汛期尾矿库坝体稳定性分析

发布时间：2020-03-24 23:26

【摘要】：尾矿库是矿山企业人造的重大危险源。据不完全统计截至2016年我国现有尾矿库8385座,其中有病库391座。21世纪以来尾矿库大小事故不断,前后发生事故97起,大事件占74.2%。这些事故多发于当地的汛期,因此为提高矿山的安全系数,避免不必要的损失,进一步加强汛期对尾矿库坝体稳定性的研究是非常必要的。针对汛期影响尾矿库坝体安全的相关因素进行辨识总结,汛期影响尾矿库坝体安全的主要因素有天然因素、技术因素和管理因素等。从事故的表现形式上看,尾矿库事故主要是由洪水和管理不善引起的溃坝、滑坡、坝体渗漏及变形等。鲁中矿业御驾泉尾矿库是山东境内规模最大的尾矿库,设计允许堆筑至370m水平,总坝高可达115m,总库容可达到5300万m3。此尾矿库是山东省内规模和库容量最大的尾矿库,以其为工程背景进行尾矿库汛期相关的渗流和坝体稳定性研究。实地勘察并收集御驾泉尾矿库的基本地质资料,尾矿物理力学特性,尾矿坝底层分布,以及相关的监测数据等。针对收集的资料进行整合分析,把相关信息应用于汛期的坝体稳定性分析中。采用数值模拟技术,针对御驾泉尾矿库的现状进行汛期的坝体渗流分析。以控制库内水位线模拟汛期时库内的水量变化,分析对比浸润线的移动、坝体内水压的变化、以及坝体应力集中的相关研究。提出汛期御驾泉尾矿库的干滩长度与坝体水平应力的相关多项式,认为汛期尾矿库水位的变化直接影响了坝体内浸润线、孔隙水压力以及应力变化,对尾矿库坝体的安全有直接影响,汛期尾矿库的安全必须引起重视。采用瑞典圆弧法对汛期尾矿库坝体进行极限平衡分析,多方面考虑(包括结构力学参数、水压等)综合分析尾矿库坝体的稳定性。采用FLAC软件进行强度折减,计算御驾泉尾矿库坝体堆筑过程中是否含水两方面不同标高的安全系数,并安全系数对比分析及验证。对汛期的洪水漫顶致灾机理进行分析研究,提出溃口变化的数学模型。汛期安全是尾矿库工作的重点,为安全度汛,御驾泉尾矿库安装了尾矿库综合监测系统,及时准确掌握影响汛期尾矿库安全的各因素的变化,做到及时进行汛期的提前预测,调洪库容的校验。提前检查和维护坝体及其相关设施,以保证能够安全度汛。针对可能发生的安全事故,作出预案及相关的应急响应,以确保当发生的事故能实施有效及时的救助。
【图文】：

山东理工大学硕士学位论文 第一章 绪论第一章 绪论1.1 课题来源及意义尾矿库是指矿山企业筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。有数据显示，，截至 2016 年我国共有尾矿库8385 座，但是其真实数量必将大于此值,其中有病库 391 座[1]。近 60 年来，我国共发生175 起尾矿库事故，其中坝坡失稳事故率达 8.0%，坝面冲刷、塔管隧洞破坏、跑矿和渗流、遭遇洪水事故率高达 80.6%，自 2000 年以来我国尾矿库基本上年年发生事故，事故发生情况如图 1.1 所示，共发生事故 97 起，其中大事件 72 起，占74.2%。从 2003 年开始随着矿产品价格的上涨事故发生起数逐年增长，直到 2012 年后，才下对稳定下来。

1.3 课题研究内容和技术路线针对汛期尾矿库的安全进行相关的理论与安全稳定性分析，以鲁中矿业御驾泉尾矿库为工程背景进行相关的课题研究。技术路线如图1.2 所示。主要研究内有：图1.2 研究技术路线Fig.1.2 Research technology route（1）查阅大量尾矿库的文献，搜集并研究与汛期尾矿库坝体安全稳定性相关的资料进行阅读分析，并且进行分类整理。（2）进行现场调研，收集御驾泉尾矿库的基本地质信息，查阅并确定汛期御驾泉尾矿库的堆筑材料的物理参数，通过尾砂土工试验补充尾砂物理参数，并且查找整理汛期影响尾矿库坝体安全的危险因素。（3）根据调研材料使用达西定律进行汛期御驾泉尾矿库的渗流分析，应用
【学位授予单位】：山东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD926.4

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本文编号：2599020