【摘要】：尾礦庫是儲存尾礦的重要場所,一旦發(fā)生潰壩,將會對附近人口及環(huán)境造成嚴重的災害。滲流破壞是導致尾礦壩體發(fā)生失穩(wěn)或潰壩等問題的最主要的原因之一,因此通過分析前期尾礦庫的設計、運行期尾礦庫的管理以及后期尾礦庫的閉庫管理,研究尾礦壩體的滲流狀態(tài),對尾礦庫進行合理地設計及管理,以達到預防尾礦壩體發(fā)生滲流破壞的目的,具有十分重要的科學意義和實用價值。本文基于對尾礦庫典型剖面的二維以及三維有限元滲流數(shù)值分析,以及多個國家設計管理規(guī)范的對比,為尾礦庫的前期設計以及后期管理,提出了合理的建議。針對影響尾礦庫區(qū)浸潤線高度的各個因素,建立了典型剖面的二維滲流模型,對比分析了各個因素對浸潤線高度、浸潤線最小埋深的影響程度。結合栗西尾礦庫區(qū)滲流實例,利用ADINA溫度模塊建立復雜的三維數(shù)值模型,簡化了輻射井的構造,并將結果與實測浸潤線作了詳細的對比。通過對中國、巴西、加拿大及美國的設計規(guī)范以及管理經驗總結與對比,為尾礦庫的設計以及管理提供理論依據。本文的主要研究成果如下:(1)結合尾礦壩的典型斷面,利用有限元數(shù)值分析,探討了堆積壩壩高、堆積壩壩內各層尾礦砂滲透系數(shù)之比、堆積壩干灘長度以及堆積壩下游坡度等因素對尾礦壩滲流場的特殊影響。建議在尾礦庫的前期設計時,應當綜合考慮各個降低浸潤線的因素,從而設計出更利于壩體穩(wěn)定安全的壩型合理尺寸。(2)基于栗西尾礦庫的三維滲流計算模型,簡化了輻射井及其模擬方法,進行了滲流數(shù)值分析。分析了增設輻射井前后對滲流數(shù)值結果的影響,并與實測浸潤線進行了對比,為后期排滲措施的建立及設計提供依據。結果表明,輻射井對堆積壩下游的浸潤線影響很大,并驗證了簡化輻射井的可靠性。(3)基于對四個國家設計管理經驗的總結對比,提出了適當提高防洪標準以及穩(wěn)定安全系數(shù)的建議,并建議把尾礦庫安全列為安全監(jiān)察的重要內容。結合某尾礦庫的閉庫管理經驗,總結了建立綠色礦山的必要措施。
【圖文】：

（a） 礦廠研磨機 （b） 選礦廠內部圖 1-1 河南省洛陽市某一選礦廠尾礦研磨情況Fig.1-1 Grinding of Tailings of a Concentrator in Luoyang City, Henan Province1.1.2 研究的意義近年來，國內外發(fā)生了多起較為嚴重的尾礦庫失效事故。2019 年，巴西 Córrego doFeijo 尾礦壩潰壩，1200 萬立方米的尾礦廢料決堤形成泥石流，造成 160 人死亡，160 人失蹤；2015 年，巴西的某尾礦壩發(fā)生嚴重的事故，43 萬尾礦漿造成了嚴重的環(huán)境破壞，污染了從多斯河到大西洋的的長達 668 公里的河道，是全球背景下巴西礦業(yè)最大技術災難的環(huán)境悲劇；2010 年，匈牙利某鋁礦尾礦庫潰壩，約 600 萬立方米的尾礦廢渣泄露，對下游居民的生命財產以及土地造成了巨大損失[13]；2011 年中國綿陽帶有金屬錳的尾礦泄露，造成下游支流涪江污染；2008 年山西襄汾 26.8 萬立方米的銅礦尾礦泄露，造成 281人死亡，30 多人受傷[14]。以上事故案例可以看出，一旦尾礦失效發(fā)生泄露噴涌事故，，內部有毒的礦渣不僅會毀滅下游人民的家園，還會對自然環(huán)境造成極為嚴重的污染等一系列的災害問題，圖 1-2 為巴西馬里亞納市某鐵尾礦庫潰壩后的事故現(xiàn)場圖[15]。尾礦壩體內部侵蝕是潰壩的主要原因之一，世界上有數(shù)以千計的大型尾礦壩和廢石

1 緒論影響以及各個因素對滲流場浸潤線的影響程度對比分析。因此通過分析前期尾礦庫的設計、運行期尾礦庫的管理以及后期尾礦庫的閉庫管理，研究尾礦壩體的滲流狀態(tài)，對尾礦庫進行合理地設計及管理，以達到預防尾礦壩體發(fā)生滲流破壞的目的，具有十分重要的科學意義和實用價值。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TV223.4

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本文編號：2682990