瑞典圆弧法坝体稳定性分析在尾矿库工程中应用论文

XXX金矿渗流计算渗流稳定计算：1）尾矿坝渗流稳定计算模型：计算模型按二维建立，按平面应变问题分析，采用三角形划分网格单元，数值模型如图2.3 所示图2.3 数值模型2）现状水位条件下稳定性分析渗流分析图谱：图2.4 总水头等值线及流速矢量图图2.5 空隙水压力等值线图稳定分析图谱：图2.6 瑞典圆弧法滑裂面(2-2 最大断面)图2.7 瑞典圆弧法滑裂面(1-1)图2.8 瑞典圆弧法滑裂面(3-3) 3）洪水运行条件下稳定性分析渗流分析图谱：图2.9 总水头等值线及流速矢量图图2.10 空隙水压力等值线图稳定分析图谱：图2.11 瑞典圆弧法滑裂面(2-2 最大断面)图2.12 瑞典圆弧法滑裂面(1-1)图2.13 瑞典圆弧法滑裂面(3-3)4）特殊运行条件下稳定性分析图2.14 瑞典圆弧法滑裂面(2-2 最大断面)图2.15 瑞典圆弧法滑裂面(1-1)图2.16 瑞典圆弧法滑裂面(3-3)④计算结果及分析运用上述所述计算参数和运行情况，采用瑞典圆弧法进行尾矿坝渗流稳定分析，计算结果见表2-1。

尾矿稳定计算成果表表2-1项目规范值1-1 断面2-2 断面3-3 断面现状水位 1.15 1.35 1.31 1.64 洪水运行 1.05 1.29 1.05 1.60 特殊运行 1.00 1.20 0.99 1.55从上表可以看出洪水运行期，2-2 断面抗滑稳定安全系数与规范值相同，但安全储备不足，而特殊运行期则略小于规范值，所以现状尾矿库在特殊运行条件下是不稳定的。

⑤结论及建议1）本次渗流分析结果显示在现状水位运行工况和洪水位运行工况下坝体内部各土层渗透比降均较小，渗流稳定满足要求。

2）根据坝体的应力变形分析，坝体内部应力较小且分布均匀，坝体在现有坝高的垂直沉降量最大为0.20m。

坝体已经运行多年，沉降基本终止。

3）对坝体典型的三个断面做了抗滑稳定分析，结果显示最大2-2断面、1-1 断面和3-3 断面在现状水位、洪水位运行工况下的安全系数大于等于规范允许值，但最大2-2 断面在特殊运行工况下坝体安全系数比规范最小允许安全系数略小。

尾矿设施设计规范1 总则1.0.1 为统一尾矿设施设计的原则和技术要求，使其符合国家的方针、政策和法令，达到安全、合理贮存尾矿和保护环境及节能节水的要求，制定本规范。

1.0.2 本规范适用于金属和非金属矿山的新建、改建和扩建尾矿设施及氧化铝厂湿式堆存的赤泥堆场设计。

对于具有特殊性质的尾矿，如核工业有放射性物质尾矿、采用特殊处置方式的尾矿及电厂灰渣等处理设施设计，不适用本规范。

1.0.3 选矿厂必须有完善的尾矿设施，严禁任意排放尾矿。

1.0.4 尾矿设施设计应符合下列要求：1 符合企业的总体规划，尾矿库的服务年限与选矿厂的生产年限相适应；当采用多库分期建设方案合理时，应制定分期建库规划，确保后期库的竣工投产时间比前期库的闭库时间提前0.5年～1年，维持矿山持续生产。

每期尾矿库的服务年限，小型选矿厂不少于5年；大中型选矿厂不少于10年；当采用多厂一库合理时，应制定合建库的运行规划。

2 在满足生产要求和确保安全的前提下，充分利用荒地和贫瘠土地，尽量不占、少占和缓占农田，充分考虑造地还田和尾矿库闭库后复垦；3 对有现实利用价值的尾矿考虑综合利用的可行性；4 宜采用安全可靠、符合国情、经济合理的新技术、新工艺、新设备、新材料；5 尾矿水充分回收利用；外排水水质标准应满足相关标准和规范的规定；6 供电的负荷等级与选矿厂一致。

1.0.5 施工图设计文件中应有专供厂矿安全生产管理使用的要点说明及有关的图纸，作为尾矿设施生产运行的主要依据。

内容应包括：1 尾矿库设计总坝高、总库容、等别；尾矿库总平面图、纵剖面图和库容曲线图；2 尾矿库放矿方式及要求、尾矿坝堆积方式及要求、堆积坡比控制、坝坡覆土植被及排水要求、浸润线控制标准；尾矿坝横剖面图；3 尾矿库不同运行期防洪标准和最小调洪高度；最小安全超高及最小干滩长度的控制参数；4 尾矿库排水设施的运行及封堵要求；5 尾矿工艺参数：尾矿量及颗粒组成、矿浆浓度及流量等；6 尾矿浓缩、输送、回水系统图；尾矿输送临界流速控制要求；7 尾矿设施监测系统设置及运行要求；8 其他应说明的内容和附图。

我国尾矿堆存技术现状和固化干堆实践作者：张召述等：昆明理工大学化学工程学院[摘要]尾矿库是一个高势能的人造泥石流危险源，溃坝引发的灾害危害程度仅次于地震、霍乱、洪水和核爆炸，位列第18位。

近年来，我国尾矿库溃坝事故频繁发生，造成了恶劣的社会影响、严重的伤亡事故、环境污染以及重大财产损失。

一、尾矿库安全现状与监管措施尾矿库是一个高势能的人造泥石流危险源，溃坝引发的灾害危害程度仅次于地震、霍乱、洪水和核爆炸，位列第18位。

近年来，我国尾矿库溃坝事故频繁发生，造成了恶劣的社会影响、严重的伤亡事故、环境污染以及重大财产损失。

2000年10月广西南丹大厂镇宏图选矿厂尾矿库坍塌，死亡28人，上百座房屋被毁。

2006年4月陕西镇安县发生黄金尾矿溃坝，死亡17人，数十间房屋被毁。

2007年5月山西省繁峙县宝山矿业公司尾矿库溃坝，直接损失4 500多万元，间接损失数亿元。

同年11月辽宁海城尾矿库发生溃堤事故，死亡16人。

2008年9月山西襄汾县新塔矿业公司尾矿库溃坝，造成死亡277人、受伤34人。

2010年9月紫金矿业锡尾矿库溃坝，死亡22人。

据国家安监总局统计数据显示，截至2009年底，全国12 655座尾矿库中危库、险库和病库占16.75%，四、五等小型库占尾矿库总数的95.4%，普遍存在浸润线过高、调洪库容不够、坝体裂缝严重、安全观测设施不健全等重大安全隐患，防范突发事件的能力较低。

尾矿库安全已成为政府、企业和公众共同关注的焦点。

滑坡、岸坡坍塌、地震液化、洪水漫坝、坝坡失稳、渗流破坏、管理失位被认为是引起尾矿库溃坝的主要因素。

因此，坝体安全分析、评价、监测和新型堆存技术的开发一直是本领域的研究热点：工程方面：一般将尾矿坝视为边坡，根据筑坝材料的土工力学参数，采用边坡理论对其稳定性进行分析，确定坡度、坝高、堆存工艺;在常规的边坡稳定性分析方法如刚体极限平衡法、模拟试验法、数值分析法基础上进一步发展了拟静力法、Newmark滑块分析法、振动台模型试验法以及动力有限元法等新理论;通过这些研究，找出了影响尾矿库安全的主要因素，提出了通过控制浸润线、干摊长度、堆坝坡度、堆积坝密实度、排洪系统、堆存体抗剪强度、坝高、库水位、回水系统等工程措施可有效改善尾矿坝的安全性。

第11卷第2期中国水运V ol.11N o.22011年2月Chi na W at er Trans port Februar y 2011收稿日期：作者简介：叶竞雄（），男，湖北黄冈市人，天津市勘察院助理工程师，从事岩土工程勘察、设计、施工等工作。

广东省信宜市某尾矿坝稳定性评价叶竞雄，陈晖，吴军，丁月双（天津市勘察院，天津300191）摘要：锡坪尾矿库主坝下游有农田，村庄，学校和大量民用建筑，因此，尾矿堆积坝的稳定与否将直接影响人民生命和财产安全。

文中在对尾矿库周围岩土层，尾矿初期坝和尾矿堆积体的结构及物理力学性质，工程地质特性进行分析和研究的基础上，分别对尾矿初期坝的稳定性和尾矿堆积体的稳定性进行了评价，为尾矿库的正常运行提供科学依据。

关键词：尾矿坝；抗倾覆强度；抗滑稳定性；瑞典条分法中图分类号：TV 649文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2011）02-0243-03一、前言尾矿库是矿山的重要组成部分，其安全运行是矿山的重中之重。

尾矿灾害事故的发生不但造成矿山停产等直接经济损失而且还涉及到环境污染等问题，其所造成的政治影响和社会危害极大。

目前我国尾矿坝的安全生产管理及事故的预防多数还停留在经验性阶段，缺乏行之有效的应急预测预报系统，不利于尾矿库的安全运行。

从可持续发展和环境保护的角度看，矿山迫切需要解决好尾矿堆积坝的稳定性问题。

本文对广东省信宜市某尾矿坝进行稳定性分析计算，对其可靠性提供一些科学的建议，确保安全运行。

二、工程区概况1．工程概况该矿山为新建矿山，选厂设计日处理原矿量约为前五年1,000t /日，五年后规模5,000t/日，服务年限10年。

该库址总汇水面积3.17km 2，尾矿库初期坝采用碾压透水堆石坝，坝顶标高405.0m ，坝高30.0m ，坝轴线长116.0m ，坝顶宽3.0m ，上、下游边坡均为1：2。

后期利用尾矿上游法堆坝，堆积高度75.0m ，边坡1：4，最终尾矿堆积标高480.0m ，总坝高105.0m ，尾矿库总库容656.9×104m 3,有效库容630.2×104m 3。

梯级尾矿库坝体稳定性研究肖博;徐政;任媛【摘要】结合梯级尾矿库的概念，对上游尾矿库坝体在不同淹没条件下进行了坝体稳定性分析，得出了边坡安全系数的变化规律，并针对梯级尾矿库在工程设计中存在的问题提出了具体的措施，为类似工程的设计提供参考。

【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P230-232)【关键词】梯级尾矿库;安全系数;变化规律;工程措施【作者】肖博;徐政;任媛【作者单位】西安有色冶金设计研究院;西安有色冶金设计研究院;西安有色冶金设计研究院【正文语种】中文尾矿库是矿山重要的辅助设施，随着矿山建设的发展，生产规模扩大与土地资源短缺的矛盾越来越大，在矿山规模较小时所选择的尾矿库库址经常会遇到“小马拉大车”的情况，即尾矿库所在沟道很大，而尾矿库的库容却较小。

当矿山规模发展起来以后，就面临了重新选择尾矿库库址的问题，如不能充分利用已有尾矿库所在沟道，必然就会造成土地资源的浪费，同时还会带来新的环保问题。

因此，对于这种矿山企业，在已有尾矿库的沟道上游或下游再新修建一尾矿库成了比较合理的选择。

在同一条沟道内，自上而下地分期建设呈阶梯式的尾矿设施称之为梯级尾矿库，类似于梯级水电站，但梯级尾矿库之间联系更为紧密，两者之间影响较大，下游尾矿库能将上游尾矿库淹没甚至完全包裹。

本文将探索梯级尾矿库中下游库对上游库的影响，尤其是对其坝体稳定性的影响。

采用3种计算方法对上游库尾矿坝体在不同的淹没条件下的坝体稳定性进行计算，并对计算结果对比分析，提出相应的工程对策。

陕西省渭南市某沟道上游已有一座尾矿库，上世纪80年代初期投入运行，目前仍正在使用，该库设计采用上游法冲填筑坝，初期坝顶标高1 176.5 m，最终堆积坝顶标高1 300.0 m，总坝高164.5 m，总库容1.65×108 m3，为二等尾矿库。

由于企业探矿工程取得重大进展，选矿厂进行了扩建改造，需要新建一配套尾矿库。

第四节尾矿库安全管理一、尾矿库隐患及重大险情处理【2022改】（1）尾矿库存在下列一般生产安全事故隐患之一时，应在限定的时间内进行整治，消除事故隐患： 一一尾矿库调洪库容不足，在设计洪水位时不能同时满足设计规定的安全超高和干滩长度的要求。

一一排洪设施出现不影响安全使用的裂缝、腐蚀或磨损。

一一经验算，坝体抗滑稳定最小安全系数满足下表规定值，但部分标高上堆积边坡过陡，可能出现局部失稳； 一一坝体浸润线埋深小于1.1倍控制浸润线埋深；坝坡抗滑稳定的最小安全系数表计算方法运行条件坝的级别1234简化毕肖普法正常运行1.50 1.35 1.30 1.25洪水运行1.30 1.25 1.20 1.15特殊运行1.20①1.15① 1.15① 1.10①瑞典圆弧法正常运行1.30 1.25 1.20 1.15洪水运行1.20 1.151.10 1.05特殊运行1.10①1.05①/1.15②1.05①/1.10②1.00①/1.05②①《尾矿设施设计规范》规定的特殊运行工况下的最小安全系数。

②《构筑物抗震设计规范》规定的特殊运行工况下的最小安全系数，该规范规定简化毕肖普法特殊运行工况下的最小安全系数按瑞典圆弧法特殊运行工况下相应的最小安全系数提高 5～10%，上述两个规范规定的安全系数不同时，以大者为准。

一一干式堆存尾矿的含水量偏大，实行干式堆存一定困难，且没有设置可靠的防范措施； 一一坝面局部出现纵向或横向裂缝； 一一坝面未按设计设置排水沟，冲蚀严重，形成较多或较大的冲沟； 一一坝端无截水沟，山坡雨水冲刷坝肩； 一一堆积坝外坡未按设计设置维护设施； 一一其他不影响尾矿库基本安全生产条件的非正常情况。

基本现象：不是同时、局部现象、不影响安全使用 一个数值：埋深1.1倍 一个对比：干式堆存尾矿，偏大，一定困难（二）尾矿库存在下列重大生产安全事故隐患之一时，应立即停产，生产经营单位应制定并实施重大事故隐患治理方面，消除事故隐患： 一一库区和尾矿坝上存在未按批准的设计方案进行开采、挖掘、爆破等活动； 一一坝体出现大面积纵向裂缝，且出现较大范围渗透水高位出逸，出现大面积沼泽化； 一一坝外坡坡比陡于设计坡比； 一一坝体超过设计坝高，或者超设计库容贮存尾矿； 一一尾矿堆积坝上升速率大于设计堆积上升速率； 一一经验算，坝体抗滑稳定最小安全系数小于表规定值的0.98，表为坝坡抗滑稳定的最小安全系数表； 一一坝体浸润线埋深小于控制浸润线埋深； 一一尾矿库调洪库容不足，在设计洪水位时，安全超高和干滩长度均不满足设计要求。

安全与环保黄　金ＧＯＬＤ２０２２年第４期／第４３卷尾砂滩面上工程设施对坝体安全影响分析收稿日期：２０２１－１１－１０；修回日期：２０２２－０２－１２基金项目：国家重点研发计划项目（２０２１ＹＦＣ３００１３００）作者简介：夏洪波（１９７７—），女，黑龙江依安人，高级工程师，硕士，从事矿山安全研究工作；北京市朝阳区芍药居３５号楼１０１室，应急管理部信息研究院，１０００２９；Ｅ ｍａｉｌ：ｂｏｂｏ－ｓｎａｋｅ＠１２６．ｃｏｍ夏洪波，罗志雄，王　迪，高尚青，李培良（应急管理部信息研究院）摘要：针对抱伦金矿在尾矿库尾砂滩面修建尾砂储存库房的问题，采用瑞典圆弧法和简化毕肖普法就尾砂储存库房对坝体安全的影响进行分析。

结果表明：距离对荷载的敏感性较大，在保证坝体安全系数满足国家相关标准要求的前提下，给出了尾砂储存库房的极限存储量，为抱伦金矿的安全生产提供参考依据。

关键词：尾矿库；坝体安全；稳定性；工程设施；滩面；距离 中图分类号：ＴＤ２１９　ＴＤ７文献标志码：Ａ开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：文章编号：１００１－１２７７（２０２２）０４－００８４－０３ｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２２０４１７引　言矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础之一，中国９５％的能源和８５％的原材料来自矿产资源。

随着国民经济的飞速发展，对矿产品的需求也大幅度增加，矿产资源的开发规模不断扩大，尾矿的产出量呈现不断增加的趋势。

尾矿库安全（稳定性）问题成为矿山企业的头等大事［１－３］，尤其是坝体安全。

对于停用或已闭库的尾矿库，除了履土植被外，有些矿山企业需在滩面上进行一些工程建设，而工程建设对坝体安全是否造成影响需要论证。

海南山金矿业有限公司乐东抱伦金矿（下称“抱伦金矿”）受产业政策的影响，改变了尾矿处置方式，采用井下充填或外运。

为使临时堆放的尾砂免受雨水、风的侵蚀，保护周边环境，抱伦金矿根据现有地形条件因地制宜，规划在Ⅱ号尾矿库尾砂滩面的压滤车间外围修建一座尾砂储存库房，因此亟需分析尾砂储存库房修建对坝体安全的影响，以保证矿山的安全高效生产。

＊＊县＊＊镇＊＊矿业有限公司尾矿库工程闭库设计工程号：LXWK-H13068副总经理：总工：项目负责人：＊＊工程设计有限责任公司2013年4月＊＊工程设计有限责任公司参加设计人员名单专业名称设计人审核人部门主管审定人水工黄凌云王金刚李克中贾爱均目录前言 (1)1 闭库设计依据 (2)1.1国家、地方政府和主管部门的有关安全规定 (2)1.2依据的主要技术规范、规程、标准 (3)1.3设计基础资料 (4)2 概述 (5)2.1企业概况 (5)2.2位置与交通 (5)3 库区周边环境 (6)4 尾矿库自然地理与库区地质概述 (6)4.1地形地貌 (6)4.2自然气象 (6)4.3库区地质概述 (6)5 尾矿库原设计及现状概述 (7)5.1设计、建设、运行及管理概况 (7)5.2尾矿库现状概述 (8)6 尾矿坝坝体稳定性分析报告 (11)6.1坝体稳定性分析报告名称、勘察单位、时间 (11)6.2坝体稳定性分析结论 (11)6.3现状安全度评述 (12)7 闭库整治工程设计 (12)7.1闭库整治内容 (12)7.2闭库主要工程 (13)7.3原回水铁管注满填实 (14)7.4新建观测设施 (15)7.5绿化 (15)7.6标示牌设立及主要内容 (15)7.7主要工程项目、工程量 (17)8 洪水计算及调洪演算 (17)8.1洪水计算 (17)8.2泄流能力计算 (20)8.3调洪验算 (20)9 坝体边坡抗滑稳定计算 (22)9.1堆积坝渗透计算 (22)9.2稳定计算条件 (23)9.3稳定计算公式 (23)9.4理正软件计算条件 (24)9.5计算指标 (24)9.6稳定分析结果 (24)10 闭库整治工程施工要求 (25)10.1闭库施工工程 (25)10.2闭库工程施工说明 (26)11 水土保持及环境保护 (28)11.1依据 (28)11.2环境影响分析 (28)11.3环保治理及水土保持措施 (28)12 闭库后监测、维护与安全管理 (29)12.1安全管理机构及管理制度 (29)12.2尾矿库防汛要求 (31)12.3尾矿库闭库后的监测 (32)12.4尾矿库闭库后的维护 (32)12.5建立尾矿库应急预案 (33)12.6尾矿再利用及尾矿库闭库后的再利用 (34)13 投资概算 (34)13.1概况 (34)13.2编制依据 (34)13.3投资概算表 (35)14 结论评述与建议 (36)14.1结论评述 (36)14.2建议 (36)附图：序号图名图号1. 尾矿库现状平面图LXWK-H13068-12. 尾矿库闭库工程平面布置图LXWK-H13068-23. 尾矿库坝体剖面图LXWK-H13068-34. 排洪系统剖面图LXWK-H13068-45. 溢洪道进水口断面图LXWK-H13068-56. 溢洪道结构断面图LXWK-H13068-67. 排水沟断面图LXWK-H13068-78. 回水铁管注满填实示意图LXWK-H13068-89. 位移观测设施结构断面图LXWK-H13068-910. 尾矿库安全标识牌示意图LXWK-H13068-10前言按《尾矿库安全技术规程》9.1.1条规定，对停用的尾矿库应按正常库标准，进行闭库整治设计，确保尾矿库防洪能力和尾矿坝稳定性满足规程的要求，维持尾矿库闭库后长期安全稳定。