楊坑山尾礦庫(kù)壩體穩(wěn)定性研究

1、    楊坑山尾礦庫(kù)壩體穩(wěn)定性研究    劉正香摘要隨著我國(guó)礦業(yè)資源的開(kāi)發(fā)和利用，各大礦山相繼建立，從而導(dǎo)致礦業(yè)固體廢料的堆積量和年排放量極具增大，而作為礦山控制性工程之一的尾礦庫(kù)也相伴而生，遍布全國(guó)各個(gè)省市，尾礦庫(kù)礦山生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中擔(dān)負(fù)著舉足輕重地位。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步，以及工業(yè)上各行業(yè)的需求，礦山數(shù)目越來(lái)越多，同時(shí)尾礦庫(kù)數(shù)目相繼增加，根據(jù)礦業(yè)公司生產(chǎn)的需要，尾礦庫(kù)壩體堆積也越來(lái)越高，從而尾礦庫(kù)的安全問(wèn)題將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，對(duì)于尾礦庫(kù)壩體穩(wěn)定性的研究不但具有實(shí)際效益，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境做出很大的貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞尾礦壩 穩(wěn)定性 數(shù)值分析法tv62 文獻(xiàn)碼

2、 b 1000-405x（2015）-8-468-11前言尾礦庫(kù)是礦山安全生產(chǎn)不可或缺的組成部分，該環(huán)節(jié)的安全運(yùn)行對(duì)礦山正常生產(chǎn)管理起著至關(guān)重要的作用。就目前國(guó)家在礦山方面政策及礦山企業(yè)自身的重視程度上看，尾礦庫(kù)的的穩(wěn)定和正常運(yùn)營(yíng)已經(jīng)是企業(yè)迫不及待解決的問(wèn)題，同時(shí)也引起了社會(huì)各方面的關(guān)注。從許多失事礦山的事實(shí)表明，如果尾礦庫(kù)出現(xiàn)潰壩事故，下游人民生命財(cái)產(chǎn)將受到重大的威脅和損失。礦山企業(yè)的生產(chǎn)管理幾乎依靠的就是尾礦庫(kù)是否能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，另外從可持續(xù)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)的角度來(lái)考慮，礦山企業(yè)亟需關(guān)注尾礦壩的穩(wěn)定性問(wèn)題。因此加強(qiáng)尾礦壩的穩(wěn)定性研究和投入可以帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。2楊坑山尾礦庫(kù)工程地質(zhì)和

3、水文地質(zhì)條件楊坑山尾礦庫(kù)場(chǎng)地地貌屬低山丘陵剝蝕地貌類型，地勢(shì)總體西南高東北低。庫(kù)區(qū)為一“v”型狹長(zhǎng)沖溝，中間開(kāi)闊。溪水由西向東逕流，溝谷切割較深。兩岸山體雄厚，山坡陡竣，溝谷兩側(cè)坡麓大部分為松散坡、洪積物覆蓋。尾庫(kù)壩址及庫(kù)區(qū)出露地層為石炭系下統(tǒng)梓山組（c1z）、中統(tǒng)大埔組（c2d）及第四系；巖漿巖主要為晚侏羅世白鵝序列大段單元（j3d）中粒斑狀黑云母花崗巖。右壩肩及右?guī)彀兜貙訛殍魃浇M（c1z）粉砂巖、石英砂巖；右壩肩及回水處理池一帶為大埔組（c2d）灰?guī)r，左壩肩及左庫(kù)岸基底為花崗巖。礦區(qū)內(nèi)斷裂非常發(fā)育，多期次和繼承性活動(dòng)明顯，骨架性的斷層有東西走向的南部斷裂帶，北部樟木林楊坑山逆沖斷層，北北東

4、走向的東部芭蕉坑麻石斷層，西部斷層及貫穿礦區(qū)中部走向南北的f3a、f3b斷裂帶，構(gòu)成斷塊的五條斷層生成最早，活動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，生成于成巖前，成礦期活動(dòng)最強(qiáng)烈，結(jié)束于成礦后。通過(guò)地表地質(zhì)測(cè)繪和鉆探揭露，楊坑山尾礦庫(kù)場(chǎng)地?cái)嗔褬?gòu)造不甚發(fā)育，地表因第四系地層所覆蓋，本次勘察在壩基、壩肩等地段未發(fā)現(xiàn)斷裂通過(guò)。但沿截洪溝一帶花崗巖出露地段，觀測(cè)到巖體節(jié)理較為發(fā)育，按產(chǎn)狀可分為3組，大多數(shù)是以壓扭性為主的x型剪節(jié)理，張性節(jié)理僅在局部地段發(fā)育。3尾礦庫(kù)壩體的穩(wěn)定性影響因素礦山生產(chǎn)開(kāi)采出來(lái)礦石后選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)品之一，屬于品位非常低的礦物，在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和選礦工藝下，不宜再進(jìn)一步分選的礦便稱為尾礦。尾礦有以

5、下特點(diǎn)：（1）尾礦的生產(chǎn)率高；（2）尾礦成分及尾礦水成分復(fù)雜；（3）尾礦粒徑差異較大；（4）尾礦濃度不一；（5）尾礦庫(kù)問(wèn)題大小不一，受自然條件影響。國(guó)內(nèi)眾多研究文獻(xiàn)表明影響尾礦壩穩(wěn)定性的因素主要有尾礦的顆粒組成、壩型、尾礦沉積分層情況、尾礦物質(zhì)的抗剪強(qiáng)度、壩體浸潤(rùn)線的高低等。4 楊坑山尾礦庫(kù)壩體穩(wěn)定性分析4.1尾礦庫(kù)壩體現(xiàn)有壩高時(shí)穩(wěn)定性分析尾礦庫(kù)壩體在洪水運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性分析：對(duì)模型表面切應(yīng)變?cè)隽吭茍D進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)壩體發(fā)生塑性變形的主要區(qū)域?yàn)閴误w上一級(jí)子壩頂表面，但塑性變形區(qū)并未貫穿整個(gè)壩體，在壩體表面未形成封閉圈。對(duì)模型某切面切應(yīng)變?cè)隽吭茍D進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)模型內(nèi)部發(fā)生塑性變形的區(qū)域主要位于壩體

6、二級(jí)子壩中部壩腳，同時(shí)可進(jìn)一步證明塑性變形區(qū)未貫穿整個(gè)壩體。根據(jù)以上兩點(diǎn)分析結(jié)果，可知壩體處于穩(wěn)定狀態(tài)。4.2尾礦庫(kù)壩體在設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)穩(wěn)定性分析尾礦庫(kù)壩體正常運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性分析：對(duì)模型表面切應(yīng)變?cè)隽吭茍D進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)壩體發(fā)生塑性變形的主要區(qū)域?yàn)閴误w上四、五級(jí)子壩底表面，但塑性變形區(qū)并未貫穿整個(gè)壩體，在壩體表面未形成封閉圈。對(duì)模型某切面切應(yīng)變?cè)隽吭茍D進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)模型內(nèi)部發(fā)生塑性變形的區(qū)域主要位于壩體五級(jí)子壩下游壩腳，同時(shí)可進(jìn)一步證明塑性變形區(qū)未貫穿整個(gè)壩體。根據(jù)以上兩點(diǎn)分析結(jié)果，可知壩體處于穩(wěn)定狀態(tài)。尾礦庫(kù)壩體在洪水運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性分析：對(duì)模型表面切應(yīng)變?cè)隽吭茍D進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)壩體發(fā)生塑性變形的

7、主要區(qū)域?yàn)閴误w上三、四和五級(jí)子壩體中部表面，但塑性變形區(qū)并未貫穿整個(gè)壩體，在壩體表面未形成封閉圈。對(duì)模型某切面切應(yīng)變?cè)隽吭茍D進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)模型內(nèi)部發(fā)生塑性變形的區(qū)域主要位于壩體五級(jí)子壩中部的壩腳，同時(shí)可進(jìn)一步證明塑性變形區(qū)未貫穿整個(gè)壩體。根據(jù)以上兩點(diǎn)分析結(jié)果，可知壩體處于穩(wěn)定狀態(tài)。5結(jié)語(yǔ)本文針對(duì)尾礦庫(kù)的現(xiàn)有標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高，分析了正常運(yùn)行和洪水運(yùn)行兩種工況下的穩(wěn)定狀況，考慮土體自重及尾礦庫(kù)內(nèi)部滲流的影響，尾礦壩整體上處于穩(wěn)定狀態(tài)。在各級(jí)子壩中部位移相對(duì)較大，該處出現(xiàn)較大的塑性變形。采用強(qiáng)度折減法求解尾礦壩穩(wěn)定性安全系數(shù)，得出尾礦壩現(xiàn)有標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，在正常運(yùn)行和洪水運(yùn)行時(shí)都為穩(wěn)定狀態(tài)。從現(xiàn)場(chǎng)勘察結(jié)果分析，尾礦庫(kù)壩體內(nèi)部土體分布不太均勻。而本研究視尾礦庫(kù)壩體為均質(zhì)體，分析得出的穩(wěn)定性是偏于安全的。參考文獻(xiàn)1曹宏輝.尾礦壩坡穩(wěn)定性研究及安全評(píng)價(jià)d.北京科技大學(xué)碩士畢業(yè)論文，2006，10：32-34.2曹凈，龔憲偉，余紹