基于渗流-应力耦合分析的野鸡尾尾矿坝稳定性研究

基于渗流场与应力场耦合机理,对柿竹园野鸡尾尾矿坝进行稳定性研究。研究渗流-应力的耦合效应,提出了渗流-应力耦合以及渗流体积力计算的实施方案;建立二维的有限元渗流-应力耦合计算模型,分析了考虑耦合效应时的尾矿坝渗流场、位移场、应力场;最终分析了不同耦合关系对于渗流量、位移场、等效渗透集中力以及应力场的影响。研究结果表明:当前水力条件下,尾矿坝稳定性良好;尾矿坝主要受水平渗透力作用,初期坝坝顶、坝脚以及坝底等处应力集中;尾矿坝的渗流-应力作用不容忽视,不同的耦合关系对于x方向位移、渗透力的预测影响巨大;考虑渗流-应力耦合关系得到的主应力、剪应力以及竖向位移,比不考虑耦合效应时大。     

基于PCA-BBO-SVM的尾矿坝变形预测模型与性能验证研究

为准确预测尾矿坝变形趋势,通过主成分分析法(PCA)对尾矿坝变形影响因子进行优选,基于生物地理学优化算法(BBO)对支持向量机(SVM)参数进行寻优,建立PCA-BBO-SVM尾矿坝变形预测模型,并以杨家湾尾矿坝为例对模型性能进行验证。研究结果表明：PCA-BBO-SVM模型在4个测点的RMSE为0.139 6,0.274 2,0.317 0,0.530 6;MAE为0.112 5,0.213 5,0.269 0,0.412 9;MAPE为0.525 0%,0.692 3%,2.621 2%,1.311 2%;预测精度及对局部波动的预测能力均高于BP、GS-SVM、GA-SVM和PSO-SVM模型,研究结果可为尾矿坝变形预测提供模型支撑。     

铜陵市铜尾矿土壤动物群落生态研究

对安徽省铜陵市铜尾矿地6种生境中土壤动物群落进行野外调查和室内分析，研究不同弃置堆放时间的铜尾矿地土壤的动物群落结构及其与尾矿基质理化性质、植被状况等生境条件之间的关系。结果表明，尾矿堆放时间、区位地貌和植被状况的不同，尾矿基质的理化性质发生变化，导致土壤动物的种类组成和数量分布具有明显差异。土壤动物在土体中的表聚性强，绝大部分集中分布于A层(0～5cm)；土壤的物理性质越稳定，土壤动物越丰富；土壤肥力越高，土壤动物越丰富多样。即尾矿地土壤的生境条件越优越，土壤动物群落的物种丰富度越大，个体数量分布越多，群落多样性越高。这些研究结论为尾矿区的生态修复和可持续利用提供了参考依据。     

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.     

尾粉砂干堆尾矿坝安全影响因素的敏感性分析

降雨强度、初始饱和度、压实系数和张裂缝位置皆为尾粉砂干堆尾矿坝安全性的主要影响因素,其影响主要体现在安全系数、浸润线高度和某断面上潜在滑动面深度。为了探究各影响因素对尾矿坝安全性的敏感性,以某尾粉砂干堆尾矿坝为例,采用正交试验设计和数值模拟相结合的方法及熵权决策法,对4个主要影响因素进行敏感性分析。结果表明:尾粉砂干堆体在降雨条件下只产生表面滑动,不会发生整体性滑坡;不同指标下的最优最劣组合方案不完全相同,但经过熵权决策法综合分析,发现初始饱和度(S)的影响程度最大,且安全系数指标是最佳评价指标;在评价尾粉砂干堆体安全性时,采用3个指标进行多角度综合分析,可得到更精确的结果。     

金属尾矿废弃地的生态恢复

尾矿废弃地是一种典型的退化生态系统。本文通过对其生态恢复所面临问题的研究，讨论了尾矿废弃地生态恢复的理论和方法，分析了使用外来物种对于尾矿废弃地这一独特的退化生态系统进行恢复的可能性，并探索了尾矿废弃地生态恢复的评价标准。     

瓷土矿尾矿沙山的生态治理

以江西省星子县大排岭瓷土矿尾矿沙山的初始生态恢复进程为研究对象,在样地调查的基础上,通过分析人工恢复林地、未治理迹地与自然恢复地中定居的植物物种数量、群落组成与结构来研究当地尾矿沙山生态恢复进程.结果显示,自然恢复地的生物多样性及群落组成与结构效果优于未治理迹地与人工恢复林地的生物多样性及群落组成与结构.自然恢复地植物物种中牡荆等3种植物在尾矿沙山的定居和扩散形成了具有一定组成与结构的植物群落类型,且这种群落类型稳定并符合植被演替的自然规律.这3种先锋植物可以在同类矿山尾矿沙山的植被重建与恢复中推广.      

利用铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物协同制备微晶玻璃工艺

以铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物为主要原料,采用烧结法制备微晶玻璃材料。为确定基础玻璃的成分,以及尾矿、CRT玻璃及各化工原料的用料比例,设计了正交实验;研究了CaO,Al2O3,MgO等氧化物添加量对微晶玻璃结构及性能的影响规律。通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析方法,考察了微晶玻璃产品的晶相、晶体形貌特征及性能。结果表明:利用铅锌尾矿、CRT玻璃废弃物制备微晶玻璃的最佳配方为:尾矿20%、CRT玻璃30%、添加辅料石英砂29.7%、方解石25%、Al2O312%、晶核剂TiO21%。SEM和XRD分析可知,微晶玻璃的主晶相为透辉石;打磨抛光处理后,平均显微硬度为8.76 GPa,平均抗折强度为223.1MPa;经酸、碱浸蚀后,质量变化分别为0.43%和0.58%,耐酸碱腐蚀性良好。     

藻菌生物膜胞外聚合物与铅锌尾矿重金属的络合配位作用

矿产资源开采冶炼产生大量尾矿渣,其中富含的可溶性重金属引发的生态环境问题日益突显.铅锌矿是我国重要的矿产资源,尾矿露天堆放使得其富含的可溶性重金属淋溶迁移,对矿区周边地表环境造成严重污染.为探明自然水体环境中的藻菌生物膜与重金属的作用机理,采用三维荧光光谱技术研究干旱区天然湖泊中的藻菌生物膜EPS（胞外聚合物）与铅锌尾矿渣中5种重金属离子的络合配位作用.结果表明:①从藻菌生物膜EPS荧光光谱图中可检测出两个荧光峰,均来源于芳香类蛋白酪氨酸物质;②铅锌尾矿淋滤液中的重金属元素主要包括Pb、Co、Ni、Zn和Cd,且这5种金属离子均能有效淬灭EPS的荧光强度;③荧光淬灭滴定试验得出,Pb2+与EPS的络合能力最强,最大络合常数为4.523 1,最大结合位点数为1.177 5;Cd2+与EPS的络合能力最弱,最大络合常数为1.957 1,最大结合位点数为0.684 8;Co2+、Ni2+和Zn2+与EPS的络合能力相似.研究显示,藻菌生物膜EPS中含有的荧光基团与重金属离子的作用强度与金属离子的类型相关,二者的络合配位作用可能会影响重金属在水环境中的化学形态、迁移、生物有效性和生态毒性.      

江西定南县离子型稀土尾矿周边水体氮污染状况与分布特征

为探究"稀土王国"江西省赣南地区离子型稀土矿对周边水体环境的影响,以离子型稀土矿分布密集区定南县濂江月子河流域和龙迳河龙头流域为研究对象,综合分析研究区特征污染物ρ（NH₄+-N）空间分布特征,采用相关性分析和主成分分析揭示其主要污染来源及影响因素.结果表明:①离子型稀土矿停产整顿半年后,濂江月子河流域和龙迳河龙头流域ρ（NH₄+-N）超过1.00和2.00 mg/L的采样点分别达72%和68%;pH范围为2.95~7.66,平均值分别为6.23和5.53,水体总体上偏酸性;ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、EC与ρ（NO₃--N）变异系数较大,均介于0.80~1.50之间.②相关性分析结果显示,ρ（NH₄+-N）与ρ（TN）、EC均呈极显著正相关（P < 0.01）;ρ（NH₄+-N）与pH呈显著负相关（P < 0.05）.③流经稀土尾矿区的水体中ρ（NH₄+-N）随距离增加呈现明显的空间梯度分布特征,即距稀土矿区边界200 m处水体中ρ（NH₄+-N）最高（12.20~200.00 mg/L）,其次为1.15 km内（3.69~11.80 mg/L）及3.5 km以上水体（0.80~1.51 mg/L）,矿区周边未受到采矿活动影响的水体中ρ（NH₄+-N）最低（0.03~0.15 mg/L）.④PCA结果表明,2条河流的主要环境影响因子为ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、pH和EC,主要受到周边稀土矿山尾矿的强烈影响.研究显示,离子型稀土矿原位浸矿开采停产半年后,重点小流域水体中ρ（NH₄+-N）高概率超标的现状仍然存在,受稀土开采活动影响较大.建议进一步开展重点小流域NH₄+-N剩余"库容"精算和矿山周边地表水定期监测.