某尾矿坝排滲方案优化研究

摘要

随着矿产资源需求日益增多，尾矿库作为矿山安全生产的重要组成部分，数量也越来越多，尾矿库的安全稳定直接关系到下游人民生命财产安全和矿山的正常生产，而渗流作用是影响坝体稳定性的重要因素之一，深入分析尾矿库渗流作用，选取合理排渗方案，研究不同因素对坝体排渗效果的影响，对确保尾矿库安全运行具有重要意义。
　　本文以新疆乌恰县乌鲁干塔什尾矿库为基础，通过工程地质勘测资料，利用SEEP-3D软件，建立坝体三维渗流有限元模型，在合理确定渗流分析的初始条件、边界条件和计算参数的基础上，运用有限元法，研究了影响其浸润面浮动的影响因素，确定尾矿坝最优排渗方案。本文主要得出以下结论：
　　(1)以拟设计排渗方案为基础，分别计算了0.3m/s、0.35m/s、0.4m/s、0.5m/s四种排渗管渗透系数，参考现有尾矿库设置排渗管后坝体浸润线降深实测数据及排渗管理论降深，最终确定适合本文拟建尾矿库的排渗管渗透系数为0.35m/s。
　　(2)计算分析了不同管间距，不同管长下坝体排渗效果，在安全、经济、实用的前提下，得出仅设排渗管下采用管间距20m管长50m作为坝体最优排渗方案。
　　(3)考虑到排渗管渗水孔可能发生淤堵情况，排渗能力下降，在排渗管端部连接3m深排渗井组成水平一垂直联合排渗系统，为评价所选排渗井的排渗效果，计算分析了四种排渗方案，得出本文拟建尾矿坝采用管间距20m管长50m并在管端部连接3m深排渗并作为坝体最终排渗方案。
　　(4)为综合评价所选排渗方案的安全性，分别考虑了三种影响因素下坝体排渗效果：堆积坝下游坡比改变，初期坝反滤层排渗能力降低，坝体材料内存在尾矿泥夹层的影响，计算得出各因素下坝体排渗效果能满足规范要求，所选排渗方案安全、有效。研究了干滩长度与坝体浸润面埋深及渗流量的关系，为尾矿库运行期干滩长度的控制提供参考依据。

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1绪论

1.1研究背景及意义

1.2尾矿坝工程技术特点

1.3尾矿坝渗流研究现状

1.4本文研究内容及方法

2尾矿坝渗流基本理论

2.1 渗流问题求解方法

2.2 渗流的连续性方程

2.3渗流基本微分方程

2.4基本微分方程的定解条件

2.5渗流基本微分方程的有限元解法

3尾矿坝排渗方案优化分析

3.1工程概况

3.2三维计算模型

3.3排渗管渗透系数的确定

3.4排渗管优化分析

3.5管井联合排渗系统优化

3.6最小干滩长度验算

3.7本章小结

4坝体排渗效果影响因素分析

4.1渗流逸出口处渗透系数改变对坝体排渗效果的影响

4.2尾矿泥夹层对坝体排渗效果的影响

4.3尾矿堆积坝下游坡比对坝体排渗效果的影响

4.4干滩长度与浸润面埋深及渗流量的关系

4.5小结

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献