模袋法细粒尾矿坝稳定性研究

摘要

随着当前选矿工艺水平以及回收率的提高，使得进入尾矿库的尾矿砂粒径越来越细。采用传统的上游法堆坝方式往往会遇到筑坝难、坝体排渗不畅、稳定性差等问题。模袋法尾矿堆坝技术j就是针对细粒尾矿坝上游法筑坝难的问题，兼顾环境问题和经济效益的一种新型的筑坝工艺。但迄今为止，对于细粒尾矿模袋法堆坝的研究成果还非常少。 本文首先详细介绍模袋法的工艺，在尾矿库中的应用，模袋法的研究进展；模袋法尾矿坝稳定性分析的方法：强度折减法以及基于刚体极限平衡法的竖直条分极限平衡法、刚体压坡极限平衡法和水平条分极限平衡法。 然后使用ABAQUS软件，参考新疆乌鲁干塔什尾矿坝的实际勘探地质资料，考虑模袋与模袋、模袋与尾矿砂之间的接触，进行二维建模。对常规上游法尾矿坝与模袋法尾矿坝在不同坝高及外坡比下进行静力分析，对比两种筑坝方法的应力应变。最后得出： (1)在所有工况下，常规上游法与模袋法尾矿坝各自的应力应变分布规律都基本一致。常规上游法的水平位移最大值在下游坡面和坡顶；竖向位移最大值在坝体内1/2坝高处；最大主应力和最小主应力都呈条带状分布，最大值位于坝底。模袋法尾矿坝的水平位移最大值分布在于滩面上。竖向位移、最大主应力和最小主应力的分布规律和常规上游法基本一致。(2)在相同工况下，模袋法的竖向位移，最大主应力，最小主应力都与常规上游法相差不大，其最大值比常规上游法稍小。水平位移比常规上游法大，但是分布规律不同，使得模袋法比常规上游法在下游坡面剪出的可能性小。(3)随着坝高的增加，两种尾矿坝应力应变的值都逐渐增大。随着下游坡面变陡，两种尾矿坝的水平位移增大，竖向位移，最大主应力与最小主应力变化很小；模袋法水平位移比常规上游法的增长速率慢，这也反映了模袋体对尾矿坝具有加固的作用。 最后，分别使用刚体极限平衡法和强度折减法，对不同加高坝体进行局部稳定性分析，得出的结论为：随着加高坝体高度的增加，模袋法尾矿坝相对于常规上游法尾矿坝的安全系数都有所提高，当坝体加高高度较低时，模袋法尾矿坝对坝体稳定性提高作用较大。随着加高坝体的不断加高，模袋法相对于常规上游法，安全系数的提高作用逐渐减小，这是由于模袋的底宽是固定的为42m，随着坝体的加高，模袋部分相对于整个坝、体所占的比例减小，若想达到坝体较低时稳定性提高的效果，就要增大模袋的宽度。

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