降雨对尾矿库渗流场的动态影响

尾矿库能否安全运行的影响因素之一就是渗流问题。而降雨又是影响尾矿库渗流场的一个重要因素。运用ANSYS有限元软件的热力学模块建模,计算了3种干滩长度、3种降雨量及7种雨型,共计63种组合工况。分析计算发现,降雨时干滩长度越长,尾矿库出口节点渗透压上升越高。由此可知降雨时,如果尾矿库干滩面未做防渗排水防护措施,那么干滩长度越长对坝体的稳定越不利。建议尾矿库工程设计过程中考虑在干滩面设置防渗排水设施。     

基于贝叶斯决策的尾矿坝干滩长度预警研究

为合理确定尾矿坝干滩长度的监测预警阈值,首先,分析干滩长度和渗透系数的变化特性,结合尾矿坝稳定性分析与贝叶斯决策理论,将干滩长度数据离散化,采用随机变量表示干滩长度的不确定性;然后,依据相关规程将坝体安全系数的范围离散化,建立安全系数与干滩长度间关联的贝叶斯决策模型,并依据最小风险分析原则划分贝叶斯决策分类,再通过最大后验概率确定干滩长度的预警阈值;最后,将该预警模型应用于陕西某尾矿库的干滩长度预警。研究表明：当干滩长度小于170 m时,该尾矿坝存在溃坝风险,通过排渗可使干滩长度增加至175 m以满足坝体稳定性要求。贝叶斯决策预警数据与企业监测数据吻合,预警阈值能客观反应尾矿坝的稳定性状况。     

渗流-应力耦合作用下尾矿库稳定性的三维数值分析

尾矿坝稳定性分析对尾矿库运行具有重要的意义,数值模型的建立是尾矿库稳定性分析的关键因素之一。根据某尾矿库工程实际,利用3Dmine与Midas/GTS软件建立了三维数值模型,基于渗流-应力耦合机理,研究了干滩长度对尾矿库坝体稳定性的影响机理。结果表明:1)渗流作用对尾矿库稳定性影响较大;2)在渗流-应力耦合作用下,随干滩长度减小,尾矿坝孔隙水压力逐渐增大,而整体位移量逐渐减小,最大位移区域从尾黏土层逐渐扩大到尾粉土层,尾矿库安全系数逐渐减小;3)得出了适用于该尾矿库的干滩长度与安全系数之间的函数关系。数值模拟结果显示,洪水工况下尾矿库安全系数为1.112 5,小于《尾矿库安全技术规程》规定的二等坝安全系数1.15。因此,应加强尾矿库的安全管理,以保障尾矿库后期的安全运行。     

尾矿库洪水漫顶溃坝演化规律试验研究

为分析尾矿库洪水漫顶溃坝的演化规律,采用物理模型试验方法建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。在自主研制的尾矿库溃坝模拟试验平台上,以国内某尾矿库为研究对象,基于非恒定水流泥沙非平衡非饱和冲刷机理,根据模型相似理论和溃决侵蚀模型原理,模拟尾矿库洪水漫顶溃坝过程,建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。试验结果表明,尾矿库洪水漫顶溃坝位移与坝体饱和程度有关,坝体浸润线越高,尾矿库溃坝时滑动位移越大,溃口破坏程度取决于溢流对坝体的冲刷侵蚀作用;在该试验条件下,获得尾矿库洪水漫顶溃坝过程中坝体位移、浸润线高度、溃口最大流速和溃口的演化规律。降低坝体浸润线高度、增大安全干滩长度、铺设坝面引流明渠等措施有助于减少尾矿库洪水漫顶溃坝的灾害破坏。     

基于视觉测量的尾矿库干滩长度监测

干滩长度是尾矿库安全运行的一个重要指标，长期以来干滩长度的测量没有一个准确可靠的方法。根据尾矿库的特征设计了基于摄影测量技术的干滩长度测量方法，并通过实验和现场实际测量验证了该方法的可行性。该方法具有实施方便、测量误差小的特点，为尾矿库干滩长度的测量提供了切实可行的方法，具有广泛的应用价值。     

一直在学以致用的路上——访中国安科院矿山所优秀青年工程师李振涛

“2021年7月21日,根据在线监测显示,河南省嵩县木植街乡钜麒选矿有限公司张槐尾矿库,干滩长度仅为50.79 m,系统出现四级预警,最小干滩长度接近临界值,为确保安全度汛,已通知地方应急管理部门及时处置险情……”2021年7月20日,特大暴雨席卷河南郑州、焦作、新乡、洛阳等地,国家尾矿库安全生产风险监测预警系统综合气象因素,分析了当地尾矿库风险,并发出如上预警。     

一种用于尾矿库干滩长度在线监测的新方法

通过分析当前常用干滩长度在线监测方法所适应的条件及其存在的问题,提出了一种可用于干滩长度在线监测的新方法——渗流反推法,其基本原理是通过在干滩面上依次布置一定数量的渗压计,以获取实时的浸润线,然后通过建立浸润线的库长-坝高坐标系,再结合库水位,通过解算浸润线与库水位方程组,计算出尾矿库的干滩长度。该方法具有适应性强,监测准确,费用低、操作与维护简单、抗雷电能力强等优点,为干滩长度在线监测新方法的探索提供了参考。     

基于改进CM的尾矿坝体变形4级预警阈值确定方法*

为改善我国尾矿库在线监测系统由于重建设、轻利用而导致的事故预警能力被制约的现状,以尾矿坝体变形速率监测指标为研究对象,通过引入改进云模型,根据3E规则确定尾矿坝变形监测的正常运营值边界,建立尾矿库坝体变形速率4级预警阈值确定模型,以湖北省某尾矿库为例进行实例分析。结果表明:通过提出的坝体预警阈值确定方法,可得出尾矿库坝体变形速率黄、橙、红各级预警阀值分别为10.842,16.68,25.02 mm/d;进一步与典型小概率法计算结果对比表明,所提出的尾矿坝变形速率4级预警阈值确定方法更加科学合理,可用于尾矿库重要安全监测指标预警值的确定。     

尾矿库溃坝的安全监测

通过尾矿库溃坝事故的原因分析,提出将浸润线、防洪容量、坝体位移和降雨量作为尾矿库监测预警系统的监测指标,详细分析监测指标的设置、原理、功能及预警,实现尾矿库主要安全指标的在线自动监测,为预测尾矿库的运行状况提供了有力的保障。     

金属矿山尾矿库区土壤与水环评重点探析

通过对金属矿山尾矿库进行分析总结,得出尾矿库对土壤与水环境的污染方式主要有湿排尾矿库干滩扬尘、干排尾矿库扬尘、尾矿运输扬尘、尾矿库澄清水外排、尾矿库渗漏、尾矿库泄漏、尾矿库洪水外排、尾矿库溃坝、尾矿运输泄漏等9种主要形式。在环评中应重点关注尾矿基本资料、尾矿库工程资料、尾矿库水质、尾矿库周边环境情况、水文地质勘查报告、当地气象条件、尾矿库防渗工程、尾矿库环保措施、尾矿库比选、尾矿综合利用等10个方面,以充分论证尾矿库的环境可行性,预防和控制尾矿库可能带来的污染。     

多因素影响下尾矿库坝体沉积特性的试验研究

为了研究尾矿颗粒的沉积特性,基于四川某尾矿库进行颗粒取样,并利用室内筛分试验和恒定水流理论对尾矿颗粒的沉积特性进行分析。研究结果表明:干滩面上的沉积规律宏观上表现为前粗后细的规律,并可概化为"粗化—缓慢细化—细化"的变化过程,局部位置出现粒径的突变;干滩面上不同位置均出现了临界粒径,而该粒径的出现标志着某一粒径尾矿含量的显著增多;堆积坝体的颗粒粒径整体呈上粗下细的规律,不同深度位置有夹层、互层、交错层等现象出现;尾矿颗粒的分离流速随着尾矿粒径的增大而变小,而重力与水流拖拽力呈三次线性关系;当选矿工艺一定时,尾矿颗粒在干滩面上的沉积与颗粒流速成正比,和干滩坡度、尾矿粒径成反比。     

多因素影响下尾矿库坝体沉积特性的试验研究北大核心CSCD

为了研究尾矿颗粒的沉积特性,基于四川某尾矿库进行颗粒取样,并利用室内筛分试验和恒定水流理论对尾矿颗粒的沉积特性进行分析。研究结果表明:干滩面上的沉积规律宏观上表现为前粗后细的规律,并可概化为"粗化—缓慢细化—细化"的变化过程,局部位置出现粒径的突变;干滩面上不同位置均出现了临界粒径,而该粒径的出现标志着某一粒径尾矿含量的显著增多;堆积坝体的颗粒粒径整体呈上粗下细的规律,不同深度位置有夹层、互层、交错层等现象出现;尾矿颗粒的分离流速随着尾矿粒径的增大而变小,而重力与水流拖拽力呈三次线性关系;当选矿工艺一定时,尾矿颗粒在干滩面上的沉积与颗粒流速成正比,和干滩坡度、尾矿粒径成反比。     

基于灰色系统理论的尾矿库坝体形变位移预测方法

为了降低尾矿库在金属非金属矿山安全生产中的危险,提高尾矿库在线监测数据的准确性,提高尾矿库工程溃决的预报预测水平,将尾矿库坝体形变位移作为研究重点,以在线监测技术测得的数值为原始数据,利用灰色系统理论的方法,以时间为主线,建立尾矿库坝体位移数学模型.最后,进行了工程实际坝体形变位移预测,结果表明,利用灰色系统理论建立的模型进行预测可以排除天气、人工、现场条件等许多因素的影响,为人工监测提供可靠依据.     

基于熵技术的尾矿库安全模糊综合评价体系研究

在以往对尾矿库安全评价时,常常只对尾矿库的地质情况、坝体结构、防洪能力和坝体稳定性等进行安全度计算,然后评价尾矿库安全性,但都未能全面综合地判定尾矿库的安全运行状况。针对尾矿库安全评价具有定性指标多、定量指标少、评价主观性过强、客观性偏弱等特点,建立涵盖坝体稳定性、排洪安全性、输送及排放安全性、监测可靠性、管理全面性为一级指标的尾矿库安全现状评价指标体系。利用信息论中熵的概念计算客观权重的方法,避免人为主观的影响,提出尾矿库安全模糊综合评价模型。应用该模型对陕西省某尾矿库的安全现状进行评价,根据评价结果并结合评价指标的权重探索尾矿库存在的安全隐患,为进一步整改提供理论依据,具有一定的使用价值。     

干堆尾矿子坝结构参数的稳定性响应规律研究

针对干堆尾矿库设计时缺乏子坝结构参数取值依据的实际困难,采用数值试验和工程实证相结合的方法,系统研究了干堆尾矿库坝体结构参数对稳定性的响应规律,提出干堆尾矿库子坝结构参数选取方法。结果表明:堆坝安全系数Fs随子坝高h降低整体呈先增后减的变化规律,峰值为最佳子坝高,其值与堆积坝总高呈正相关,通常取值为堆积坝总高的1/5-1/7;安全系数Fs与马道宽d呈正相关,推荐在3-6m范围取值。     

尾矿库在线监测系统中位移数据分析方法探讨

尾矿库的安全稳定在矿山安全生产和环境保护中具有十分重要的意义,国家已明确要求三等及三等以上尾矿库应安装在线监测系统。本文在总结我国尾矿库在线监测系统结构和建设情况基础上,分析了当前已建成系统中坝面位移或坝内位移处理方法的现状和存在的不足,并提出科学合理地分析位移数据是关系到尾矿库在线监测系统有效性和适用性的关键技术之一。在总结归纳尾矿库安全领域坝体变形和稳定安全评价方法的基础上,提出了尾矿库在线监测系统中坝面位移和坝内位移定量分析处理的新思路,指出尾矿坝变形过程的数值仿真是校核在线监测系统所得位移数据,进而有效地分析和预测尾矿坝变形趋势的重要手段之一。     

圆弧条分法在尾矿库安全评价中的应用

坝体稳定性计算是尾矿库安全评价中的一项重要内容。运用圆弧条分法对尾矿库坝体稳定性进行了分析，建立了计算几何模型，计算出坝体安全性系数。应用圆弧条分法对尾矿库堆积坝进行安全评价能有效的反映坝体稳定性现状。     

基于渗透稳定性分析的尾矿库坝体稳定性研究

论述了尾矿库坝体稳定性分析主要理论,鉴于浸润线位置对坝体稳定性的重要影响,从尾矿库坝体渗透稳定性分析出发,提出通过坝体渗流稳定分析计算坝体稳定性的理论;强调了水对尾矿坝稳定性分析的重要作用,总结了尾矿库坝体产生渗漏的原因及种类,得出通过尾矿坝排渗固结提高尾矿坝稳定性的结论.最后提出综合运用各种排渗措施,以降低坝体浸润线,加速尾矿固结,从而提高坝体稳定性.     

数字尾矿库系统结构及功能实现方法

我国三等以上尾矿库均建成了尾矿库在线监测系统,为进一步提升尾矿库管控水平,提出可在在线监测系统基础上建设数字尾矿库工程的思路。数字尾矿库工程是借助全数字测量、遥感、地理信息系统或全球定位系统等现代化手段采集基础数据,实现尾矿库地形地势、水文气象、监测监控、调洪、尾矿坝稳定、风险分析、设备设施管理、应急培训等功能有机集成的统一管控平台。在总结数字尾矿库研究现状的基础上,借鉴水利水电工程中数字黄河、数字长江工程建设理论和方法,研究了数字山谷型尾矿库系统的功能和实现方法,提出了数字山谷型尾矿库系统的结构框架,并对数字平台建设、调洪演算实现、坝体稳定在线分析预警及应急培训等子系统的实现方法进行了深入研究,研究成果可为后期数字尾矿库建设提供参考。     

尾矿库调洪演算的时变分析模型及应用

为有效指导尾矿库汛期防洪安全工作,基于时变分析理论,结合尾矿库调洪演算的基本原理,建立尾矿库调洪演算的时变分析模型,研究某尾矿库在200年一遇洪水的防洪标准下的调洪演算。结果表明:该尾矿库的最小安全超高和最小干滩长度小于规范值;洪水过程线、库水位时变曲线和泄流量时变曲线具有相似的特征,均表现出显著的时变规律特征;最高洪水位与最大泄流量滞后于最大洪峰流量0.5 h,库水位在洪水结束后12.8 h恢复到正常水位。该尾矿库的防洪能力满足规范要求,库水位时变曲线和泄流量时变曲线相对于洪水过程线表现出一定的滞后效应。