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消费设施，其运行状况的好坏，直接关系到矿山的正常消费和人员财产平安。在消费理论中，人们已经越来越清楚地认识到尾矿库对矿山正常消费具有举足轻重的作用。

据统计说明，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，尾矿库发惹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，以条为根底进展力的分析，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平安系数。

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某尾矿库根本情况简介

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。

c、堆填尾粉土〔单元亚层代号为①3〕：浅灰、灰白色，由磷石膏尾矿组成，取自坝前滩面析水枯燥的磷石膏尾矿，用于填筑子坝，经分层压密处理。中密状态，稍湿。成分较均匀，颗粒级配较差。

〔2〕第四系人工冲填〔Qml〕层

由管道湿法输送矿浆上游法排放于库区，自然析水、固结沉积而形成，由于排放、堆积时间不同，含水量的差异，其固结状态有所不同。按力学性状分为三个亚层，表达如下：

a、冲填尾粉土〔单元亚层代号为②1〕：浅灰、灰白色，松散状态，稍湿。显银色光泽，浸水饱和后摇振反应明显，干强度差，韧性差。堆放时间短，尚未固结，主要分布于现沉积滩面浅部0～3m深度范围内。

b、冲填尾粉土〔单元亚层代号为②2〕：浅灰、灰白色，稍密状态，湿。显银色光泽，稍湿状态浸水饱和后或自然饱和状态下摇振反应明显，干强度差，韧性差。主要分布于沉积滩深度3～20m范围内和浸润线附近，堆放时间较②1层长，正在固结过程中，或受地下水渗流、浸泡作用影响未能完成固结作用。

c、冲填尾粉土〔单元亚层代号为②3〕：浅灰、灰白色，中密状态，湿～饱和。显银色光泽，摇振反应明显，干强度差，韧性差。分布于堆体下部，堆放年限较长，大部分已完成自重固结，部分有弱胶结块。

〔3〕元古代柳坝塘上段〔Ptlb2〕板岩

板岩：褐黄、浅黄色，砂泥质构造，薄层状构造，强风化。岩体呈碎裂、碎屑状，岩芯呈碎屑、土状。干钻可～较难钻进。岩层产状60°∠42°～125°∠51°。

2.3尾矿库区域构造

3某尾矿库坝体稳定性分析

3.1计算参数

磷石膏和4级子坝〔土料堆体①2〕的参数根据选用本次地勘报告的建议值，排渗堆石体采用磷石膏水浸泡后的三轴试验结果，坝基基岩根据地勘报告的现场直剪试验选取。最后采用的计算参数见表3.1-1所示。表3.11磷石膏堆积坝稳定分析计算参数

层号土层分类湿容重γ饱和容重γsat凝聚力c内摩擦角φ

kN/m3kN/m3kPa度

磷石膏堆积尾粉土①316.617.4036.0

冲填尾粉土②317.318.0035.0

3.2计算结果

本文选择2-2断面和4-4断面，分别进展了如下4种方案的稳定计算：

〔1〕工况1：堆积至17级子坝〔现状堆存高程〕，滩长为100m；

〔2〕工况2：堆积至18级子坝〔设计堆存高程〕，滩长为100m；

〔3〕工况3，工况1+8度地震；

〔4〕工况4，工况2+8度地震；

瑞典法简化

Bishop法瑞典法简化

Bishop法

滩长为100m

21.3601.366堆积至18级子坝〔设计堆存高程〕，

滩长为100m

表3.224-4断面稳定分析结果

瑞典法简化

Bishop法瑞典法简化

Bishop法

滩长为100m

21.3831.437堆积至18级子坝〔设计堆存高程〕，

滩长为100m

〔a〕工况1和工况3

〔b〕工况2和工况4

〔a〕工况1和工况3

〔b〕工况2和工况4

图3.224-4断面坝坡滑弧位置示意图〔