浸润线较高对尾矿库坝体稳定性的影响及降低浸润线的措施_陶相露.pdf
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1、8浸润线较高对尾矿库坝体稳定性的影响及 降低浸润线的措施陶相露(福建省冶金工业设计院有限公司,福建福州350001)【摘要】我国现有近万座尾矿库,环境风险相对比较高的占三分之一。很多早期建设的中小型尾矿库,由于初期坝设计、施工不规范、后期尾矿堆积坝未按设计要求堆放等原因,导致尾矿库浸润线较高,初期坝和堆积坝坝面出现沼泽化,尾矿库堆积坝抗滑稳定系数不满足规范要求,尾矿库运行存在安全隐患。本文简要分析浸润线较高对尾矿堆积坝的不利影响,并提出尾矿库整改时降低浸润线的措施。【关键词】尾矿库;浸润线埋深;措施;安全隐患Influence of High Phreatic Line on Stabilit
2、y of Tailings Pond and Measuresto Reduce Phreatic LineTao Xianglu(Fujian Metallurgical Industry Design Institute Co.,Ltd.,Fuzhou 350001,Fujian)【Abstract】There are nearly 10000 tailings ponds in China,and one third of them have relatively high environmental risks.Many small and medium-sized tailings
3、ponds built in the early stage,due to the non-standard design and construction of the initial dam,and the non stacking of the tailings stacking dam in the later stage according to the design requirements,lead to the high saturation line of the tailings pond,the swamping of the initial dam and the st
4、acking dam surface,the anti sliding stability coefficient of the tailings pond stacking dam does not meet the specification requirements,and there are potential safety hazards in the operation of the tailings pond.This paper briefly analyzes the adverse effect of high phreatic line on tailings stack
5、ing dam,and puts forward the measures to reduce the phreatic line during the rectification of tailings pond.【Key words】tailings dam;depth of phreatic line;measures;safety hazards作者简介:陶相露(1988.5 ),男,勘察技术与工程专业,本科,工程师,主要从事岩土工程勘察工作。收稿日期:2022 年 7 月前言尾矿库是矿山生产中的重要配套设施,是非煤矿山的重大危险源之一。尾矿库发生垮塌会造成重大生命财产损失,因此,生产
6、运行期间尾矿库的稳定性研究对于矿山安全生产具有重大的现实意义。由于我国尾矿库技术发展较晚,早期建库时无规范遵从,很多尾矿库参照水坝设计,部分尾矿库初期坝透水性差,尾矿库浸润线较高。本文以某尾矿库工程为例,来分析浸润线较高对尾矿堆积坝稳定性影响及降低浸润线措施。1 某尾矿库基础资料某尾矿库位于武夷山区,为山谷型尾矿库,并利用尾砂人工填筑后期坝,属上游法尾矿堆积坝。初期坝为土坝,坝顶标高 159.3m、坝顶宽约 3.0m、坝顶轴线长约 69.0m、坝高 12.2m,目前初期坝坝顶及外坡面铺设厚约 0.8m 的碎石保护层,顶标高约 160.1m,下游坡比 1:2.6。现有堆积坝坝顶标高 183.6m
7、,总坝高约 24.3m,堆积坝外坡比 1:3.5。该尾矿坝设计总高度36.5m(初期坝高度 11.0m,堆积坝高度 25.5m),堆积坝达到终期标高 183.6m 时,全库容为 101福 建 冶 金 2 0 2 3 年第 3 期 DOI:10.19574/ki.issn1672-7665.2023.03.0149万立方米,属 4 等别尾矿库。该尾矿库堆积坝和初期坝浸润线较高,初期坝顶浸润线埋深仅 0.5m,尾矿堆积坝坡脚和初期坝接触部位局部有水渗出。浸润线常年出露于堆积坝的坡脚,严重影响堆积坝坡脚稳定,甚至可导致渗透破坏。该尾矿堆积坝面局部微胶结,坝面排水沟和坝肩排水沟部分破坏,堆积坝外坡覆盖
8、厚度 30 50cm 的粘性土种植草皮,但草皮成活率较低,现坝面多为杂草,子坝局部外坡植被已按环保要求清理铺设塑料网,塑料网大部分破坏,坝面局部有小冲沟,在遇强暴雨、地震等诱因的影响下,易产生滑坡、泥石流等地质灾害。鉴于以上问题和现象,建议完善堆积坝坝面排水设施,坝面植草护坡,防止坝体冲刷破坏。为降低坝体浸润线,建议加强堆积坝下游排水措施,同时应加强坝体变形及浸润线位置、排泄水量等方面的观测工作。2 稳定性分析2.1 稳定性计算模型土坝(坡)稳定性常用的分析计算方法有瑞典法(瑞典圆弧法和瑞典条分法)、Bishop 法、Janbu 法、Morgenstem-Price 法和有限元分析方法等。本文
9、采用北京理正岩土计算软件中的边坡计算模块,采用瑞典圆弧法计算,该方法不考虑滑动土体内部的相互作用力,假定坝坡稳定属于平面应变问题。堆积坝稳定性计算简图如图 1,将滑动带内的滑体分成 n 个土条,从中取一个土条,其上的作用力有土条自重和作用于土条底面的抗滑力。土条在自重作用下将绕圆心 O 旋转而向下滑动。因此,使土体绕圆心 O 下滑的滑动力矩为,土体抗滑力是滑弧 AED 上的抗滑力对圆心 O 取矩。整个滑体剩余下滑力计算的安全系数为 K。(1)(2)式(1)和(2)中:K整个滑体剩余下滑力计算的安全系数;li第 i 条土条的滑动面长度(m),;Wi第 i 条土条自重;i第 i 条重力线与通过此条
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