复杂地形尾矿库的渗流分析与研究

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Ab t a t:The t r e i n i n ls e a e a d sa iiy c l u a in o ne tii g r s r or a e c nd c e f sr c h e -d me so a e p g n t b lt a c l to fo aln e e v i r o u td O t e b ss o t o c ee c n ii n t ke t e p o c in s f .Th n t e s f t ro ma c ft i alng r s r h a i fis c n r t o d to o ma h r du to a e e h ae y pe r n e o h s t ii e e - f
现 状 坝 高 ,正 常 水 位 f滩 长 度 ,不 考 虑 排 渗 作 川
地 形 图建 立三维 渗 流有 限元 数值计 算 模 型 。
由于尾 矿库 库 区基 岩及 周 围山体 为微 透水 或 不
4 5 6
7 8
8 lO 8 0 14 5 4 0 14 5 4 0
22 尾 矿 库 实体 模 型 的建立 与模 型参 数 .
度 、考虑 排渗 都会 使 浸润线 降低 ,且 考 虑排 渗后 浸
润 线会 降低 6 1 m.因此 可 以看 出该 尾 矿 库 的排 m~ O 渗方 案效 果较 为理 想 。在排 渗条 件 、干 滩长 度相 同 条件 下 增 加 尾矿 坝 的 坝 高 ,会 导致 水 的势 能增 大 ,
段 件 因 素 理 人 员 违 规 操 作 管


[ B 13 6 2 0 ,中 国地震 动 参数 区划 图『1 2 】G 8 0 - 0 1 S. [】JJ0 4 8 3 T 0 — 9,公 路抗 震设 计规 范『] S.
4 结 语
通 过对 高速公 路地 头沟 特长 隧道 进行 安全 风 险 评 估工作 ,从 建设 条件 安全 、结 构方 案风 险 、施 工 技术 风 险及运 营管 理安 全共 四个方 面 分析 了风 险 源
4 5
6 7
73 - —
81 . — 6. 8 40-1 0 2
14 . 6 4 - 1 0 1O 1 6 . 7
155 19l . 16O
体 三维 实体 建模 。
2 尾 矿 坝三 维渗 流计 算 21 三 维渗流 计算 的理 论基 础 . 进 行渗 流数 值模 拟 时 ,假定尾 矿 堆积 体 内部 只 有 水发 生运 移 ,尾矿 颗粒 不 发生运 移 。液 相仅 考 虑

从 表2 中可 以看 出 ,干 滩 长度 、排 渗作 用 及 坝 高都 对尾 矿 坝 的浸 润线 有着 十分 显 著 的影 响 .同 时 考虑 排渗 会在 一定 程度 上 降低 比降值 。增加 干滩
水 的作 用 ,并假设 流体 流动符 合达 西 渗流 定律 。达
西 定律 是指 ,在 某一 均匀 介 质 的孑 隙 中 ,渗流 的水 L 力坡 度 与渗 流流 速 的一次 方成 正 比,因此 也称 为 渗 流线 性定 律 。
复杂地形尾矿 的 库
… … … … 一 一 一

渗流分析与研究
李 彪
( 北 瑞 志交 通 技 术 咨 询 有 限公 司 ,河 北 石 家 庄 0 0 9 ) 河 5 0 1
摘 要 :为 了某尾 矿 库 的安 全 生 产 ,针 对 该 尾 矿 库 的 具体 情 况 ,对 其 进 行 三 维 渗 流 与稳 定计 算 。通 过 数 值 分 析 的 结 果 ,对 该 尾 矿 库 的 安 全性 能和 排 渗 系统 的 排 渗 效 果作 出 评价 。
作者 简 介 :孟 召 岩 (99 ) 17 一 ,男 , 山东 德州 人 ,助 理 工 程 师 ,
本科。 收 稿 日期 :2 1 - 1 2 0 10 — 0
ຫໍສະໝຸດ Baidu
进 行 了三维 渗 流数值 分 析计 算 、坝坡 抗滑 稳定 性 验 算 ,并 最终 对其 作 出安全 评 价 。
1 三维 渗流数 值 计算模 型的构 建 针 对 某堆 积坝 高达 到8 m和 14 8 4 m时 的工 程测 绘
S e a e An l ss0 i n s r o r wih Co p e r a n e p g a y i fTa l g Re e v i t m lx Te r i i
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( ee R i i r c eh o g o sln o Ld, h i h ag0 0 9 , hn ) H b i uz a cnl yC nut gC . t.S ia u n 50 C ia hT f T i o i , jz 1
1 4 10 4 0 14 10 4 0
现 状 坝 高 ,正 常 水 位 r滩 长度 .考 虑 排 渗 作 川 远 期 规 划 坝 高 ,洪 水 水 位 干 滩 长度 ,小 考 虑 排 渗 作 州 远 期 规 划 坝 高 ,洪 水 水 位 于 滩 长度 ,考 虑 排 渗 作 川
远 期 规 划 坝 高 ,正 常 水 位 于 滩 长 度 ,不 考虑 排 渗 作 用 远 期 规 划 坝 高 .正 常 水 位 于 滩 艮度 ,考 虑 排 渗 作 用
0 引言
1 位 。浸润 线是 尾矿 库 的生命 线 ,因此 ,排 渗功 效 8 的好坏 直接 影 响到尾 矿库 的安 全 。 拟 进行 渗流 与抗 滑稳定 性 分析 的某 尾矿 坝 ,采 用 上 游筑 坝 法人 工 堆积 , 目前 坝 高 已达 8 m,远 期 8 规 划 堆 积 坝 高 14 4 m。初期 坝 为 碎 石 坝 ,坝 高3 m。 0 考 虑到尾 矿 库安全 生产 的重 要性 .本 文 对该 尾矿 库
透 水材 料 ,渗 流稳定 性计 算 主要 是针 对库 区尾 矿 堆 积 体材 料 和初期 坝 坝体材 料 而进行 的。 因此 。依 据
上 述基 础 资料 ,并结 合库 区及 其周 围的地 形地 貌 和 岩 土材 料 的渗透 特性 。对 库 区三 维计 算模 型 的边 界 条 件确 定 如下 : 将 库 区尾矿 沉积 滩 的滩 顶 、沉 积 滩 面 、堆 积 坝 坡 面 、初期 坝顶 部 以及初 期 坝下游 坡 面确 定 为透 水
表1 尾 矿 坝 三维 渗 流 场 工 况 分 析
工 况 坝 高 干滩 序 号 / 长/ m m 丁 况 说 明
1 2

8 8 8 8
8 8
5 0 5 O
1O 0
现 状 坝 高 ,洪 水 水 位 干 滩 长 度 ,不 考 虑 排 渗 作 川 现 状 坝 高 .洪 水 水 位 r 长 度 .考 虑 排 渗 作 用 滩
运 运 自然 营 营 因 素 阶 条 人 为
、 \
地 震 暴 雨 违 规 驾 驶
★ ☆ ★ ★


『]中华 人 民共 和 国交 通 运 输 部 . 于 开 展 公 路 桥 1 关
梁 和 隧 道 工 程 安 全 风 险 评 估 制 度 试 点 工 作 的 通 知
【]北 京 :中华人 民共 和 国交 通运 输部 ,2 0 . Z. 09
23 计算 工 况说 明 .
进而 下游 比降也会 相应 地增 大 。虽然 排 渗作 用会 使 比降减小 、浸 润线 降低 ,但 是需 注意 的 是 ,排渗 的 能力 是有 限 的 ,如 果要 增加 堆积 坝高 ,应综 合考 虑
排渗 的能 力 。
参 考文献
『]秦 华 礼 ,马 池香 . 对 尾 矿 坝 稳 定 性 的作 用 机 1 水
表4 ( ) 续
、 \、 、、 设 备与 风险事件 耐久 构 漏 通 灾 施 掳 结 渗 交 火 设
辨识 ,为该 隧道 的安全 风 险评估 提供 了 重要 的基 础
资料 ,也 为类 似工 程提 供 了宝 贵的参 考资 料 。
参 考文 献

性 损坏 水 事故
风 源 险
1 2 3 ll 9 — 35 -45 l62 l5( ) l79
边 界 ;将 库 区基 岩地 带确 定 为不透 水 边界 :库 区周 围山体 为不 透水 边界 。
经 过 上 述必 要 的简 化处 理 后 ,取 初期 坝 坝 体 、
尾 矿堆 积坝 坝体及 沉 积滩 在 内 的足够包 含 域作 为 几 何模 型 的外 边界 ,按 照尾 矿库 库 区地 表形 态进 行 整
尾矿库 是 矿 山的一项 重要 生产设 施 ,其 运行 状 况 的好 坏直 接 关 系 到矿 山 和人 民生 命 财产 的安 全 。 尾 矿 库 的安 全运 行始 终是 不可 回避 的重 要 问题 。据
统计 ,在世 界 上 的各 种重 大灾 害 中 ,尾 矿库 灾 害仅
次 于地 震 、霍乱 、洪 水 和氢弹 爆炸 等灾 害而 居 于第
v i a d ef c f h r i a e s se a e e a u t d v a t e n me ia n lss r s l . or n fe t e d a n g y t m r v l a e i h u r l ay i e u t o t c a s K e r s a l g d m; h e - i n in ls e a e c lu ai n g n r l e o o r p y y wo d :t i n a t r e d me s a e p g a c lt ; e e a i d tp g a h i o o z
2 渗 流计 算 结果分 析 . 4
根据 上述 边界 条件 和 网格 划分 ,使 用有 限元 方 法对 尾矿 坝进 行三 维渗 流计 算 。表2 m 了8 T况 给 个 下 的渗流 计算 结果 。
表2 尾 矿 坝 三 维 渗 流 计算 结果
工 况序 号 浸 润 线 最 小 埋 深/ 溢 出 点 高 程 范 围/ 比 降最 大 值 m i n
理研 究[ . J 金属矿 山 ,2 0 ,( 0 :16 1 8 5 . 1 0 8 1 ) 1 — 1 ,1 2
『1 2 齐清兰. 水力学[ 】北京 :中国铁道 出版社 ,2 0 . M. 08 [】陈仲颐 ,周 景 星 ,王洪瑾 . 力学[ . 3 土 M] 北京 :清
华 大学 出版社 ,1 9 . 92
尾 矿库 实体模 型 的建 立应 以实 地 地表 形态 为 依
据 ,综合 考 虑计算 区天然 地下 水位 、水 位 地质 、地 形 资料 等 ,在实 体模 型满 足精 度要 求 的前 提下 对 其 进 行 概化 处 理 。现状 8 m坝 高共 划 分 为 2 8 个 四 8 82 7 面 体 单元 、72 8 节 点 ;远期 规 划 l4 3 个 4 m坝 高 共 划 分 为 181 5 四面体单 元 、2 7 个 节点 。上 游 干 1 0 个 60 5 滩 外 侧 取定 水 头边 界 条 件 , 尾 矿 坝下 游 坡 设 为 自 由出逸 边界 条件 。
关 键 词 : 尾 矿 坝 ;三 维 渗 流 计 算 ;地 形概 化
中 图分 类 号 :P 3 . 33 6 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1 0 — 7 6 2 1 ) 9 0 3 — 2 0 2 4 8 (0 10 — 19 0
DoI l.89 .s. 0 — 7 62 1. . 4 : 03 6  ̄i n1 2 4 8 . 1 90 s 0 0 0 4
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