尾矿堆积坝岩土工程分析与评价(PPT)
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尾矿坝稳定性分析评价
尾矿坝稳定性分析评价摘要：尾矿库作为矿山的一个重要生产设施，其运行状况的好坏，直接关系到矿山的正常生产和人员财产安全。
在生产实践中，人们已经越来越清楚地认识到尾矿库对矿山正常生产具有举足轻重的作用。
据统计表明，我国目前尾矿库数量在6000座以上，其中已形成规模的大、中型尾矿库约有1500多座，主要分布于有色、冶金、化工、核工业、黄金、建材等6大行业，尾矿库发生事故的频率和事故破坏程度也是少见的。
因此，对尾矿库坝体稳定性的正确评价是非常重要的。
关键词：尾矿坝稳定性评价1尾矿库稳定性评价方法尾矿坝的稳定性评价主要有定性分析方法和定量分析方法，包括模糊综合评价法、灰色综合评价法等，而定量分析方法中的极限平衡法是研究尾矿库稳定性运用最广泛的方法之一，其中尤以圆弧法中的瑞典圆弧法、简化毕肖普（Bishop）法应用广泛。
1.1瑞典圆弧法尾矿坝的抗滑稳定性分析方法主要是圆弧法。
圆弧法是基于平面应变假定，视滑面为一个圆筒面，分析时通常将滑体分成许多竖条，以条为基础进行力的分析，各条之间的力大小相等，其方向平行于滑面，以整个滑面的稳定力矩与滑动力矩之比作为安全系数。
毕肖普法属于土质边坡稳定性分析中的一种圆弧滑动条分法，也是当前工程应用中很常用的方法。
2 尾矿库坝体稳定性评价应用2.1某尾矿库基本情况简介某尾矿库坝体由初期坝和堆积坝组成。
目前子坝堆高85m，总坝高110m。
2.2尾矿坝工程地质情况（1）第四系人工堆积（Qml）层a、初期坝碎块石堆积体（单元亚层代号为①1）：紫红色，由中等～微风化石英砂岩碎块石堆填而成，具一定级配，经分层压密处理。
内坡设置有反滤层，外坡面及坝顶采用干垒块石衬面，外坡面设有马道和步行台阶。
坝脚透水正常，透水面平整、均匀，水质清澈，无漏砂等不良现象。
b、土料堆体（单元亚层代号为①2）：褐黄、浅黄色，由强风化板岩碎屑、土组成，经分层压密处理，稍密～中密状态，稍湿～湿。
主要分布于第4级子坝坝体和各子坝西面与山体结合部地段。
岩土工程评价
6.岩土工程分析评价6.1 一般规定1）岩土工程分析评价目的：为尾矿堆积坝安全评价和工程治理的设计和施工提供依据。
2）岩土工程分析评价内容：①防洪安全性分析：含山体滑坡、泥石流、防洪高度、防洪构筑物结构等。
②渗流稳定安全性分析：含浸润线埋深，浸润线逸出引起的沼泽化、流土、管涌、地震液化等。
③边坡（静力和动力）稳定安全性分析：含裂缝、滑坡等。
④结构安全分析：变形，错位，裂缝，破坏。
3）岩土工程分析的依据：①工程地质测绘资料②勘探和取样资料③原位测试资料④室内试验资料⑤尾矿库设计、施工、监测、管理等资料6.2计算参数的分析和选取1•概化分区：上游式尾矿堆积坝尾砂排放浓度P<40%时，滩面呈正常重力分级。
应注意滩面分级的必然性和概化分区的相对合理性。
概化分区应以原位测试资料和钻孔取样结合全粒级尾矿颗分资料，各设计标高库面形状、沉积滩坡度、排水井位置和上游式尾矿放矿方法综合确定。
2.试样分类参数：①试样分类的相对性和异常试样的必然性；②原状试样的可靠性；③试验统计的分区性：堆积坝坡、干、湿滩面、水下，不同埋深。
3•土料强度计算方法和强度指标类别不同土料的强度指标类别，因计算方法不同，在直剪仪或三轴仪上，采用不同的试验方法，得出相应的强度指标，其数值相差较大，必须要认真掌握。
土料的强度计算方法有总应力法和有效应力法。
总应力法综合考虑了有效应力，而有效应力法要根据固结度来分析其强度值。
因此，对软弱尾粘土即使采用总应力固结快剪强度指标时，还应分析其固结程度。
对下游坝坡以下的尾粘土（在高坝时往往会出现）因厚度较薄，固结时间较长，有效荷载较高，且在库底设置排渗层后，采用直剪仪固结快剪指标也是合理的。
6.3渗流稳定分析：1）尾矿堆积坝渗流特点：①重要性：在水的重力作用下，尾矿库水面区向下游形成逐渐降落的渗流水面，在堆积坝横断面上显示为浸润曲线。
浸润线以下的坝体就承受渗透水压力，其值为渗透坡降水容重与体积的乘积，它与坝坡的稳定安全有着密切的关系。
浙江绍兴某尾矿坝稳定性分析及评价
为 黏 土 心 墙 土 坝 ， 底 标 高 ２ ． 坝 顶 标 高 坝 １ ０ ｍ，
４ ． 坝高 ２ ． ３ ０ｍ， ２ ０ｍ。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 ， 面 修有 上 坝 道 路 。原 设计 坝 最 终堆 积标 高为 １ ０ ０ ｍ， 应 总 坝 高 １９ ０ ｍ， ３ ． 相 ０ ． 总
某铁 矿 位于浙 江省 绍兴 市 。 自２ 纪 ６ ０世 ０年 代
投 产后 ， 年实 际生 产 能 力 已达 １０万 ｔ 年产 生 尾 矿 １ ， 约７ ０万 ｔ 。尾 矿库 位 于该 铁 矿选 场 ３ ｋ 处 的兰 渚 ｍ
设施 ３部 分 ： 排洪 设施 ， ① 共设 了 ３期 排 洪系统 ， 、 １２
图 １ 尾 矿 库 全 景 卫 星 图
规 范》 Ｓ ７ －２０ ） 采 用 条 块 问作 用 力 的 计 算 （ Ｌ２４ ０ １ ，
方 法 （ 肖普 法 ） ， 坡抗 滑 稳 定 的安 全 系数 应 不 毕 时 坝 小 于表 ３规定 的数 值 。
表 １ 荷 载 的 组 合
良地 质作 用 和软弱 层及 断层 存 在 。尾 矿 的堆 积方 式 采 用坝 后 堆筑形 式 （ 尾矿 和 水 的 混合 物 由选 矿 厂通 过 泵站 扬送 至尾 矿 主 、 副坝 后 采 用 多 头 分 散 均匀 放
按《 选矿 厂 尾 矿 设施 设 计 规 范 》 Ｚ Ｊ１＿Ｏ ， （ Ｂ －９ ） 坝体 稳定计 算 有表 １所 示 ３种 荷 载组 合 。根 据 《 矿 厂 选 尾矿设 施设 计 规 范》 Ｚ Ｊ１ ０ ， 矿 坝 的抗 滑稳 （ Ｂ ）尾 定 最小 安全 系数 按 表 ２ 。根 据 《 压式 土石 坝 设 计 碾
尾矿堆积坝及尾矿堆积坝的岩土工程勘察
施工期间，临时小坝后坡曾有漏水现象，在临时小坝后 建有1座5-9m高的毛石挡土墙。二期土坝完工不久，1962年 3月曾在坝顶发现长84m纵向裂缝，后进行了换填处理。
• 1962年9月20日雨中发现长12m的裂缝2条。9 月26日发生溃坝，决口113m，深14m。造成171 人死亡，92人受伤，11个村寨和1个农场被毁， 8200亩农田和575间房屋被冲毁，受灾13970人。 是我国最严重的尾矿库溃坝事故。
尾矿库事故的原因大概有以下几种原因： 1）由于洪水而发生的事故
2）坝体失稳而发生的事故
3）因渗流破坏而发生的事故
4）因排洪设施损坏发生的事故
由于洪水而发生的事故
• 美国布法罗河煤泥库： • 1972年2月23日已连续降雨3天，至降雨量达
94mm，库内水位急剧上涨，水位高于坝顶标高 2m，上游坝体出现纵向裂缝，继而坝坡产生大滑 动。塌滑体冲击中库，中库泥浆冲高坝顶4m，进 入下游库内，将下游坝体冲开宽15m，深7m的缺 口，使库内48万m3的煤泥浆在15分钟内全部泄空。 • 布法罗河煤泥库溃坝事故，造成125人死亡， 4000多人无家可归，冲毁桥梁9座，一段公路， 经济损失达6200多万美元。
尾矿堆积坝及尾矿堆积坝的稳 定性分析与评价
中冶沈勘秦皇岛工程技术有限公司 顾问总工 任宝珍
各位领导、专家及同行，上午好！
我是中冶沈勘秦皇岛工程技术有限公司的顾问总工任 宝珍，今天，我有幸受会议组委会之约参加本次会议，感 到非常荣幸，在此向组委会领导表示感谢。
由于体制的原因，记得在上世纪60年代， 作为勘察单 位，仅仅为尾矿库的设计提供工程地质资料。改革开放后， 在上世纪70年代末，勘察单位才有机会涉入尾矿坝的稳定 性评价。1980年年底，我们首次将有限单元法运用于大石 河尾矿坝的稳定性分析，继而真正的完成了由工程地质勘 察向岩土工程体制的转化。
尾矿库安全评价(精品资料)PPT
平安预评价中对策措施落实情况和已竣工的平安设施工程质量逐项检查评价，对工程的平安可靠性作出明确结论，并提出可行对策。
录进行逐项检查，评价深度不满足要求。 软弱尾粘土类粘性土采用固结快剪指标时，应根据其固结程度确定；
C〕渗流破坏：坝内浸润线过高，逸出坡降过大，导致管涌或流土破坏。 b〕尾矿库防洪能力是否满足设计要求；
价的前期工作应在现场查看有关尾矿库平安方面
的内容，包括地形地貌、不良地质现象、人文地
理、周边环境等。对于尾矿库平安现状评价还应
查看尾矿坝运行情况〔包括尾矿坝堆积、坝体浸
润线、坝面变形渗漏等〕、排洪及观测设施完善
及完好程度等。
现场考察与资料收集
【条文】 11.3.企业应根据各项评价的目的和要求分别向评价单位提
尾矿库平安评价
回水池
选厂 砂泵站
尾矿设施示意图
回水及污水 处理站
堆积坝
初期坝
尾矿库
截渗坝
排水管
排水井
第一讲 平安评价现状
多数尾矿库平安评价不能满足或不完全满足尾矿 库专项平安评价要求。
其主要表现是： 〔1〕尾矿库现状平安评价缺少对尾矿坝和尾矿
库防洪能力的定量分析，致使评价结论不能准确 反映尾矿库实际平安状况。 〔2〕尾矿库建设工程的平安预评价不能对尾矿 库设计方案平安性进行分析、复核和评价。
安分析评价，一般是针对某一项活动或场所， 如一个特定的行业、产品、生产方式、生产工 艺或生产装置等，存在的危险、有害因素进行 的平安评价。尾矿库平安评价是对特定尾矿库 存在的危险、有害因素进行的专项平安评价。 根据尾矿库工程的不同阶段，尾矿库平安评价 分建设期间的平安预评价和平安验收评价、生 产运行期间及闭库前的平安现状评价。
供以下资料： a〕尾矿库现状地形图及上、下游有关资料； b〕水文气象资料； c〕尾矿库〔坝〕工程地质勘察报告〔含堆积坝物理力学指
录进行逐项检查，评价深度不满足要求。 软弱尾粘土类粘性土采用固结快剪指标时，应根据其固结程度确定；
C〕渗流破坏：坝内浸润线过高，逸出坡降过大，导致管涌或流土破坏。 b〕尾矿库防洪能力是否满足设计要求；
价的前期工作应在现场查看有关尾矿库平安方面
的内容，包括地形地貌、不良地质现象、人文地
理、周边环境等。对于尾矿库平安现状评价还应
查看尾矿坝运行情况〔包括尾矿坝堆积、坝体浸
润线、坝面变形渗漏等〕、排洪及观测设施完善
及完好程度等。
现场考察与资料收集
【条文】 11.3.企业应根据各项评价的目的和要求分别向评价单位提
尾矿库平安评价
回水池
选厂 砂泵站
尾矿设施示意图
回水及污水 处理站
堆积坝
初期坝
尾矿库
截渗坝
排水管
排水井
第一讲 平安评价现状
多数尾矿库平安评价不能满足或不完全满足尾矿 库专项平安评价要求。
其主要表现是： 〔1〕尾矿库现状平安评价缺少对尾矿坝和尾矿
库防洪能力的定量分析，致使评价结论不能准确 反映尾矿库实际平安状况。 〔2〕尾矿库建设工程的平安预评价不能对尾矿 库设计方案平安性进行分析、复核和评价。
安分析评价，一般是针对某一项活动或场所， 如一个特定的行业、产品、生产方式、生产工 艺或生产装置等，存在的危险、有害因素进行 的平安评价。尾矿库平安评价是对特定尾矿库 存在的危险、有害因素进行的专项平安评价。 根据尾矿库工程的不同阶段，尾矿库平安评价 分建设期间的平安预评价和平安验收评价、生 产运行期间及闭库前的平安现状评价。
供以下资料： a〕尾矿库现状地形图及上、下游有关资料； b〕水文气象资料； c〕尾矿库〔坝〕工程地质勘察报告〔含堆积坝物理力学指
尾矿堆积坝及尾矿堆积坝的岩土工程勘察
珍宝任 工总问顾 司公限有术技程工岛皇秦勘沈冶中
。作工的量大了行进面方价评析分性定稳全安库矿尾 在来年几十近。位单计设察勘的人法立独有具�质资级甲 �计设库矿尾含�计设山矿及察勘程工土岩有持是司公本 。司公程工土岩的勘沈冶中入划制改经院总究研计设金冶岛 皇秦团集冶中原是司公限有术技程工岛皇秦勘沈冶中 。化转的制体程工土岩向察 勘质地程工由了成完的正真而继�析分性定稳的坝矿尾河 石大于用运法元单限有将次首们我�底年年0891。价评性 定稳的坝矿尾入涉会机有才位单察勘�末代年07纪世上在 �后放开革改。料资质地程工供提计设的库矿尾为仅仅�位 单察勘为作 �代年06纪世上在得记�因原的制体于由 。谢感示表导领会委组向此在�幸荣常非到 感�议会次本加参约之会委组议会受幸有我�天今�珍宝 任工总问顾的司公限有术技程工岛皇秦勘沈冶中是我 �好午上�行同及家专、导领位各
。坝期后筑料石土为改中 产生在�行运入投年3991。m63高坝总�m61度高 积堆。施设水排设并�5�1比坡坝积堆�上以%09 占粒颗下以目002于小�细较粒颗矿尾库该。坝筑 矿尾法游上�m02高坝期初计设原。库矿尾型谷山 个一是�内境县安镇市洛商省西陕于位矿金安镇 • �库矿尾矿金安镇 •
。境环 了染污的重严物化氰的失流�间67房民毁冲�人5伤�踪失人 71成造�稳失体坝发突分42时81日03月4。m4高�坝子期四第 筑修�m01进推内库向坝子期三第在又�月4年6002。m05达 高坝�容扩、高加自擅。计设、证论经未�5.1�1坡坝游下
价评析分性定稳与全安坝积堆矿尾
法元单限有 法衡平限极体刚 范规用适价评定稳全安坝积堆矿尾 律规积沉的坝积堆矿尾
• • • •
。同不的大很有又间 之料材然天与质性的料材矿尾�此因。的语而日 同可不是都等离距的运搬、模规在论无�类土的 成形然自大与律规积沉其。的库矿尾入进送输力 水工人过通是积沉矿尾于由�调强须必们我。准 标类分的质地程工了用采类分其。化固未和化固 半、化固为分划度程化固其据根可还外类分5.0.3 表按除泥赤法结烧对。述描行进状性的类土应 相中准标关有行现家国照参类分其据根可状性的 矿尾�称名和别类其定确数指性塑和分成度粒其 据根可矿尾。质物的库矿尾至送式方的送输力水 过通后磨研过经是�”渣废“的大巨量数出产将 �后选、采经石矿的山矿属金非或属金是矿尾 •
。作工的量大了行进面方价评析分性定稳全安库矿尾 在来年几十近。位单计设察勘的人法立独有具�质资级甲 �计设库矿尾含�计设山矿及察勘程工土岩有持是司公本 。司公程工土岩的勘沈冶中入划制改经院总究研计设金冶岛 皇秦团集冶中原是司公限有术技程工岛皇秦勘沈冶中 。化转的制体程工土岩向察 勘质地程工由了成完的正真而继�析分性定稳的坝矿尾河 石大于用运法元单限有将次首们我�底年年0891。价评性 定稳的坝矿尾入涉会机有才位单察勘�末代年07纪世上在 �后放开革改。料资质地程工供提计设的库矿尾为仅仅�位 单察勘为作 �代年06纪世上在得记�因原的制体于由 。谢感示表导领会委组向此在�幸荣常非到 感�议会次本加参约之会委组议会受幸有我�天今�珍宝 任工总问顾的司公限有术技程工岛皇秦勘沈冶中是我 �好午上�行同及家专、导领位各
。坝期后筑料石土为改中 产生在�行运入投年3991。m63高坝总�m61度高 积堆。施设水排设并�5�1比坡坝积堆�上以%09 占粒颗下以目002于小�细较粒颗矿尾库该。坝筑 矿尾法游上�m02高坝期初计设原。库矿尾型谷山 个一是�内境县安镇市洛商省西陕于位矿金安镇 • �库矿尾矿金安镇 •
。境环 了染污的重严物化氰的失流�间67房民毁冲�人5伤�踪失人 71成造�稳失体坝发突分42时81日03月4。m4高�坝子期四第 筑修�m01进推内库向坝子期三第在又�月4年6002。m05达 高坝�容扩、高加自擅。计设、证论经未�5.1�1坡坝游下
价评析分性定稳与全安坝积堆矿尾
法元单限有 法衡平限极体刚 范规用适价评定稳全安坝积堆矿尾 律规积沉的坝积堆矿尾
• • • •
。同不的大很有又间 之料材然天与质性的料材矿尾�此因。的语而日 同可不是都等离距的运搬、模规在论无�类土的 成形然自大与律规积沉其。的库矿尾入进送输力 水工人过通是积沉矿尾于由�调强须必们我。准 标类分的质地程工了用采类分其。化固未和化固 半、化固为分划度程化固其据根可还外类分5.0.3 表按除泥赤法结烧对。述描行进状性的类土应 相中准标关有行现家国照参类分其据根可状性的 矿尾�称名和别类其定确数指性塑和分成度粒其 据根可矿尾。质物的库矿尾至送式方的送输力水 过通后磨研过经是�”渣废“的大巨量数出产将 �后选、采经石矿的山矿属金非或属金是矿尾 •
焦冲金矿尾矿库堆石坝填筑质量检测及评价
径不超 过 ６ ０ ０ ｍｍ， 小于 ５ ｍ ｍ含量 不超过 １ ０ ％， 含 泥 量 小 于
配累积 曲线分布的整体形态 ， 反应曲线的斜率是否连续 ， 而级 配越均匀 ， 则该级配越不 良好 ， 在 曲率系数 曲线越平缓 ２ ２ ％， 不均 匀系数 大于 ８ ， 曲率系数
以判 断 土粒 度 级 配是 否 良好 的指 标 之一 。曲率 系数 是 描述 级
堆 石 坝 填 筑料 的含 泥量 、 曲 率 系数 、 不 均 匀 系数 和 孔 隙率 检 测 方 法 ， 并对 检 测 结果 作 了分 析 评 价 。
【 关键 词 】 堆石坝 含 泥量 １ 概 述
焦 冲金矿尾矿库为 四等库 ， 坝体设计主堆 区石料最大粒
表 ２ 曲率 系数 及 不 均 匀 系数 计 算 结 果
试样 编号 ｄ ｌ ｏ （ ｍｍ）
１ １ ． ０
（ ｍ ｍ） ｄ ６ ０ （ Ｉ ｍ ）
２ ． Ｏ １． ７
Ｃ
２． ８ ６
Ｃ ｕ
３ ５． ０ Ｏ
２
１ ０． ０
１ ５． ０
１１ ． ０
小 于该 粒 径 颗 粒 含 量 （ ％）
３ ０ ２ ０ １ ０ ５ ２ １ ０５ Ｏ－ ２ ５ ０． ０ ７ ５
．
７６ ０ ４ ９． ０ ３ ９． ２ ３０ ． ０ ２ ０． ４ １ ５＿ ３ １ ０． ０ ４－ ３
１ ． １ Ｏ－ ２
３． ２１
１ ７． ５ ０
３
３ ５ ． ０
３ ５ ． ０
３ ５ ． ０
２ ． ０ ３
２ ０ ． ５ ９
图 １ 颗 粒 级 配 曲线
科技论坛 】 ｌ
配累积 曲线分布的整体形态 ， 反应曲线的斜率是否连续 ， 而级 配越均匀 ， 则该级配越不 良好 ， 在 曲率系数 曲线越平缓 ２ ２ ％， 不均 匀系数 大于 ８ ， 曲率系数
以判 断 土粒 度 级 配是 否 良好 的指 标 之一 。曲率 系数 是 描述 级
堆 石 坝 填 筑料 的含 泥量 、 曲 率 系数 、 不 均 匀 系数 和 孔 隙率 检 测 方 法 ， 并对 检 测 结果 作 了分 析 评 价 。
【 关键 词 】 堆石坝 含 泥量 １ 概 述
焦 冲金矿尾矿库为 四等库 ， 坝体设计主堆 区石料最大粒
表 ２ 曲率 系数 及 不 均 匀 系数 计 算 结 果
试样 编号 ｄ ｌ ｏ （ ｍｍ）
１ １ ． ０
（ ｍ ｍ） ｄ ６ ０ （ Ｉ ｍ ）
２ ． Ｏ １． ７
Ｃ
２． ８ ６
Ｃ ｕ
３ ５． ０ Ｏ
２
１ ０． ０
１ ５． ０
１１ ． ０
小 于该 粒 径 颗 粒 含 量 （ ％）
３ ０ ２ ０ １ ０ ５ ２ １ ０５ Ｏ－ ２ ５ ０． ０ ７ ５
．
７６ ０ ４ ９． ０ ３ ９． ２ ３０ ． ０ ２ ０． ４ １ ５＿ ３ １ ０． ０ ４－ ３
１ ． １ Ｏ－ ２
３． ２１
１ ７． ５ ０
３
３ ５ ． ０
３ ５ ． ０
３ ５ ． ０
２ ． ０ ３
２ ０ ． ５ ９
图 １ 颗 粒 级 配 曲线
科技论坛 】 ｌ
尾矿坝稳定性分析
第 27 卷第 3 期 Vol.27 No.3
辽宁工程技术大学学报（自然科学版） Journal of Liaoning 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
∆ε vd
⎛ = C1 exp⎜ −C2
⎝
⎛ ⎜ ⎝
ε vd γ
⎞ ⎟
⎞ ⎟
γ
⎠⎠
上式中通常参数都有 C1 ⋅ C2 = 0.4
其中 C1 可取
( ) C1 = 7600 Dr −2.5
其中，Dr为砂土的相对密度。
表 2 动力分析参数取值
Tab.2 parameter values of dynamics analysis
1 850
2.0 33.0 40
0.3 2.3×10-3
尾粉
②4 细砂
1 970
2.5 5.0
70
0.3 2.0×10-3
(密实)
③
尾粉质 粘土
1 800
18 17.0
10
0.38 1.8×10-6
④ 块石 1 950
0.5 38.0 120 0.25 0.4
⑤
中风化 看作刚性不 基岩 透水基岩
首先按现状水位进行坝体浸润线的计算，将
其数学表达式可写为
ctrial = 1 c F trial
ϕ trial
=
1 arctan( F trial
tan ϕ )
图4 断面潜在滑移面及安全系数 Fig.4 potential slip surface and safety factors
辽宁工程技术大学学报（自然科学版） Journal of Liaoning 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
∆ε vd
⎛ = C1 exp⎜ −C2
⎝
⎛ ⎜ ⎝
ε vd γ
⎞ ⎟
⎞ ⎟
γ
⎠⎠
上式中通常参数都有 C1 ⋅ C2 = 0.4
其中 C1 可取
( ) C1 = 7600 Dr −2.5
其中，Dr为砂土的相对密度。
表 2 动力分析参数取值
Tab.2 parameter values of dynamics analysis
1 850
2.0 33.0 40
0.3 2.3×10-3
尾粉
②4 细砂
1 970
2.5 5.0
70
0.3 2.0×10-3
(密实)
③
尾粉质 粘土
1 800
18 17.0
10
0.38 1.8×10-6
④ 块石 1 950
0.5 38.0 120 0.25 0.4
⑤
中风化 看作刚性不 基岩 透水基岩
首先按现状水位进行坝体浸润线的计算，将
其数学表达式可写为
ctrial = 1 c F trial
ϕ trial
=
1 arctan( F trial
tan ϕ )
图4 断面潜在滑移面及安全系数 Fig.4 potential slip surface and safety factors
尾矿堆积坝岩土工程分析与评价()
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（5）对三级及以下上游式尾矿坝的渗流 计算可采用二向均质渗流计算方法或用 上游式尾矿坝的渗流计算简法进行。
（6）当用二相均质渗流法计算时，可采 用坝体材料综合渗透系数；当用有限元 法计算时，可采用概化断面各种材料渗 透系数统计值，并根据实测浸润线适当 调整。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（3）尾矿堆积坝的岩土工程分析评价应包括渗 流稳定性分析、静力稳定性分析；在地震动峰 值加速度等于或大于0.10g的地区还应包括动力 稳定性分析和液化稳定分析。
对地震动峰值加速度小于0.10g的地区的5级 尾矿堆积坝，当坝外坡比小于1：4时，除尾矿 土属尾粘土和尾粉质粘土组成的堆积物以及软 弱坝基外，可不进行稳定性计算。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（2）尾矿堆积坝的动力稳定性评价可采用拟静力法； 二级及以上堆积坝尚宜采用二维或三维有限元法进 行动力分析。 对二级及以上尾矿库的动力稳定性计算通常采 用二维或三维有限元方法进行计算，不过目前国内 还没有统一的公认的计算方法。但比较公认的是二 维或三维动力稳定性计算的计算单元多，影响坝体 稳定性因素考虑的也比较多，输入的地震也考虑了 其相似性，比拟静力法计算进了一步。
坝坡抗滑稳定最小安全系数（瑞典圆弧法）
坝的
级别
1
2
3
4、5
计算条件
正常运行
1.30 1.25 1.20 1.15
洪水运行
1.20 1.15 1.10 1.05
特殊运行
1.10 1.05 1.05 1.00
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
坝坡抗滑稳定最小安全系数（简化毕肖普法）
坝的级别
计算条件
1
2
尾矿堆积坝岩土工程勘察报告
尾矿堆积坝岩土工程勘察报告
1、工程概况，包括尾矿积累坝的设计参数、现状条件和运行状况等。
2、勘察技术要求、勘察工作实施的依据和技术标准。
3、勘察方法和勘察工作量。
4、场地位置、地形、地貌及区域地质概况。
5、坝址的工程地质条件，包括地层、地质构造、不良地质作用以及尾矿积累层的层位分布、岩性特征、沉积规律等。
6、初期坝、积累体及坝基岩土的工程性能指标等。
7、积累坝水文条件和水文地质条件。
8、场地地震惊参数。
9、积累坝的岩土工程分析和评价。
10、积累坝存在病患的分析和整治处理措施建议。
11、对监测项目及监测工作的建议。
12、为保障积累坝的稳定与平安运营的管理方面的建议和措施。
1、工程概况，包括尾矿积累坝的设计参数、现状条件和运行状况等。
2、勘察技术要求、勘察工作实施的依据和技术标准。
3、勘察方法和勘察工作量。
4、场地位置、地形、地貌及区域地质概况。
5、坝址的工程地质条件，包括地层、地质构造、不良地质作用以
及尾矿积累层的层位分布、岩性特征、沉积规律等。
6、初期坝、积累体及坝基岩土的工程性能指标等。
7、积累坝水文条件和水文地质条件。
8、场地地震惊参数。
9、积累坝的岩土工程分析和评价。
10、积累坝存在病患的分析和整治处理措施建议。
11、对监测项目及监测工作的建议。
12、为保障积累坝的稳定与平安运营的管理方面的建议和措施。
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第三节尾矿坝—初期坝
2、初期坝的坝型及其特点 （1）均质土坝
均质土坝是用粘土、粉质粘土或风化土料筑成的坝，如图所示，它 像水坝一样，属典型的不透水坝型。在坝的外坡脚往往设有毛石堆成 的排水棱体，以降低坝体浸润线。 该坝型对坝基工程地质条件 要求不高，施工简单，造价 较低。在早期或缺少石材地 区应用较多。
第三节 尾矿坝
一 尾矿坝定义
1. 尾矿坝 — 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。
2. 初期坝 — 基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。
3. 堆积坝 — 生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填 堆筑而成的坝。
第三节尾矿坝—初期坝
二 初期坝
1. 初期坝的类型 不透水初期坝 ──
第三节尾矿坝—初期坝
（3）砂、石透水堆石坝
该坝型对坝基工程地质条件要求也不高。当质量较好的石料数量不足 时，也可采用一部分较差的砂石料来筑坝。即将质量较好石料铺筑在坝体 底部及上游坡一侧（浸水饱和部位），而将质量较差的砂石料铺筑在坝体 的次要部位，如图所示。
第三节尾矿坝—初期坝
（4）废石坝
用采矿场剥离的废石筑坝，有两种情况：当废石质量符合强度和 块度要求时，可按正常堆石坝要求筑坝；另一种是结合采矿场废石 排放筑坝，废石不经挑选，用汽车或轻便轨道直接上坝卸料，下游 坝坡为废石的自然安息角，为安全计，坝顶宽度较大，如图所示。 在上游坡面应设置砂砾料或土工布做成的反滤层，以防止坝体土颗 粒透过堆石而流失。
排水层
细尾砂 初期坝
图2-13 中线式尾矿坝
第三节尾矿坝—堆积坝
3.沉积滩—水力冲积尾矿形成的沉积体表层，常指露出
水面部分
滩顶 —沉积滩面与堆积坝外坡的交线，为沉积滩的最高
[PPT]尾矿堆积坝岩土工程事故分析
![[PPT]尾矿堆积坝岩土工程事故分析](https://img.taocdn.com/s3/m/efb682ab011ca300a7c3904d.png)
2008年9月8日山西省临汾市襄汾县新塔 矿区特别重大尾矿库溃坝事故，死亡277人, 失踪4人。
2005年9月20日 晚，广西平乐县 二塘镇七堆岭锰 矿一尾矿库发生 崩坝事故，造成 3人受伤，30多 户村民房屋被泥 石流冲毁，10多 亩农田被淹
尾矿库事故统计分析
因洪水而发生的事故 因坝体失稳而发生的事故 因渗流破坏而发生的事故 因排洪设施损坏发生的事故 因坝基沉陷发生的事故
2006年4月23日河北迁安庙岭沟铁矿老尾矿 库副坝溃决，死亡6人。
2006年4月30日18时24分，陕西省商洛市镇安县 黄金矿业有限责任公司尾矿库在加高坝体扩容施 工时发生溃坝事故，外泄尾矿砂量约20万立方米， 冲毁居民房屋76间，22人被淹埋，5人获救，17人 失踪。
一、概述
2007年11月25日辽宁海城西洋铁矿尾矿坝 溃坝,死亡15人,失踪2人,伤39人。
占53%
5．尾矿库技术力量薄弱
江西德兴铜矿四号尾矿库——亚洲最大的尾矿库
一、概述
据统计，在世界上的各种重大灾害中，尾矿库 灾害仅次于发生地震、霍乱、洪水和氢弹爆炸 而居于第18位。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。
2000年以来尾矿库事故有上升趋势。
一、概述
2000年10月18日广西南丹宏图选厂尾矿库 垮塌计分析(引用他人资料)
其他 15%
排洪设施 16%
坝体破坏 19%
洪水漫顶 28%
坝基渗漏 22%
根据尾矿库实际发生事故
的统计资料分析，尾矿库事 故中几乎占l/3的是由于洪水 原因所造成的，其中包括泄
洪能力不足，超标洪水、排
洪设施损坏或淤堵等；其次 坝基渗漏事故约占1/5强，其 中运行前5年发生事故的约占 1/3，而其中运行第一年发生 事故的约占一半；排洪设施
2005年9月20日 晚，广西平乐县 二塘镇七堆岭锰 矿一尾矿库发生 崩坝事故，造成 3人受伤，30多 户村民房屋被泥 石流冲毁，10多 亩农田被淹
尾矿库事故统计分析
因洪水而发生的事故 因坝体失稳而发生的事故 因渗流破坏而发生的事故 因排洪设施损坏发生的事故 因坝基沉陷发生的事故
2006年4月23日河北迁安庙岭沟铁矿老尾矿 库副坝溃决，死亡6人。
2006年4月30日18时24分，陕西省商洛市镇安县 黄金矿业有限责任公司尾矿库在加高坝体扩容施 工时发生溃坝事故，外泄尾矿砂量约20万立方米， 冲毁居民房屋76间，22人被淹埋，5人获救，17人 失踪。
一、概述
2007年11月25日辽宁海城西洋铁矿尾矿坝 溃坝,死亡15人,失踪2人,伤39人。
占53%
5．尾矿库技术力量薄弱
江西德兴铜矿四号尾矿库——亚洲最大的尾矿库
一、概述
据统计，在世界上的各种重大灾害中，尾矿库 灾害仅次于发生地震、霍乱、洪水和氢弹爆炸 而居于第18位。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。
2000年以来尾矿库事故有上升趋势。
一、概述
2000年10月18日广西南丹宏图选厂尾矿库 垮塌计分析(引用他人资料)
其他 15%
排洪设施 16%
坝体破坏 19%
洪水漫顶 28%
坝基渗漏 22%
根据尾矿库实际发生事故
的统计资料分析，尾矿库事 故中几乎占l/3的是由于洪水 原因所造成的，其中包括泄
洪能力不足，超标洪水、排
洪设施损坏或淤堵等；其次 坝基渗漏事故约占1/5强，其 中运行前5年发生事故的约占 1/3，而其中运行第一年发生 事故的约占一半；排洪设施
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三轴仪
直剪仪
C′、
三轴仪
Φ′
直剪仪
三轴仪
试样起始状态
坝体材料 a.含水量及密度与 原状样一致； b.浸润线以下和水 下要预先饱和； c.试验应力与坝体 实际应力相一 致。 2．坝基用原状土
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
3.3.渗流稳定分析 （1）确定堆积坝体的浸润线及其下游可能出逸点的 置； （2）计算坝体和坝基的渗流量； （3）当发生坝坡或坝基浸润线出逸时，应确定渗透 流量、评价产生管涌、流土的可能性，评价其出逸 比降以及堆积坝中不同尾矿土层之间的渗透比降。
坝坡抗滑稳定最小安全系数（瑞典圆弧法）
坝的级别
计算条件
1
2
3
4、5
正常运行
1.30
1.25
1.20
1.15
洪水运行
1.20
1.15
1.10
1.05
特殊运行
1.10
1.05
1.05
1.00
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
坝坡抗滑稳定最小安全系数（简化毕肖普法）
坝的级别
计算条件
1
2
3
4、5
正常运行
1.50
满足规 范要 求
其它
其他严重
坝面未按设计设置排水沟，
危及 其他危及
冲蚀严重，形成较多或
尾矿
尾矿库
较大的冲沟，
库安
安全运 堆积坝外坡未按设计覆
无
全运
行的情
土、植被；
行的
况 其他不影响尾矿库基本安全
情况
生产条件的非正常情况
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
危库必须停止生产并采取应急措施。 险库必须立即停产，排除险情。 病库应限期整改。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
老规范“工程分析”的内容没有列入规范， 但考虑到现实，在报告书章节中，安排有工程分 析，其下注明：当需要时，根据委托书，可以进 行这项工作，包括地震稳定性分析，渗流分析。
新规范规定，尾矿堆积坝的岩土工程分析评 价应包括渗流稳定性分析、静力分析、动力稳定 性分析和液化分析，较老规范更全面，要求更高。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（5）对三级及以下上游式尾矿坝的渗流 计算可采用二向均质渗流计算方法或用 上游式尾矿坝的渗流计算简法进行。
（6）当用二相均质渗流法计算时，可采 用坝体材料综合渗透系数；当用有限元 法计算时，可采用概化断面各种材料渗 透系数统计值，并根据实测浸润线适当 调整。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
强度计 算方法
总 应 力 法
有 效 应 力 法
尾矿及土的抗剪强度指标类别
强度指标类别 土的类别
试验方法
无粘性土 固结不排水剪
固结快剪 少粘性土
固结不排水剪
粘性土
固结快剪 固结不排水剪
慢剪 无粘性土
固结排水剪
粘性土
慢剪 固结不排水剪、测孔压
使用仪器 强度指标
三轴仪
Ccu、 Φcu
直剪仪 三轴仪 直剪仪
危库 严重不足
险库 不足
病库
正常库
不足
满足
在设计洪水位时， 都不满足设计要 均不满足设
安全超高和最小干 求，将可能出现 计要求；
滩长度
洪水漫顶
不能同时 满足设计
满足
规定
排洪系统 排水井
严重堵塞或坍塌， 部分堵塞或 不能排水或排水 坍塌，排水 能力急剧降低 能力有所降
低，达不到 设计要求；
显著倾斜，有倒 有所倾斜 塌的迹象
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
3.4.液化分析 （1）对地震动峰值加速度等于或大于0.10g的 地区，尾矿堆积坝应判别堆积坝坝体和坝基的 饱和砂类土和粉土的液化可能性和液化势。 （2）尾矿土的液化判别和评价可按现行国家 标准《构筑物抗震设计规范》（GB50191）规 定的方法执行。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（4）坝体稳定性计算应选取不少于两个筑坝高度 分别进行计算，第一计算阶段应为勘察时的已有 坝高，第二计算阶段为最终设计坝高。 尾矿坝稳定性计算与评价工作，宜分两个筑 坝高度进行。第一次可在堆积坝高度达到1/2~2/3 设计最终高程时进行。第二阶段计算与评价工作 可在设计最终坝高之前进行。
变形，坝 围渗透水 坝面局部出 坝体渗流控
体出现深 高位出逸， 现纵向或 制满足要
层滑动迹 出现大面积
横向裂缝 求，运行
象
沼泽化； 坝端无截水
工况正常。
沟，山坡
雨水冲刷
坝肩；
库等级 工况
危库
险库
病库
正常库
坝体抗滑 小于规定
稳定最小
值
安全系数
0.95
小于表规 定值 0.98
满足规定值，但部分高程上 堆积边坡过陡，可能出 现局部失稳；
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（ 4）上游式尾矿坝的渗流计算应考虑尾矿筑 坝时放矿方式的影响。
对二级及以上堆积坝宜采用二维或三维有 限元法等数值分析方法对渗流进行分析；山区 尾矿库渗流计算宜进行三维有限元法计算或由 模拟试验确定。
对山区二级以上尾矿库宜进行三维有限元 法或模拟试验，主要是为了确保渗流计算的可 靠性，为尾矿坝安全运行提供依据。
对三级及以下尾矿堆积坝的液化分析可采 用一维简化动力法计算，对一、二级尾矿堆积 坝应采用二维时程分析法计算。
对尾矿坝饱和砂土类土和粉土的液化判别 方法，目前还不很一致。譬如判别深度上和执 行规范上也有不同看法，在这里未作硬性规定。 应视坝体的具体情况和任务书要求进行判别。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（2）尾矿堆积坝的动力稳定性评价可采用拟静力法； 二级及以上堆积坝尚宜采用二维或三维有限元法进 行动力分析。 对二级及以上尾矿库的动力稳定性计算通常采 用二维或三维有限元方法进行计算，不过目前国内 还没有统一的公认的计算方法。但比较公认的是二 维或三维动力稳定性计算的计算单元多，影响坝体 稳定性因素考虑的也比较多，输入的地震也考虑了 其相似性，比拟静力法计算进了一步。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
3.2.计算参数的分析和选取 （1）尾矿堆积坝岩土工程分析应按所采用的分
析方法选取相应的各项岩土工程参数。尾矿土 和坝基土的各项物理力学指标应按计算断面的 概化分区分别统计。 （2）抗滑稳定的计算参数，应采用浸润线调整 后的指标，其指标采用概化后计算剖面上各种 材料的统计值
四、探讨
对尾矿坝的监测和病患治理的设计， 目前还未见有专门的技术标准，勘察和设 计单位长期以来参照其他标准进行工作。
本规范的核心是尾矿坝的稳定性分析 与评价。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（3）尾矿堆积坝稳定性评价时应采用正常运 行、洪水运行和特殊运行三种不同条件分别 计算，
在评价尾矿库安全稳定时，国内通常采用 极限平衡法，从正常运行，洪水运行，特殊 运行三种情况下进行运算。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
采用极限平衡法分析评价尾矿堆积坝稳 定性时，最小安全系数
正常 正常
各构筑物 符合设计 要求，工 况正常；
正常
库等级工况 危库
险库
病库
正常库
坝体迹象
出现浅层滑 浸润线位置 坝的轮廓尺
出现贯穿性 动迹象； 局部较高， 寸符合设
横向裂缝， 出现大面 有渗透水 计要求，
且出现较 积纵向裂 出逸，
稳定安全
大范围管 缝，且出 坝面局部出
系数满足
涌、流土 现较大范 现沼泽化； 设计要求；
四、探讨
本规范针对上游法筑坝的尾矿堆积坝进行编写， 对下游法、中线法筑坝的可参照执行。
在规范编撰中，对勘探、测试、试验工作分列 两章，第4章规定勘察应做哪些工作和工作量 的要求，第5章规定进行这些工作的基本要求 和应获取哪些成果。
四、探讨
本规范定名为岩土工程技术规范，因为主 要内容还是在岩土工程勘察工作方面，编写第 8、9两章监测、治理，这两部分内容涉及程度 稍浅，没有编写更深入具体的内容，可以为勘 察和设计工作提供指导。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
3. 1.一般规定 （1）岩土工程分析评价应在工程地质测绘、勘 探和取样、原位测试、室内试验的基础上，结合 尾矿坝的特点和要求进行。 （2）岩土工程分析评价应根据堆积坝的勘察成 果，结合尾矿土的沉积规律进行概化分区，并根 据工程需要选用适宜的计算方法。
三、尾矿堆积坝岩土工程分析与评价
（3）尾矿堆积坝的岩土工程分析评价应包括渗 流稳定性分析、静力稳定性分析；在地震动峰 值加速度等于或大于0.10g的地区还应包括动力 稳定性分析和液化稳定分析。
对地震动峰值加速度小于0.10g的地区的5级 尾矿堆积坝，当坝外坡比小于1：4时，除尾矿 土属尾粘土和尾粉质粘土组成的堆积物以及软 弱坝基外，可不进行稳定性计算。
根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确 定尾矿库安全度。
分为危库、险库、病库、正常库四级。 危库——指安全没有保障，随时可能发生垮坝事
故的尾矿库。 险库——指安全设施存在严重隐患，若不及时处
理将会导致垮坝事故的尾矿库。 病库——指安全设施不完全符合设计规定，但符
合基本安全生产条件的尾矿库。
库等级
工况 尾矿库调洪库容
3.3.坝坡抗滑稳定性分析 （1）尾矿堆积坝的静力稳定性分析应采用极限平
衡法，并宜采用瑞典圆弧法或简化毕肖普法。 对二级及以上堆积坝尚宜采用二维或三维有限 元法进行应力和变形分析。
目前国内对三级及以下的尾矿库稳定性计算 中，通常采用规范推荐的瑞典圆弧法与简化毕 肖普法进行计算，且常用两种计算方法进行对 比，以验证其计算结果的可靠性。
上游式尾矿堆积坝可采取下列措施控制渗流： a)尾矿筑坝地基设置排渗褥垫、水平排渗管（沟）