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地下水尾矿坝稳定性影响分析

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地下水对栾川炉场沟尾矿坝稳定性影响分析葛　雁1,2,陈付申2,王现国2,梁龙豹2,王　勉2,梁爱英2(1.中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;2.河南省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质队,河南郑州450053)[摘　要]　据计算结果,栾川炉场沟尾矿坝在正常运行情况下是稳定的,地下水位(浸润线水位)是实测水位;在洪水运行情况下和特殊运行情况下是不稳定的,洪水运行情况下,预测地下水位(浸润线水位)距离坝顶1m ,地下水位(浸润线水位)埋深较浅时尾矿坝不稳定,提出了相应的预防措施。

[关键词]　尾矿库;有效库容;尾矿坝;稳定性[中图分类号]　T V 211.1+2 [文献标识码]　A [文章编号]　1004-1184(2007)04-0127-03[收稿日期]　2007-05-23[作者简介]　葛雁(1973-),女,河南太康人,工程师,主要从事水文地质、工程地质和地质灾害评估、治理工作。

The Impact of Water Table Fluctuation on Stability ofthe Tailings Dam at the LuanchuanGE Yan 1,2,C HEN Fu -shen 2,WANG Xian -guo 2,LIANG Long -bao 2,WANG Mian 2,LIANG Ai -ying2(1.Collegae of Engineering China Geo logy University Wuhan Hubei 430074China;2.NO.2H ydro geolog ical and Eng ineer ing Geological Group,Bur eau of Geoexploration and M ineral Developm ent o f Henan Pr ovince ,Zheng zho u 450053,China )Abstract :T he embankment of the tailings po nd in Luanchuan Luchangg ou is stable in nor mal o peratio n condition.But in flo oding season,safety of the dam is uncertain.The study predicted that under flooding conditio n ,gr ound w ater lev el is one metre fro m the dam top ;in special oper ation condition,gro undw ater level m ay ex ceed the top of the dam.So the tailings dam is not stable w hen the g roundw ater table depth is sm all.Key words :Tailing pond;effectiv e storag e capacity;tailings dam ;stability 拟建的10000t/d 钼选厂位于栾川县赤土店乡马圈村,扩建后选厂将由4500t/d 提高到14500t/d 的生产规模。

栾川炉场沟尾矿库作为选厂的配套工程,需对该尾矿库进行扩容建设,为了给扩容建设提供必需的地质资料及技术依据,对炉场沟尾矿库加高扩容工程在前期勘察的基础上进行工程地质补充勘察。

据勘察资料知:地下水位埋深(浸润线高低)对尾矿坝稳定性产生的影响较大。

1　尾矿库概况与地质环境条件1.1　尾矿库概况炉场沟尾矿库地处秦岭山脉东北缘低中山区,位于一狭长山谷中,三面环山,构成良好封闭型天然库盆,地貌单元属山地,山岭标高1320～1612m,相对高差100～300m 。

炉场沟发源地段,东、西两侧为一坳谷即东凹和西凹,与炉场沟在平面上呈“Y ”字型展布。

炉场沟两岸山体呈“V ”型谷,谷坡较陡,一般坡度在35°～50°之间。

两岸基岩大多被植被覆盖,表面强风化,以下中等风化,深部风化较弱。

覆盖层多分布于山坡上部及冲沟沟底。

主沟谷方向大致由东北至西南向,纵向长度约1.26km 。

炉场沟尾矿库在地理位置上位于马圈选厂以东约0.4km ,炉场沟尾矿库从南向北由初期坝、一期尾矿堆积坝、二期尾矿堆积坝、干滩、湿滩和水面区等6部分组成。

初期坝位于炉场沟沟口,为均质土坝,坝顶标高为1211m ,高18m ,坝顶宽3m ,坝顶长60m 。

1982年10月投入使用,1990年进行改造,2002年尾矿堆积坝坝顶标高为1280m 。

见图1。

尾矿坝最终堆积高度218m ,现有效库容6.64×106m 3,根据中华人民共和国冶金部部标准《上游法尾127　2007年7月第29卷　第4期 地下水G r ound w ater Jul.,2007Vo l.29　N O.4矿堆积坝工程地质勘察规程》(YBJ 11-86)(试行)附录1,炉场沟尾矿库等级为二级。

排水系统采用D= 2.5m 排水井,B ×H = 1.5×1.8m 隧洞——原排水隧洞排洪。

排水井高24m ,3座,钢筋混凝土结构,新建隧洞总长1050m ,全段采用钢筋混凝土,混凝土支护。

图1　尾矿坝示意图1.2　尾矿库地质环境条件(1)尾矿库区域地质环境条件库区内的地层岩性主要有第四系残坡积形成的粉质粘土和碎石、堆积的尾矿砂及震旦系冯家湾组白云石大理岩。

尾矿库区位于秦岭东西向构造带的西段,地质构造作用强烈,活动持续时间长,主要为断裂构造;岩层产状变化较大,但岩层一般走向280°～310°,倾向北东,南西不等,倾角30°～60°;局部地段受挤压,使层间褶曲发育以及伴随岩浆活动等。

(2)尾矿坝工程地质条件尾矿坝坝体岩性为尾矿砂,有尾中砂、尾细砂和尾粉砂组成,局部含尾亚砂、尾砂泥和尾轻亚粘。

～ 层尾矿砂呈松散——稍密状态, 层(含 层)以下尾矿砂呈稍密——中密状态。

尾矿坝岩性见图2。

图2　工程地质剖面图2　尾矿库地下水埋深(浸润线)分析在钻探过程中,为了测得库内地下水浸润线的位置,分别在4#孔(干滩)、21#孔(坝顶)、22#孔(干滩)、23#孔(干滩与湿滩交接部位)、24#孔(湿滩)、25#孔(湿滩)和26#孔(湿滩)埋设了长期观测管,安排了专人进行观测,而且对前期勘察时施工的观测孔也进行了观测,观测记录见表1。

由表1可知:浸润线的起伏趋势从南向北,从下至上,从坝下、坝顶、干滩到湿滩浸润线埋深越来越浅,有抬升的趋势。

这对尾矿坝的稳定是不利的。

表1　2005年5月26日水位观测记录表孔号位置孔口标高/m 水位/m 水位标高/m 观测时间25湿滩1286.08 1.401284.685月26日26湿滩 1.695月26日24湿滩1286.45 1.231285.225月26日23干滩与湿滩交接部位1287.67 1.581286.095月26日22干滩1289.66 1.131288.535月26日4干滩1289.48 3.361286.125月26日21坝顶1291.0013.001278.005月26日J 2(原11)坝下1231.55 5.001226.555月26日J 4(原12)坝下1248.34 4.001244.345月26日J 5(原13)坝下1258.6310.401248.235月26日3　尾矿坝稳定性评价3.1　尾矿坝稳定性计算对尾矿坝的稳定性计算从正常运行、洪水运行和特殊运行三个方面根据坝的工程地质条件采用瑞典圆弧滑动面法进行计算,计算模型见图3。

(1)正常运行正常运行指尾矿库水位处于正常水位时的工况,浸润线水位根据实测水位计算。

其安全系数按下列公式计算:F s =∑[c i l i+(w icos i-wci)tg i ]/∑(w i sin i )式中:F s —安全系数;i —土条编号;c i —第i 号土条的粘聚力(kPa); i —第i 号土条的内摩擦角(°);l i —第i 号土条的底部弧长(m );w i —第i 号土条的重量(kPa);w ci —作用在i 号土条底部滑弧面上的渗透压力(kPa); i —第i 号土条底部中点和圆心O 点的连线与通过O 点的铅垂线之间的夹角(°)。

图3　尾矿坝稳定性计算模型图(2)洪水运行洪水运行指尾矿库水位处于最高洪水位时的工况。

当尾矿库水位处于最高洪水位时,地下水埋深(浸润线)按距离坝顶1m 计,其安全系数仍按下列公式计算:128F s=∑[c i l i+(w i co s i-w ci)tg i]/∑(w i sin i)式中符号意义同前。

(3)特殊运行特殊运行指尾矿库水位处于最高洪水位,同时又遇到设计烈度的地震时的工况。

特殊运行时,地下水(浸润线)溢出坝顶,地下水埋深为0m,其安全系数按下列公式计算:F s={c i l i+[(w i-Q i′)cos i-w ci-Q i sin i]tg i}/ [(w i+Q i′)sin i+M ci/R]式中:R—滑动圆弧的半径(m);Q i—作用在土条重心处的水平向地震惯性力(kN),可用下式计算Q i= k h c z a i w i;Q i′—作用在土条重心处的竖向地震惯性力(kN),可用下式计算Q i′=1/3Q i;M ci—水平向地震惯性力;Q i—对滑动圆心的矩(m);k h—水平向地震系数,为地震时地面水平最大加速度的统计平均值与重力加速度之比值;c z—综合影响系数,取;0.25;a i—土条重心处的地震加速度分布系数;w i—土条实际重量,水上用湿容重,水下用浮容重。

式中其它符号意义同前。

计算结果见表2。

表2　尾矿坝安全系数计算表尾矿库级别计算的安全系数F s正常运行洪水运行特殊运行2级 1.26 1.12 1.01 3.2　尾矿坝稳定性分析评价尾矿坝稳定性综合评价表见表3。

表3　尾矿坝稳定性综合评价表尾矿库级别计算的安全系数F s正常运行洪水运行特殊运行综合评价正常运行洪水运行特殊运行正常运行洪水运行特殊运行备注2级 1.26 1.12 1.01 1.25 1.15 1.05稳定不稳定不稳定 由表3可知:尾矿坝正常运行情况下,计算出来的安全系数1.26大于规程规定的抗滑稳定的最小安全系数1.25,尾矿坝是稳定的。

尾矿坝洪水运行情况下,计算出来的安全系数1.12小于规程规定的抗滑稳定的最小安全系数1.15,尾矿坝是不稳定的;尾矿坝特殊运行情况下,计算出来的安全系数1.01小于规程规定的抗滑稳定的最小安全系数1.05,尾矿坝是很不稳定的。

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尾矿坝稳定性分析评价

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。

唐山某尾矿库坝体稳定性分析报告_secret

唐山某尾矿库坝体稳定性分析报告_secret

目录1.前言 (1)2.稳定性计算分析依据 (2)2.1依据的法规文件 (2)2.2依据的其它文件 (2)3．尾矿库概述 (3)3.1库区位置及自然地形地貌 (3)3.2气象特征 (4)3.3尾矿坝现状 (4)4.地勘报告概述 (5)4.1地层岩性 (5)4.2岩土物理力学性质 (6)5.尾矿坝稳定性分析 (7)5.1稳定性分析概述 (7)5.1.1稳定性分析流程 (7)5.1.2计算剖面的确定 (7)5.1.3荷载工况的选取 (7)5.1.4计算方法的确定 (8)5.1.5计算软件简介 (9)5.1.6计算参数的确定 (9)5.2正常运行条件稳定性分析 (9)5.2.1正常水位条件下的渗流稳定性分析 (9)5.2.2正常条件下坝体边坡稳定性分析 (14)5.3洪水运行条件稳定性分析 (18)5.3.1最高洪水位下渗流稳定性分析 (18)5.3.2洪水运行期间坝体边坡稳定性分析计算 (22)5.4特殊运行条件稳定性分析 (27)5.5尾矿坝稳定性计算结论 (32)5.6影响尾矿堆积坝稳定的因素分析 (32)5.6.1尾矿的物理力学特性影响分析 (33)5.6.2浸润线对坝体体稳定性影响的分析 (33)5.6.3尾矿坝外坡坡比对坝体稳定性的影响分析 (34)6.尾矿坝安全管理补充措施 (34)1.前言为了矿山建设和生产安全，促进xx市选矿业的健康发展，确保选矿厂尾矿库的安全运行，根据《尾矿库安全技术规程》AQ2006-2005、《尾矿库安全监督管理规定》（国家安全生产监督管理局令第6号）的要求，唐山xx矿业有限公司委托xxxx工程勘察设计有限公司，对该公司xx尾矿库进行尾矿坝稳定性分析。

对尾矿坝的稳定性进行分析计算的目的是贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全方针，提高尾矿库的本质安全程度和使用单位的安全管理水平，降低安全风险，预防事故发生，以确保不垮坝、不溃库，切实保障人民生命和财产安全，同时，为安全监督管理部门提供执法参考依据，以便有目的地进行日常监管。

尾矿坝稳定性分析及尾矿库施工管理的措施研究

尾矿坝稳定性分析及尾矿库施工管理的措施研究

尾矿坝稳定性分析及尾矿库施工管理的措施研究摘要：尾矿库是金属非金属矿山选矿厂不可缺少的配套设施，是维持矿山生产的重要环保和安全设施，用以堆存尾矿。

选矿厂选别矿石以后，产生大量尾矿,如不妥善处理,将对环境造成严重危害，造成水土流失及其他危害，所以必须建设安全可靠的尾矿库。

为了提高尾矿坝的稳定性，加强尾矿库建设的管理，作者结合工作实际对尾矿坝的稳定和尾矿库施工的管理深表关注，希望为解决实际问题提供理论参考。

关键词：尾矿坝；尾矿库；稳定性；施工管理1 研究的目的和意义由于我国的矿区面积大，开采量大，开采后产生的尾矿数量巨大，但由于多种原因，如果这些尾矿没有得到有效处理，当暴雨和地震发生时，很容易发生泥石流和山体滑坡等自然灾害，不仅对人民的生命财产构成重大威胁，还会破坏自然生态系统。

例如，一些尾矿含有重金属，当它们进入河流时，水受到污染，土壤渗入农田，土壤硬化，土壤质量受到污染，最终威胁到人们的健康。

根据国务院的数据，中国超过三分之一的尾矿库存在安全隐患，如果这些尾矿库问题得不到有效解决，将给人民的生命财产造成威胁。

因此，研究尾矿坝的稳定性和尾矿库的施工控制对于解决尾矿坝的不稳定性和尾矿库的安全风险具有重要意义。

2 尾矿坝稳定性分析必要性随着我国采矿业的发展，大量尾矿库相继建成，尾矿坝的安全评价和预测越来越重要，尾矿库是选矿厂生产设施的重要组成部分，投资规模较大，约占矿业总投资的5%-10%，尾矿坝是尾矿库的主要组成部分。

尾矿坝的安全运行直接关系到周边生态环境和人民生命财产的安全。

尾矿坝的坡度不应超过设计要求，有些设计太陡了，在这种情况下，在局部不稳定的情况下，安全系数不满足稳定性和防渗透的要求。

当前局势的稳定性必须通过选择具有适当质量的机制来选择，分析方法和结果必须与相应的标准一致。

为了评估尾矿库的管理和安全状况，国家先后出台了一系列措施和相关法律法规，按照有关部门的要求严格遵守相关法律法规的规定，并定期进行尾矿库稳定性监测，以确保尾矿坝得到管理，这些安全生产政策、法规和标准是预防事故和维护系统安全的重要保证，这是日常安全维护活动的基础和指南。

影响细粒尾矿坝体稳定性因素

影响细粒尾矿坝体稳定性因素

立志当早，存高远
影响细粒尾矿坝体稳定性因素
尾矿坝是尾矿构筑物的主体，影响尾矿堆积坝稳定的因素很多，如坝体内浸润线高低、沉积滩长度、尾矿堆积坝坝坡度、排洪系统等。

一、坝体内浸润线高低对坝体稳定性的影响
坝坡浸润线是尾矿坝的生命线，它是直接影响坝体安全的一个非常重要的因素之一。

地下水对坝体不仅产生动水压力，降低坝体的稳定性，尤其是在地震时，引起孔隙水压力的快速上升，有效应力减少，产生管涌、流沙和坝面沼泽化等危险，对尾矿坝安全带来严重的危害。

根据现场堆积实践结果对比分析，细粒尾矿堆积坝的浸润线比一般尾矿堆积坝的浸润线高。

浸润线位置的高低对于尾矿坝的稳定性影响勘大。

浸润线如果降不下来，对尾矿坝的稳定是非常不利的。

因此，一定要严格控制坝体渗流，防止浸润线偏高。

二、沉积滩长度对坝体稳定性的影响
在排矿量大、浓度低的非放条件下，干滩面长度很大程度取决于库内水位控制。

若干滩面控制过长，滩面的上升速度必然缓慢，由此而影响库容蓄水和澄清水距离不足导致回水质量变劣。

若控制水位保持滩面坡度，使水面离坝顶水平距离缩短，库内水位上升，导致坝体安全稳定性降低。

因此，控制、监测干滩面长度极其重要。

三、堆坝坡度对坝体稳定性的影响
通过对细粒尾矿堆积坝物理模型室内试验的研究，测试出在不同坡度下细粒尾矿坝的承载能力，结果表明，当堆积坝坡度每增大10°，其坝体承载能力至少减至原来的1/5～1/6，说明提高尾矿堆积坝坡度不利于坝体稳定，更易发生破坏。

因此，在实际尾矿库工程中，还应随时观测控制坝坡角度。

四、尾矿砂密实度对坝体稳定性的影响。