 据《 筑 物抗震 设 计规 范》 定 J6度 时 , 构 规 , 尾
中体 积减 少增 量 △ 与循 环 剪 切 应 变 幅 值 的 关 系如 下 :
:
1 尾 矿 库 概 况
上 游法 尾 矿堆 积坝 由于 成本 低 , 理方 便 , 管 国内
一
C e p 一C ( 1x ( 2
y
) ),
() 1
T
式 中 , d △ 为体 应变 ; 剪切应 变 ; C 为 常数 。 7为 C、
取 2 0m, 向取 6 其 中地基层 厚 2 , 5 竖 0m, 0r 初期 坝 n
尾矿库地质灾害的预测及防治措施
工程建设引发的地质灾害尾矿库地质灾害的预测、类型及防治措施一、尾矿库工程的特点尾矿库作为矿山选矿生产的主要设施,是事故易发部位,也是隐伏巨大安全隐患的危险源.尾矿库占用大量土地,改变和破坏原有生态环境;尾矿中的污染物,通过径流和渗透,污染周围的土地、水体;最严重的当属溃坝事故,尾矿库下游为人口相对集中的居民点.溃坝时,尾矿砂、废水倾泻而下,农田、村镇顷刻间遭受灭顶之灾,其危害比水库更为严重,造成人员伤亡、淤塞拉萨河河道、严重污染土地和水体。
拟建尾矿库分布于矿区帮达浦主沟下游,由于利用自然沟谷地形,筑坝成库,三面环坡,上游汇水面积较大,直接面对暴雨、山洪冲击。
尾矿砂颗粒细且饱水.选矿厂为增加矿物提取率,要求磨矿粒度很细,颗粒越细,尾矿库沉积滩面越平缓,库水位逼近坝前,尾矿砂多呈饱水状态,在振动、搅动条件下极易液化。
尾矿库设置有排洪设施.与一般水库不同的是,尾矿库本身不具备储水调洪能力,为排泄上游进库洪水,通常在库底设置排洪斜槽、管道或隧洞等构筑物,或在一侧开挖排水明渠.尾矿库为极具威胁的污染源.尾矿砂通常含有酸性、碱性、毒性污染物及镉、砷、铅、锌、银、汞等有害重金属,是一个隐伏巨大隐患的“毒场”,其污染影响面远远超过尾矿库本身。
尾矿库服务期就是尾矿坝筑坝期.后期坝随着库区尾矿砂的持续堆高而不断堆填、加高,即尾矿坝的筑坝施工贯穿整个尾矿库的运营、服务期,导致尾矿坝管理、监督难度大.闭库后仍存在安全隐患.尾矿库最佳恢复利用途径是复垦,即在库区覆土恢复土地或植树、种草,恢复生态,改善矿区环境,但目前由于监管不到位,矿主出于经济考虑,往往简单平整,任其自然.由于坝体、排洪设施等相对简陋,加上尾矿库所处自然环境恶劣,即使闭库后尾矿库仍存在发生安全事故进而引发地质灾害的隐患。
尾矿库主要地质灾害类型及特点1、泥石流对尾矿库而言,泥石流主要表现为溃坝次生灾害.据统计,70%以上的尾矿库垮坝伴生泥石流或泥浆流灾害,正在运行的尾矿库因库区积水则比例更高.尾矿坝高度大,存放的尾矿砂多且饱水,形成大规模泥土石流灾害的可能性较大..尾矿库溃坝形成的泥石流具有高势能、速度快、前锋高度大的特点,与坝高、坝前地形、尾矿砂堆存量以及含水状态等密切相关.值得注意的是,尾矿库溃坝通常发生于雨季,平常含水量低的尾矿砂因雨水、山谷洪水的加入,同样易于形成泥石流.坝前方陡(前倾)、窄的沟谷地形进一步为泥石流增势.2、滑坡尾矿库滑坡灾害包括坝体滑坡、诱发库岸滑坡或遭受自然滑坡灾害三个方面.尾矿库后期坝多采用上游法堆筑,尾矿砂为筑坝材料,坝体强度低,稳定性差,在初期坝与后期堆积坝之间存在一个抗剪能力极低的潜在滑动面.随着库区尾矿砂的不断增高,对坝体的压力逐渐加大,坝体最终因承受不住巨大压力而滑坡破坏,导致坝体垮塌.尾矿库由于位于帮达浦主沟下游,堆放的尾矿砂多呈饱水状态,库尾积水以便选厂循环利用,因此,同水库一样,尾矿库运行期间,将对库岸坡体产生浸泡、坡脚冲刷等作用,库岸自然地质环境发生变化,如岩土体饱水、强度降低,使得处于平衡状态的岸坡发生破坏,破坏形式包括滑坡、崩塌、塌岸,影响因素主要有库岸形态特征、岩土体性质、冲刷作用强度等,结构松软和对水反应敏感的岩土体,往往容易产生岸坡破坏.尾矿库建设及运营在诱发库岸滑坡的同时,还可能遭受自然滑坡灾害.大规模库区滑坡可造成涌浪,导致污水、尾矿砂溢坝,甚至垮坝事故.影响库岸滑坡的因素可划归为以下三类:一类是岩土体强度,如岩土体性质、结构、风化等;第二类是斜坡的形态特征,如地形坡度、人工开挖、填土等;第三类则是斜坡内应力状态,如地下水压力、堆载、地震和人工爆破等.滑坡灾害具有突发性、危害大的特点,溃坝事故往往是先滑坡,后转化为泥石流.3、塌陷尾矿库所在地主要塌陷类型为构筑物破坏塌陷。
尾矿库抗震液化及震后稳定性分析
3 6 0 0 万 m 和5 3 0 0 万 m。 。
是 永 久 性 建 筑 ,在 设 计 阶 段 、 服 务 期 及 废 弃 后 均 需 要 进 行 抗 震 及 液 化 分 析 。尾 矿 库 在 震 后 可 能 发 生 溃 坝 ,或 存 在 不
同程 度 的裂 缝 、 渗漏 、滑 坡 、 塌 方 等 隐 患 ,需 加 强 和 改 善
演 到 时 域 上 从 而 得 到 土 体 的 反 应 时 程 。采 用 时 域 法 的 wi 1 s o n —e 逐 步 积 分 按 照 等 价 线 性 法 进 行 动 力 反 应 分 析 。根 据 等 价 线 性 法 ,具 有 粘 滞 阻 尼 的 非 线 性 土 体 , 可 以 简 化 为
一
尾 矿 库 的安 全 状 况 ,提 高 尾 矿 库 的安 全 度 I 】 ] 。尾 矿 库 内 超 孑 L 隙水 压 力 的 消 散 发 生 在 地 震 结 束 后 ,因 此 对 尾 矿 库 震 中 及 地震 结 束 后 的 稳 定 性 计 算 分 析 同样 重 要 。 以 御 驾 泉 尾 矿 库 为 例 ,分 别 对 3 4 5 1 2 1 和3 7 0 r n 标 高 筑 坝 工 况 进 行 坝 体 动 力
第 1 2卷 第 5期 2 0 1 4年 1 O月
矿 业 工 程
M i n i n g Eng i ne e r i n g 43
・
安全与环保 ・
尾 矿库 抗 震 液 化 及 震 后稳 定性 分析
王 迪 李 培 良
( 1 .北 京科 技大 学土 木 与环境 工程 学 院 ,北 京 1 0 0 0 8 3 ;
尾矿库风险评价解析
风险评价尾矿库作为人工形成的高位泥石流危险源,主要特征是具有较高的能量。
影响尾矿库安全的危险、有害因素很多,概括起来主要有勘察因素、设计因素、施工因素、运行管理因素及自然因素等方面。
第一节重大危险源辨识根据国家标准《危险化学品重大危险源辨识》(GB18218-2009),危险化学品重大危险源是指长期地或临时生产、加工、使用或储存危险化学品,且危险化学品的数量等于或超过临界量的单元。
危险化学品是指具有易燃、易爆、有毒或有害等特性,会对人员、设施、环境造成伤害或损害的化学品,本尾矿库是存储洛家河铜矿选矿厂铜矿石选矿废渣,根据本矿矿石性质不含有毒、易燃、易爆物质,选矿中添加的药剂也不是有毒、易燃、易爆物质。
所以洛家河尾矿库存储的物质没有易燃、易爆、有毒、有害物质。
根据国家安全生产监督管理局《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》(安监管协调字【2004】56号的规定:尾矿库全库容≥100万立方米或坝高≥30m,构成重大危险源。
洛家河铜矿杂木交沟尾矿库设计总库容400万立方米,坝高82米,因此构成重大危险源的要素,故本尾矿库是重大危险源。
根据重大危险源管理办法,应进行申报和备案。
第二节生产中危险因素分析与措施尾矿库从勘察、设计、施工到使用过程中,任何一个环节出现问题都能导致尾矿库不能正常使用,甚至出现重大安全事故。
主要危险、有害因素存在于以下几个方面:一、勘察因素造成的危害由于受各种因素的影响,有的是未做必要的勘察,有的是勘察深度不够,造成设计计算参数选用上科学依据不足。
而设计上的失误造成的工程隐患,往往到运行阶段才会暴露出来,造成管理人员难以做出正确的判断和采取恰当的措施。
对库区、坝基、排洪管线等处的不良地质条件未能查明,就可能造成库内滑坡、坝体变形、坝基渗漏、排洪涵管断裂、排水井倒塌等危害。
对尾矿坝坝体及沉积滩的勘察质量低劣,则导致稳定分析、排洪演算等结论的不可靠。
洛家河铜矿杂木交沟尾矿库2008年委托太原市兴华岩土工程勘察有限公司对库区进行了勘察,并出具了勘察报告。
煤矸石尾矿库坝稳定性分析报告
煤矸石尾矿库坝稳定性分析——以屯兰矿煤矸石尾库坝为例摘要我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。
目前,煤矸石是我国排放量及积存量最大的工业废弃物。
然而,对煤矸石的综合利用尚不到矸石排放量的15%。
余下矸石都采用圆锥式或沟谷倾倒式自然松散的堆放在矿区四周。
由于矸石堆放的不稳固,严重威胁到影响区的生产生活安全。
以山西焦煤集团屯兰矿煤矸石尾矿库坝为例,通过查阅相关文献资料、收集整理研究区的区域地质资料、现场地质调绘、工程地质勘查、坝体及库填材料的岩土力学测试、室内的系统总结分析,获得了该尾矿库坝区的基础地质资料和库坝的堆库成坝历史,查明了库坝的工程地质条件和影响库坝稳定性的主要因素。
研究成果认为:地形地貌条件、岩土结构及其特性等是库坝形状的客观物质基础;堆坝方式、堆积历史、堆积质量是影响库坝稳定性的主要因素;不良排水、筑坝的施工质量和不合理开挖是造成库坝失稳的直接诱发因素。
论文结合库坝稳定的定性定量分析结果、附近工程与居民生活条件及附近以往的筑坝维护经验,提出了采用注浆加固坝体、裂缝补填、坡面格构防护、坡顶与平台上设置截排水沟、及整个坡上进行种草生物防护等综合的防治措施的建议。
成果对煤矿煤矸石尾矿库坝及类似干、松的尾库坝的稳定性分析具有借鉴和参考作用。
关键词:煤矸石,尾矿库坝,工程勘察,稳定性分析,注浆加固Shanxi coking coal group Abram ore tailings dam tuen mun coalStability analysisAbstractChina is the world's largest producer and consumer of coal. At present, our country emissions coal gangue is the largest stock and product of industrial waste. However, for the comprehensive utilization of coal gangue is still less than 15% of emissions. The rest are adopted the cone type or waste valleys of natural loose dumping stacked in mining area around. Because of the gangue piled up shaky, a serious threat to the safety of production and life of influence.Taking shanxi coking coal group in tuen mun ore tailings dam Abram gangue as an example, through the literature review material, collect the regional geological material, field geological tone paint, engineering geology exploration, dam and fill in the library materials soil mechanical testing, indoor system summary analysis for the dam foundation of the tailings reservoir geological data and the pile of library into dam, finds out the history of the reservoir conditions of engineering geology and the main factors of influence stability reservoir.Research results think: conditions of landform, geotechnical structure and characteristics of the shape of the reservoir is objective material base; Way of dam, piling up history, quality is the main factors of influence reservoir stability; Bad drainage, DAMS and quality of the construction of the excavation is not reasonable cause reservoir instability of direct inducing factors.The thesis combines reservoir stable qualitative and quantitative analysis results, near engineering and living conditions and the nearby residents of past experience, put forward the DAMS maintenance grouting reinforcement, crack fill dam slope surface lattice structure form and protection, top and platform, and the whole set section drain on grass slopeprotection, and so the prevention and control of the biological comprehensive measures Suggestions.Results of the coal mine tailings dam and similar coal gangue dry, loose the tail of the reservoir stability analysis the experience and reference function.Keywords: Tailings dam, coal gangue, engineering survey, the stability analysis, grouting reinforcement目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (6)1.1项目研究背景及意义 (6)1.2尾矿库坝稳定性国内外研究现状 (6)1.3本文研究思路 (7)2研究区自然地理与地质环境 (9)2.1尾矿库坝 (9)2.1.1尾矿库坝基本概况 (9)2.1.2尾矿物质的组成 (10)2.1.3尾矿库等别及构筑物级别 (10)2.2位置与交通 (11)2.3气象与水文 (12)2.3.1气象 (12)2.3.2水文 (12)2.4地层与岩性 (12)2.5构造 (13)2.6地震活动与新构造运动 (13)3屯兰矿尾矿库坝的工程地质条件 (14)3.1地形地貌 (14)3.2库区地层构成 (14)3.3不良地质作用 (15)3.4物理力学性质指标 (16)3.5坝体浸润线 (17)3.6场地水、土对建材腐蚀性评价 (18)3.7场地地震效应 (18)3.8人类活动 (18)4煤矸石尾矿库坝的稳定性分析 (19)4.1煤矸石尾矿库坝稳定性分析 (19)4.1.1定性分析 (19)4.1.2定量分析 (19)4.2屯兰矿煤矸石尾矿库坝稳定性计算 (21)4.2.1计算方法 (21)4.2.2计算剖面的选取 (21)4.2.3参数选取 (21)4.2.4计算工况 (22)4.2.5计算成果 (22)4.3综合分析 (23)5结论 (26)致谢 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
堆石坝坝顶通车三维动力响应分析
堆石坝坝顶通车三维动力响应分析邱珍锋;卢孝志;张宏伟【摘要】针对重庆市万州区天仙湖堆石坝坝顶通车问题,进行了坝体灌浆加固后坝顶车辆动力荷载作用下坝体的动力响应分析.研究了坝体在不同车重车辆动荷载作用下的动拉应力、动压应力、动剪应力,以及动荷载引起的永久变形的分布及变化规律;并根据坝体在车辆荷载作用下的动力响应,建立了车辆重量与动力响应之间的关系.认为在一定限制条件下,天仙湖拦沙坝混凝土面板堆石坝坝段坝顶通车是可行的.大坝动力响应随过车车重的增加而增强,灌浆区动主拉应力随车重的增加基本呈线性增长,根据拟合的动主拉应力与车重的线性关系,并结合灌浆条件的抗拉强度,得出过车的最大车重为4.13t.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)023【总页数】5页(P108-112)【关键词】堆石坝;车辆荷载;车重;灌浆区;动力响应【作者】邱珍锋;卢孝志;张宏伟【作者单位】重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心,水利水运工程教育部重点实验室,重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心,水利水运工程教育部重点实验室,重庆400074;重庆交通大学国家内河航道整治工程技术研究中心,水利水运工程教育部重点实验室,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】TV641.41 工程概况重庆市万州区天仙湖堆石坝位于苎溪河下游万州城区万安大桥上游约160 m 处,坝址控制流域面积228 km2,多年平均年径流量1.44×109 m3。
2012年3月长江三峡水库降低水位运行后,天仙湖内外水位高差4 m 时,出现库中坝倒灌现象;之后数次发现严重渗漏问题。
针对天仙湖堆石坝出现的病险情况,拟采用固结灌浆结合幕灌浆重建防渗系统。
为缓解万州城区北滨路—和平广场—万安大桥—北山沿线的道路交通压力,相关部门提出将已建成天仙湖堆石坝作为连接竺溪河两岸的临时交通道路使用。
由于天仙湖堆石坝原设计为竺溪河环境治理的配套项目,未考虑坝顶通车功能,坝顶通车可能造成堆石坝段灌浆加固后形成的心墙防渗体破坏、坝坡失稳等问题。
解析某高速公路与尾矿库的相互影响
设 计 洪 水 总 量 计 算 公式 如 下 :
4 P =0. 1 P’
上 游 冲 沟 内 汇 水 无 法 从 K8 +3 4 5 箱 涵排 出 , 需 在 K8 + 3 2 0 - K8 + 4 0 0 段路线北侧 , 填 平 上 游 小 型 冲 沟
【 关 键 词 】尾 矿 库 ; 高速 公路 ; 安 全 评 价
尾 矿 库 对 工 程 的一 影响主要为发生洪 水 、 泥 石 原 矿 2 0 万吨 , 年 生 产 铁 精 矿粉 8 万吨。 年 产 生 干 流、 地 震 等 不 良地 质 作 用 和 地 质 灾 害 时 造 成 坝 体 选 废 石 2 万吨 、 尾矿 砂 1 0 万吨 。 尾 矿 堆 积 干 容 重 垮塌 , 形 成 尾矿 流¨ 。 危 害下游 高 速 公路路 基 、 桥 1 . 5 5 t / m , 故年 排尾矿量6 . 4 5 万立方米 。 梁安 全 ; 尾 矿 库 库 岸侧 壁 黄 土 受 尾 矿 水 的 浸 泡 , 易 该 尾矿 库初期坝 为透 水混 合坝 , 建 于 沟 谷 较
通 道之一 。
2 高速 公 路 与尾 矿 库 相 互 影 响分 析
2 . 1尾 矿 库 最 终 运 行 参 数 根 据 繁 峙 县 恒 源 矿 业 有 限 责 任 公 司 尾 矿 库
1 . 2尾矿库 概 况
繁 大 高 速 公 路 在 K8 + 3 4 5 处 通 过 繁 峙 县 恒 源 初步 设计 ( 安全专篇) 》 设 计 要求 , 尾矿 库 最终 坝 矿 业有 限责 任 公司尾矿 库库 区 。 该 选 矿 厂 年 处 理 高 为 9 9 0 m, 该尾矿库调洪 高度计算 。
《2024年尾矿坝边坡失稳物理机理及数值仿真方法研究》范文
《尾矿坝边坡失稳物理机理及数值仿真方法研究》篇一一、引言尾矿坝作为矿业活动的重要设施,其安全稳定性直接关系到人民生命财产安全及环境生态保护。
边坡失稳是尾矿坝常见的灾害形式之一,对其物理机理的深入研究及有效的数值仿真方法的开发,对于预防和控制尾矿坝边坡失稳具有重要意义。
本文旨在探讨尾矿坝边坡失稳的物理机理,并研究相应的数值仿真方法。
二、尾矿坝边坡失稳的物理机理1. 材料特性尾矿坝主要由尾矿、粘土和少量的粗骨料组成。
这些材料的内摩擦角、粘聚力、渗透性等物理性质决定了边坡的稳定性。
材料在固结、力学加载和外部环境变化过程中的性能变化是边坡失稳的重要影响因素。
2. 应力分布与转移在尾矿坝形成和运行过程中,应力会在坝体内部进行重新分布和转移。
如果应力超过材料的强度极限,可能导致材料的剪切破坏和滑动面形成,从而引发边坡失稳。
3. 渗流与水力作用水分的渗入会降低尾矿材料的强度,增加内摩擦角的变化,同时可能形成静水压力或动水压力,对边坡稳定性产生不利影响。
4. 地震及其他外力作用地震波及其他外力的作用可能导致尾矿坝的震动和位移,从而加剧边坡的不稳定状态。
三、数值仿真方法研究1. 有限元法(FEM)有限元法是一种广泛应用于岩土工程领域的数值分析方法。
通过建立尾矿坝的有限元模型,可以模拟坝体的应力分布、位移变化及材料性能的退化过程,从而预测边坡的稳定性。
2. 离散元法(DEM)离散元法适用于模拟非连续介质的行为,特别适用于分析尾矿坝中颗粒材料的运动和相互作用。
通过模拟颗粒的碰撞、滑动等行为,可以更好地理解边坡失稳的物理过程。
3. 渗流与应力耦合分析考虑渗流与应力的相互作用,建立渗流-应力耦合分析模型。
通过模拟水分在尾矿坝中的渗流过程及其对材料性能的影响,可以更准确地评估边坡的稳定性。
4. 动态分析方法针对地震等外力作用下的尾矿坝边坡失稳问题,可以采用动态分析方法,如动力有限元法、动力离散元法等,以模拟外力作用下的坝体响应及边坡的动态稳定性。
尾矿库安全管理制度(完整版)
1、尾矿排放与筑坝,包括岸坡清理、尾矿排放、坝体堆筑、坝面维护和质量检测等环节,严格按设计要求精心施工。
2、尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水要求。
尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。
3、每期堆积坝充填作业之前必须进行岸坡处理,将树木、树根、草皮、废石及其他有害构筑物全部清除。
遇有泉眼、水井、地道或者洞穴等,妥善处理,清除杂物,运至库外,不得就地堆积。
沉积滩内不得埋有块石、废管件、支架及混凝土管敦等杂物。
岸坡清理应做隐蔽工程记录,经主管技术人员检查合格后方可充填筑坝。
4、排放时与坝前均匀放矿,维持坝体均匀上升,不得任意在库后或者任意一侧岸坡放矿(修子坝或者移放矿管时除外) 。
粗粒尾矿沉积于坝前,细泥尾矿排至库内;沉积滩范围内不得有大面积矿泥沉积;坝顶及沉积滩面应均匀平整,沉积滩长度及滩顶最低高程必须满足防洪设计要求;矿浆排放不得冲刷初期坝和子坝,严禁矿浆沿子坝内破址流动冲刷坝体;放矿时操作工不得离岗。
5、排放采用分段交替作业,使坝体均匀上升,避免滩面浮现侧坡、扇形坡或者细泥尾矿大量集中沉积于某段或者某侧。
6、放矿的间距、位置、同时开放的数量及放矿时间,按设计要求生产计划进行操作。
7、采用多管小流量的放矿方式,用导流槽或者软管将矿浆引至远离坝顶处排放,以利尽快形成滩面,保护初期坝上游坡及反虑层免受矿浆冲刷。
冰冻期、事故期或者由某种原因确需长期集中放矿时,不得浮现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。
8、尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。
坝外坡面维护工作按设计要求进行,或者视具体情况选用以下维护措施:坡面修筑人字沟或者网状排水沟;坡面植草或者灌木类植物;采用碎石、废石或者山坡土覆盖坝坡。
每期子坝修筑完毕,进行质量检查,主要检查子坝坡面尺寸、长度、轴线位置及边坡坡比,坝顶及内坡址滩面高程、库内水位,以及尾矿筑坝质量。
检查记录需要经主管技术人员签字后存档备查。
1 、在满足回水水质和水量要求的前提下,尽量降低库内水位,当回水水质与坝体安全对干滩长和超高的要求矛盾时,必须保证尾矿库安全。
尾矿库稳定性分析
采用FLAC-3D有限差分模拟软件,建立金子湖拦水拱坝三维模型,如图1所示。分析坝体应力和洪水位蓄水稳定性。拱坝模型参照中冶长天国际工程有限责任公司2011年1月提交的《紫金山金铜矿金子湖拦水坝工程初步设计说明书》,按照控制点、圆心点的准确坐标建立,适当简化两侧山体,以坝体轴线下游方向为X轴正向,建立模型Y方向长80m,X方向宽18m,顶宽3m,底宽6.7m,坝顶高程为229.0m,坝高18.5m。在模型底部约束垂直位移,在模型两侧约束X、Y方向水平位移,假设山体稳定,不发生变形。
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FLAC是Fast Lagrangian Analysis of Continua(连续的快速拉格朗日分析)的缩写,[5]是基于显式有限差分法的数值分析方法,[6]它是著名学者、英国皇家工程院院士、离散元的发明者Peter Cundall博士在上世纪70年代中期开始研究开发的面向土木建筑、采矿、交通、水利、地质、核废料处理、石油及环境工程的通用软件系统,是美国Itasca国际咨询集团公司的软件[7]核心产品(包括FLAC,FLA C3D,FLAC/ SLOPE,UDEC,3DEC,PFC2D及PFC3D)最知名的软件系统之一。FLAC ( 1986年)在全球七十多个国家得到广泛应用,在国际土木工程(尤其是岩土工程)的学术界和工业界赢得广泛的赞誉。[8]
Key words:dams;fastlagrangian analysis of continua ( FLAC);stability;measure
作者简介:雷丁丁(1987-),男,汉,江西樟树,现为硕士研究生,主要从事采矿工程、岩体力学研究工作。E-mail:ddiloveyou2007@
坝址区内构造总体上较简单,但两岸差别较大。右岸山鼻尖正对面山提的小沟谷为一条小断层,产状为300°/NE(上游)∠70°左右,在其下游有一条280°/SE(下游)∠70~75°的小断层。都属于陡倾角、规模小。左岸山鼻子范围构造相对复杂些,主要是山鼻子近凹陷处及外侧近山鼻子的高突部位有两条较大断层(称F1、F2)及其破碎带存在,且横切过整个鼻子山体。其宽度都达2~2.2m,产状分别为320°/NE(河床)∠70°和280°/NE∠50~60°。尤以凹部断层破碎较强烈,破碎岩石块度小,风化和绿泥石化也较强。而F2断层破碎带中岩石复受硅化,致密坚硬,风化不强是其有利的一面。再者山鼻子顶端往外(北端)还有两条横切山体的小断层,程扁豆体状,宽度都在0.05~0.15m,且局部张开,产状320°/NE(河床)∠70~72°。另有一组主裂隙,产状为210°/NW(山里)∠75~80°,大部呈闭合状态,偶见局部张开状态。
深厚冲积层上尾矿坝加高抗震稳定分析
深厚冲积层上尾矿坝加高抗震稳定分析郄永波;周汉民;崔旋;韩亚兵【摘要】针对位于9度地震区、80 m深厚冲积层上的某尾矿库的加高扩容,提出了多种抗震安全措施相结合的坝体加高方案,采用动力有限元法对加高坝体的动力响应、液化情况及动力抗滑稳定性进行了分析.结果表明:采取综合抗震措施后,动力抗滑稳定最小安全系数为1.019,能够满足抗震安全要求,研究成果可为类似工程提供参考.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】3页(P195-197)【关键词】深厚冲积层;尾矿坝;加高扩容;动力;稳定性【作者】郄永波;周汉民;崔旋;韩亚兵【作者单位】北京矿冶科技集团有限公司;金属矿山智能开采技术北京市重点实验室;北京矿冶科技集团有限公司;金属矿山智能开采技术北京市重点实验室;北京矿冶科技集团有限公司;金属矿山智能开采技术北京市重点实验室;北京矿冶科技集团有限公司;金属矿山智能开采技术北京市重点实验室【正文语种】中文受地形地质条件限制,当尾矿库无法选择到理想的库址时,不可避免的需要建于高地震烈度、深厚覆盖层等地区。
建于河床深厚冲积层上的尾矿坝,因冲积层具有颗粒不均匀、夹有薄砂层或黏土层、渗透性强、承载力低等特点,建坝之后存在的技术问题较多,如坝基渗流、坝基抗滑稳定、坝基沉降与不均匀沉陷、坝基砂层液化等,其动力响应及地震稳定性均值得深入研究[1]。
本研究以国内某深厚冲积层上尾矿库为例,针对其加高扩容面临的抗震稳定性问题,对综合抗震措施进行分析,并采用动力有限元时程分析法,进行抗震稳定性分析。
1 工程概况某尾矿库位于我国西南高地震烈度区,当地矿产资源丰富,山势陡峭,沟谷幽深,尾矿库选址困难。
受地形条件限制,尾矿库选址于河道开阔地带形成的冲洪积河漫滩上,采用一面傍山、三面筑坝形成傍山型尾矿库,原设计总坝高23 m,总库容413万m3,为四等库。
初期坝为透水砂砾料坝,坝高12.5 m,顶宽7.5 m,内坡比为1∶2.0,外坡比为1∶2.5。
选矿厂尾矿库设施设计规范
选矿厂尾矿库设施设计规范选矿厂尾矿设施设计规范关于发布行业标准《选矿厂尾矿设施设计规范》关于发布行业标准《选矿厂尾矿设施设计规范》的通知(90)建标字第695 号根据原国家计委计标发〔1986〕28 号文的通知,同中国有色金属工业总公司北京有色冶金设计研究总院主编的《选矿厂尾矿设施规范》已经有关部门会审,现批准为行业标准,编号为ZBJ1-90,自1991 年7 月1 日起施行。
中华人民共和国建设部1990 年12 月30 日选矿厂尾矿设施设计规范第一章总则第1.0.1 条为使我国选矿厂尾矿设施设计符合国家的有关方针、政策和法令,达到妥善贮存尾矿和保护环境的要求,特制定本规范。
第1.0.2 条本规范适用于新建、扩建和改建的选矿厂尾矿设施设计。
第1.0.3 条选矿厂必须有完善的尾矿设施,严禁尾矿排入江、河、湖、海。
第1.0.4 条尾矿设施设计除应遵守本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。
第1.0.5 条尾矿设施设计应符合下列要求:一、符合企业建设的总体规划,尾矿库使用年限与选矿厂的生产年限相适应;当采用多库分期建设合理时,应制定出分期建库规划,确保后期库的竣工投产时间比前期库的闭库时间提前0.5~1 年,每期尾矿库的使用年限,小型选矿厂不宜少于5 年,大、中型选矿厂不宜少于10 年;二、在满足生产要求和确保安全的前提下,充分利用荒地和贫瘠土地,不占、少占和缓占农田,有条件时可考虑造地还田和尾矿库闭库后复田;三、对有现实利用价值的尾矿考虑综合利用的要求;四、采用符合国情、安全可靠、经济合理的新技术、新工艺、新设备、新材料;五、充分回收利用尾矿澄清水,少向下游排放;六、供电的负荷等级与选矿厂一致;七、提交的最终设计文件中有专供厂矿生产管理使用的设计要点说明及有关的主要图纸。
第1.0.6 条尾矿设施设计视其工程规模、设计阶段、项目组成和重要性等因素,应具有下列相应的基础资料:选矿工艺资料;尾矿量和尾矿的物理、化学性质资料;尾矿浆的沉降和浓缩试验资料;尾矿水水质分析和水处理试验资料;尾矿水力输送试验或流变学试验资料;尾矿土力学试验资料;尾矿堆坝试验及渗流试验资料;气象及水文资料;尾矿库库区、坝址、排水构筑物沿线、筑坝材料场地和输送管槽线路等的测量、工程地质与水文地质勘察资料;尾矿库上、下游居民区工农业经济调查资料;尾矿库占用土地、房屋和其它设施拆迁及管道穿越铁路、公路、通航河流等的协议文件;环保资料。
几个尾矿坝垮塌事故案例分析与教训
典型尾矿坝垮塌事故与应吸取的教训范恩让(er_fan@)摘要:本分从国内外几个典型尾矿坝事故分析入手,就导致尾矿坝失事的主要原因进行了论述,认为管理、洪水、渗透及液化等是导致尾矿坝失事的主要原因,从而应吸取相应的教训。
关键词:尾矿坝;垮塌;教训;1、引言尾矿坝作为矿山开采的三大控制性建设工程之一,也是特殊的工业建筑物,尽管尾矿坝的建造有较长历史,如Brent尾矿坝于1830年中期建成[1],人们一直很重视它,但还是在世界各地出现了许多灾难性的事故,特别是在国内近期矿难频发,因此有必要对其产生的原因进行总结。
国内外尾矿坝的各类灾害时有发生,这些灾害中,溃坝带来的人员伤亡、环境污染及经济损失最为严重。
西班牙Aznalc幃llar尾矿坝1998年溃坝,致使下游4600万m2区域受到污染。
意大利Stave尾矿坝1985年的溃坝导致了近300人死亡和巨大的财产损失;1994年南非Merriespruit尾矿坝溃坝,导致17人死亡;1995年圭亚那Omai金矿尾矿坝遭受破坏后,900名圭亚那人因饮用氰化物污染水死亡;1994年California地震引起的TaoCanyon尾矿坝溃坝,带来了巨大的经济损失和环境污染;1950年SodaButte河因一座尾矿坝溃坝使该区域受到严重污染。
在国内,2000年广西南丹尾矿库垮塌,造成20多人死亡;2006年陕西镇安某黄金尾矿坝溃坝,造成17人死亡。
2、尾矿坝垮塌事故案例及分析2.1意大利斯塔瓦尾矿坝垮塌案例及分析斯塔瓦尾矿坝分为上方坝及下方坝,于1962年开始建设下方坝,用上游法筑子坝,上升的最终高度大约为26m,坝的下游坡角平均为32度;上方坝于的初期坝施工结束,初期坝高5m,由天然粘土建成,没有采用任何地基处理及加固手段,在大坝升到10m高以前是采用中线法筑坝,下游坡面角大约40度,坡角伸入到下方汇水区域的软沉积层中。
10m高以上用上游法筑坝,下游坡面角角度不变。
尾矿坝的坝型及实例
尾矿坝的坝型及实例尾矿坝坝型可分为两大类:一类是初期坝用当地土、石材料筑成,后期坝用尾矿筑成。
初期坝可做成透水坝(有利于尾矿排水固结,近年来采用较多),也可做成不透水坝(国内早期采用较多)。
后期坝一般采用上游法筑坝(图1~8),在地震较多的国家(如日本、智利等)常采用下游法筑坝(图9~15)或中间加高法筑坝(图16~17)。
另一类是整个坝体全用当地土、石材料筑成(图18~19)。
为了延缓投资,此类坝型也可分期修筑。
后一类型坝型仅用于尾矿颗粒很细不能用于筑坝的情况,或采场有大量的废石可用尾矿库用废石堆场的情况,前一类坝型采用较广。
初期坝是在基建时期由施工单位负责修筑的,而后期坝通常是由生产单位在整个生产过程爱年修筑的。
因此,尾矿坝的设计不但要选择合理的初期坝坝型,做好初期坝的设计,更重要的是根据尾矿特性、坝址地形地质条件、地震烈度、气候条件、施工条件和生产特点等因素选好尾矿坝的整体坝型,做好整体坝的设计,确保整体坝的稳定与安全。
国内外一些些尾矿坝的实例见表1和2。
图1 弓长岭矿前峪尾矿坝1-初期土坝;2-排渗管;3-尾矿冲积坝;4-实际堆坡图2 杨家杖子尾矿坝1-千砌石坝(1952年建);2-浆砌墙;3-土坝(1958年建);4-尾矿冲积坝图3 大吉山矿尾矿坝1-初期土坝;2-尾矿冲积坝;3-排渗管;d600毫米;4-滑坡区(1973年6月)图4 齐大山矿周家沟尾矿坝1-堆石体;2-反滤层;3-保护层;4-尾矿冲积坝图5 南芬小庙沟尾矿坝1-块石;2-反滤层;3-保护层;4-风化料;5-尾矿冲积坝图6 攀枝花马家田尾矿坝1-块石;2-风化料;3-砂砾料;4-尾矿冲积坝图7 日本明延太简步谷尾矿坝1-废石;2-砂;3-浸润线;4-矿泥图8 日本生野矿大佩谷尾矿坝1-废石;2-砂;3-浸润线;4-矿沁泥;5-暗沟图9 加拿大勃伦达尾矿坝1-防渗墙;2-废石;3-挑选石料(d<150毫米);4-排渗带,宽61米,厚1米(用挑选石料);5-旋流尾矿砂;6-矿泥图10 法国拉风蒂勒尾矿坝1-上游截洪坝;2-初期土坝;3-排渗盲沟;4-旋流尾矿砂筑坝;5-矿泥图11 日本足尾矿篑子桥尾矿坝1-废石;2-砂;3-过滤层;4-矿泥图12 日本尾去泽矿松子泽尾矿坝1-废石;2-砂;3-矿泥;4-暗渠图13 日本洪午矿洪午泽尾矿坝1-堆石(坚固粘板岩);2-一期工程(砂质粘土);3-厚0.9米砂垫层;4-矿泥;5-砂层;6-粘土混凝土层;7-二期工程(砂质粘土)图14 日本明延矿乌奥尾矿坝1-废石;2-土砂;3-矿泥图15 日本桢峰矿管原尾矿坝1-砾石(40~270毫米);2-砂;3-矿泥图16 西德某尾矿坝1-初期坝(1965年);2-排渗层;3-矿泥;4-旋流尾矿砂图17 加拿大吉布兰塔尾矿坝1-初期坝;2-初期滤水坝趾;3-旋流尾矿砂;4-矿泥;5-底部排渗;6-坝轴线图18 凡口矿尾矿坝。
不同地震输入对混凝土面板堆石坝动力反应的影响
I fue c f d fe e t s i m i n u n d n m i e po s f n l n e o if r n e s c i p t o y a c r s n e o c nc e e f c d r c fI a o rt a e o k I i d m
地 震 加 速 度代 表 值 取 水 平 向 的 2 , 狭 窄 河 谷 条 件 下 偏 小 。 面 板 堆 石 坝 动 力 反 应 分 析 宜 采 用 顺 河 向地震输人 。 分
关 键 词 : 面 板 堆 石 坝 ; 动力 放 大 倍 数 ; 地震 动 分 量 中 图 分 类 号 : U321 T 5. 文 献 标 识 码 :A
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l 8卷 2 期
2 0 年 6月 02
世
界
地
震
工
程
Vo . 8 11 ,No. 2
WO D AR HQUA N NE RI RL E T KE E GI E NG
J n. 0 2 u ,2 0
文章编号 :10 - 0920)2 09 0 0 7 66 ( 2 —06 — 6 0 0
e o g o t k et l o—h r o tla c l ain r t s23 wh n te r e aly i n ro Dy n u h t a e v r c —t i a o i na ce rt a i a / e h i rv l S a r w. . z e o o v e
建设于塌陷区之上的尾矿库坝体沉降分析
建设于塌陷区之上的尾矿库坝体沉降分析摘要:当前我国大部分矿山贫化率加剧,致使尾矿堆积问题突出。
尾矿库作为一座人为形成的高位泥石流危险源,在生产运行过程中,经常受到很多不确定性因素的影响,存在较多危害和事故隐患。
它一旦发生事故,必将对下游地区居民的生命和财产造成巨大灾害,并对环境造成严重污染。
利用煤矸石作为筑坝材料,将尾矿库建于采煤塌陷区之上,节约现有土地资源,对未来的矿山企业生产有着非常重要的意义。
关键词:塌陷区;尾矿库坝体沉降;分析引言尾矿库(tailing pond)是指筑坝拦截谷口或围地构成的用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所。
尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。
在长达十多年甚至数十年的期间里,各种自然的(雨水、地震、鼠洞等)和人为的(管理不善、工农关系不协调等)不利因素时时刻刻或周期性地威胁着其安全。
事实多次验证,尾矿库一旦失事,将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的损失和伤害。
1工程概述本尾矿库地处采煤沉陷区的中心地带。
该库四周筑坝,为一平地型尾矿库,设计总坝高20.0m,总库容3340.0×104m3,尾矿库等别为四等。
该库初期坝结构型式为煤矸石加筋复合坝体,利用特制高强土工布进行加筋,该坝体具有柔韧性和透水性,既适应沉陷区坝体的沉降变形,又有利于后期尾矿坝的排渗。
堆积坝筑坝方式采用上游式池填法,尾矿堆积坝平均外坡比1∶5。
由于该库建在8度地震区和煤矿采空区的沉陷坑之上,坝体及地面的位移、变形不可避免,刚性构筑物费用太高,所以采用煤矸石填筑码头,长约610m,顶宽15m,填筑边坡为1∶1.33。
在码头顶部埋设排洪钢管(D=1020mm两根),排洪钢管接钢筋混凝土预制管,最终将洪水导入天然河道。
为了加强初期坝的排渗效果,在初期坝底部增设了600mm厚的排渗褥垫。
为了加速库内尾矿的排水固结,西部坝体内侧采用塑料盲沟排渗,盲沟宽度5.0m,深1.0m,东部坝体内侧采用煤矸石褥垫排渗体(外包土工布),长16.0m,厚1.0m,连续铺设。
尾矿坝的渗流和静动力稳定分析
18
最危险滑动面搜索
1. 带有约束条件的广义数学规划问题
目标函数:安全系数 K 待求解变量:曲线l 约束条件:曲线K 在区域S 内
( n tan c)dl l min K dl s.t. l S
2. 去除约束,将稳定分析问题转化为无约束的广义数学规划问题
平衡法在应力计算时,因引入本构关系和几何方程,不需要引入极限平衡条件。
Part 4
稳定分析——有限元极限平衡法
20
算 例
Method 1 2 3 mesh)
Slip surfaces Slip surface A (Circular) Slip surface B (Fully specified) Slip surface C (Optimised)
(x, y)处的应力,σij0对应坡体真实应力场。
Part 4
稳定分析——有限元极限平衡法
最危险滑动面搜索
19
直接搜索法一般需要给定初始滑动面, 在全区域内指定若干条初始滑动面,对应 于每一条初始滑动面得到最危险滑动面及 相应的稳定安全系数。比较对每个初始滑 动面搜索得到的稳定安全系数,其中最小
安全系数对应的滑动面即为全区域的最危
0 ij ( x, y)( x, y) S ij ( x, y) 0 ( x , y ) S
将应力场拓广到整个平面
1,2步中σn和τ分别为滑动面上任意微元体法向应力和沿滑动方向切向剪应力;σij是坐标为
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尾矿库安全技术规范
为规范尾矿库建设、运行、闭库及再利用,保障人民生命财产安全,依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国矿山安全法》和有关法律、行政法规及有关行业技术标准、规范、规定,制定本规程。
本规程的附录 A、附录 B 是资料性附录。
本规程是由国家安全生产监督管理总局提出并归口。
本规程起草单位:中国有色工程设计研究总院、秦皇岛冶金设计研究总院。
本规程主要起草人:田文旗、曲忠德、伍绍辉、杨春福、时炜、王树。
本规程规定了尾矿库在建设、生产运行、安全检查、安全度、闭库、再利用、安全评价等方面的安全要求。
本规程合用于中华人民共和国境内金属、非金属矿物选矿厂尾矿库、氧化铝厂赤泥库。
其他湿式堆存工业废渣库、电厂灰渣库和干式处理的尾矿库可参照执行。
下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。
引用文件最新版本,以及其后的修订版均合用于本规程。
选矿厂尾矿设施设计规范尾矿设施施工及验收规程岩土工程勘察规范碾压式土石坝设计规范碾压式土石坝施工规范水工建造物抗震设计规范构筑物抗震设计规范下列术语和定义合用于本规程。
筑坝拦截谷口或者围地构成的、用以贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或者其他工业废渣的场所。
尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积,包括有效库容、死水库容、蓄水库容、调洪库容和安全库容 5 部份。
某坝顶标高时,韧期坝内坡面、堆积坝外坡面以里(对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以里),沉积滩面以下,库底以上的空间,即容纳尾矿的库容。
flood regulation storage capacity某坝顶标高时,沉积滩面、正常水位以上的库底、正常水位三者以上,最高洪水位以下的空间。
设计最终堆积标高时的全库容挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物,常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。
基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。
生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。
upstream embankment method在初期坝上游方向充填堆积尾矿的筑坝方式。
堆渣料面板堆石坝非线性动力液化分析
堆渣料面板堆石坝非线性动力液化分析
张雷;施睿;王涛;雷红军;常东升;高威棣
【期刊名称】《水力发电》
【年(卷),期】2024(50)4
【摘要】面板坝的建设中,部分区域因堆石料匮乏,采用堆渣料作为坝壳材料筑坝。
堆渣料属于弱透水性材料,在复杂地质条件下及地震工况下存在液化风险,造成坝体裂缝、凹陷和坍塌等问题,影响大坝安全。
为此,针对堆渣料面板坝开展了非线性动力分析,研究了坝体在地震条件下产生动力液化的可能性。
结果表明,上游坝坡附近是超孔压比较高的主要部位,该部位堆渣料液化的可能性较大,是需要重点关注的主要区域;下游坡脚附近受水流渗出影响,液化风险较低;沿着顺河向方向,超孔压比逐渐减小,中高风险液化区域若形成连通,将增大坝体整体液化风险,为降低坝体液化风险,需设置抗液化措施,增强坝体安全性。
【总页数】4页(P43-46)
【作者】张雷;施睿;王涛;雷红军;常东升;高威棣
【作者单位】昆明理工大学电力工程学院;昆明市西山区水务局;中国水利水电第七工程局有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TV641
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第6 期
有 色 金 属( 矿 山部分 )
2 0 1 5 年1 1 月
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 1 - 4 1 7 2 . 2 0 1 5 . 0 6 . 0 2 0
高地震 烈度 下宽 顶废 石尾矿坝 的动 力响应分析
e qu i v a l e nt l i ne a r vi s c os i t y - e l a s t i c i t y mo de 1 . The a c c e l e r a t i o n, d yn a mi c s t r e s s a nd d yna mi c s t a bi l i t y of da m b ody a r e
旦 溃坝 , 将造 成大 量人 员伤 亡 , 有毒 污染 物泄 露 还
在 尾 矿 坝 的失 事 类 型 中 , 地震 破 坏 是 主 要 原 因
将 严重 威 胁环 境安 全 。
之 一 。 历 史 上 由地 震 液 化 引 起 的 尾 坝 、 L o s Ma q u i s尾 矿 坝 等 j 。 我 国 2 0 0 8年 略 阳县 7座 尾 矿 坝 受 损 严 重l _ 4 ] 。 因此 尾 矿 坝 的动力 稳定 性一 直 是 研 究 人 员 关 心 的重 点 问题 。 Ha n c o c k等 分 析 了尾矿 坝震 害并 介 绍 了一 种 尾 矿
尾 矿 库是 指筑 坝拦 截谷 口或 围地 构成 的用 以贮
存 金属 非 金 属 矿 山进 行 矿 石 选 别 后 排 出 尾 矿 的场 所_ 】 ] 。 目前 , 世 界上 正 在 使 用 的各 类 尾 矿 库 超 过 2
位移、 孔 压 的分 布 规 律 。徐 志 英 等r 7 ] 用有 限元 法分 析 了德兴 铜 矿 4 号 尾 矿坝在 9度地震 时 的液化 情况
L I U Xi a o f e i ,ZH OU Ha n mi n ,CUI Xu a n
( 1 . B e i j i n g Ge n e r a l Re s e a r c h I i f s t i t u t e o f Mi n i n g 8 L Me t a l l u r g y ,B e i j i n g 1 0 0 1 6 0,Ch i n a ;
wi t h m ax i mu m he i ght o f 1 82 m a n d 4 96 m c r e s t wi d t h. T he t ai l i n gs da m i s l oc a t e d i n 8 d e gr e e s e i s mi c i nt e n s i t y
2 . 2 计算模 型 本文 的三 维计算 模型 中 x 轴 取为 顺 河 向 , 向上 游 为正 ; y轴 取为 横 河 ( 坝轴 ) 向, 向右 岸 为 正 ; Z轴
取 为竖 直 向 , 向上 为 正 。模 型 的具 体 边 界 范 围为 :
[ M] { u ( £ ) )- F [ c ] { ( ) )+ I - K] { u ( ) } 一
尾 矿 坝 处 于 8度 地 震 烈 度 区 。采 用 等 效 线 性 黏 一 弹 性 模 型 , 对 宽 顶 废 石 尾 矿 坝 的动 力 响 应 进 行 分 析 , 得 出高 地 震 烈 度条件下坝体加速度 、 动 应力 及 动 力 稳 定 性 。研 究 结 果 对 高地 震 烈 度 区 尾 矿 坝 工 程 建 设 具 有 指 导 意 义 。 关键词 : 高地震烈度 ; 尾矿坝 ; 排 土场 ; 动 力 响应 中图分类号 : TD 8 5 4 . 6 文献标志码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 — 4 1 7 2 ( 2 0 1 5 ) 0 6 — 0 0 9 3 — 0 6
有 色 金 属 ( 矿 山部分)
第6 7 卷
用 该矿 山 已产 出和 正 在 产 出 的大 量 废石 筑 坝 , 其 初 期 坝利 用该 山沟 已接近合 拢 的废石 堆 , 加 以修 整 , 增 设 边坡 马道 、 排水沟等, 后 期 采 用 采 场 废 石 分 期 筑
坝, 建 设为 排土场 与尾 矿库 共 建型 式 , 坝顶 宽 度 5 0 0 m。宽顶废 石 坝形 成 的尾 矿 库 库 型 条 件好 , 可 以解 决 尾砂粒级 较 细带来 的筑 坝 困难 问题 。
i n t e ns i t y a r e a .
Ke y wo r d s :h i g h s e i s mi c i n t e n s i t y ;t a i l i n g s d a m ;wa s t e d u mp;d y n a mi c r e s p o n s e
假 定剪应 变值 相差 足 够 小 , 或 达 到 预先 规 定 的 迭代
次 数 为止 。
价 黏弹性 模型 概念 明确 , 应 用方 便 , 补充一 些相关 的
计算 模式 后能 够全 面 分 析地 震 反 应 , 而 且 在参 数 的 确 定和 应用方 面积 累 了较丰 富的试 验资料 和工 程经 验, 能 为工程 界所 接 受 , 实 用性 强 , 在 尾 矿 坝 地震 反 应分析 中应 用较 广 。 动力有 限元 的控 制方程 如下 :
和地 震稳 定性 。
万 座[ 2 ] 。尾 矿库 作 为 具 有 高 势 能 的 巨大 危 险 源 , 其
一
位 于云 南 的某 尾 矿库 , 地处 8度 地震 烈度 区 , 其 抗 震 问题 成 为必 须解 决 的首要 问题 。结 合 当地 条件 及抗 震需 要 , 其坝 型设 计 为宽顶 废石 坝 , 这种坝 型 的 抗震 稳定 性 是其 能 否 安全 实 施 的重 要 因 素 , 对 此深 入研 究将 对 指导 高地震 烈度 区的尾矿 库建 设具 有重 要 意义 。本 文通 过 动 力 响应 计 算 , 分 析 了该 宽 顶 废 石 尾矿 坝 的加速 度 、 应 力及 动力 稳定 性 , 研究结 果 可 以为相 似工 程提供 参 考 。
Ab s t r a c t :A wa s t e d u mp i n Yu n n a n wa s d e s i g n e d t o b e a t a i l i n g s d a m wh i c h f o r me d a wi d e t o p wa s t e r o c k d a m
图如 图 1所 示 。
图 1 尾 矿坝 主 剖 面 图
Fi g .1 Ma i n pr o f i l e of t he t a i l i ng s d a m
2 计 算模 型及 参 数
2 . 1 计算原 理
般 都在 0 . 5 5 ~O . 7 5 ; 7 一 单元 剪应 变 时程 中 的最
大值 。
然 后将 各单元 计算 的等 价 剪应 变 ) , 同原 来 假
尾矿坝 的地 震动力 响应分 析方 法基 于本 构模 型 可分 为基 于等价 黏 弹性 模 型 的等 价线 性 分 析 方法 、
基 于( 黏) 弹塑性 模 型的真 非线性 分析 方法 两类 。等
定的y 的数值 相 比较 , 若相差较大 , 则 进 行 第 二 次 迭代 。第 二次 迭代 即是用 第一 次迭代 求得 的等 价剪 应 变 按 照 动本构 模 型 重新 求 得剪 切 模 量 和 阻尼 比, 再进 行计 算 , 直 至算 得各单 元 的等价 剪应 变值 与
l 工 程 概 况
云南某 尾矿 库位 于平 面 呈 “ 丫” 字型的箐内, 发
育南、 北 两 条 冲沟 , 均 对尾 矿库 没有 大 的影 响 。堆 积
坝 位置 以沉 积岩 为主 , 库 区 以火 成岩 为 主 。
此 尾 矿 库 的特 点 是 建在 已有排 土场 的上游 , 利
9 4
一
[ M] u ( £ )
( 1 )
上、 下游 边界 水平距 离 2 2 0 0 m, 横河( 坝轴) 向水 平 距离 1 5 0 0 r n , 底 面边 界 距 地 表 铅 直 距 离 为 1 0 0 ~ 4 7 0 m。坝 体 、 坝 基 均 采 用 四结 点 四 面 体 单 元 。坝
刘 晓 非 , 周 汉 民 , 崔 旋
( 1.北 京矿 冶研 究总 院 , 北京 1 0 0 1 6 0 ; 2 .金属 矿 山智 能开采 技 术北 京市 重 点实验 室 , 北京 1 0 2 6 2 8 )
摘 要: 云南 某 尾 矿 库 设 计 将 排 土 场 修 整 后 作 为尾 矿 坝 , 形 成 的宽 顶 废 石 坝 最 大 坝高 1 8 2 m, 坝 顶 宽度 4 9 6 m,
c a l c u l a t e d . Th e r e s u l t s o f t h e s t u d y h a v e a g u i d i n g s i g n i f i c a n c e f o r t h e c o n s t r u c t i o n o f t a i l i n g s d a m i n h i g h s e i s mi c
坝 地震 评 价方 法 。周 洋 洋 结 合 实 际工 程 , 对 者拉 母 箐 尾矿 坝进 行地 震 动 力 响应 分 析 , 分 析 了坝 体 的
作者简介 : 刘 晓非 ( 1 9 8 4 一) , 女, 工程师 , 硕士 , 水文地质专业 , 主 要 从 事 矿 山尾 矿 库 及 排 土 场 等 方 面 的设 计 、 研究工作 。
2 . B e i j i n g Ke y L a b o r a t o r y o f No n f e r r o u s I n t e l l i g e n t Mi n i n g Te c h n o l o g y,Be i j i n g 1 0 2 6 2 8,Ch i n a )