山东铝业公司赤泥堆积坝稳定性分析及安全措施研究

论文摘要

尾矿库是一个复杂的人工系统,是矿山重要的生产设施,其能否安全有效的运营直接关系到周边人民的生命财产安全和环境的好坏。为了保证矿山生产可持续发展,应特别重视尾矿库的安全工作。本文针对目前我国尾矿库所普遍存在的安全问题,以山东铝业公司赤泥堆积坝为工程背景进行尾矿库的稳定性分析和安全措施研究。为存在此类问题的矿山企业提供理论上的指导和实际意义的帮助。本文分析了山东铝业公司赤泥堆场的物理力学特性,赤泥结构强度,筑坝机理,赤泥在堆场内的沉积规律。以赤泥的压缩试验曲线及堆场变形观测为基础进行了堆场坝体的流变分析。利用有限元分析软件AutobankV5.1对赤泥堆场进行了75m和95m标高两个水平的渗流场分析,分别得到了渗流浸润线图、等压线图、等势线图、渗流可能破坏区域图等结果,可为判定赤泥堆场是否受到渗流破坏提供依据。利用AutobankV5.1对赤泥堆场75m和95m标高两个水平进行了坝体的静力计算。在75m水平没有施加渗透体力,在95m水平施加渗透体力,并对比分析了计算结果。在两个水平上都分别计算了应力位移随空间和时间的变化的情况。利用有限差分软件Flac5.0对赤泥堆场95m水平进行了动力稳定性计算。在地震力作用下,赤泥堆场出现大面积的塑性区,而且在坝体处位移较大,最大位移达到400mm,在堆场中部最大位移为500mm。因此在地震力作用下,坝体局部地段将会产生破坏滑移。详细分析了赤泥堆场系统中存在的主要危险有害因素,利用故障树分析法建立了故障分析模型,判定系统发生事故的可能性及其严重程度,而且在给定底事件发生概率的情况下近似计算顶事件的失稳概率。并且针对危及堆场安全的主要有害因素制定了防范措施,从而为赤泥堆场管理和决策提供科学依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 主要研究内容及技术思想
• 1.3 选题的意义
• 2 文献综述
• 2.1 尾矿库及我国尾矿库的基本特征
• 2.2 国内外尾矿库稳定性分析研究现状
• 2.3 尾矿及尾矿堆积坝的形式
• 2.4 小结
• 3 山东铝业公司赤泥堆场基本特征
• 3.1 赤泥库概况
• 3.2 场地工程地质条件
• 3.3 堆场工程地质条件
• 3.4 堆场水文地质条件
• 3.5 堆场工程物探及异常分析推断
• 3.6 场地地震效应
• 3.7 堆场裂缝形成原因分析及处理措施建议
• 3.8 小结
• 4 赤泥的特性及沉积规律研究
• 4.1 赤泥的特性
• 4.2 赤泥库内的沉积规律
• 4.3 赤泥的产出与排放
• 4.4 小结
• 5 赤泥的流变分析研究
• 5.1 赤泥的三相组成
• 5.2 赤泥的三相比例指标
• 5.3 赤泥的结构及连接
• 5.4 赤泥的压缩与沉降
• 5.5 赤泥堆场变形观测及分析
• 5.6 小结
• 6 赤泥堆场渗流计算分析
• 6.1 渗流理论基础
• 6.2 赤泥的渗透系数及影响因素
• 6.3 流网
• 6.4 渗流的数值计算
• 6.5 小结
• 7 赤泥堆积坝稳定性分析
• 7.1 静力计算参数试验及确定
• 7.2 堆场动力数值计算分析
• 7.3 静力计算结果及分析
• 7.4 动力计算结果及分析
• 7.5 小结
• 8 赤泥堆场安全措施研究
• 8.1 赤泥堆场主要危险、有害因素分析
• 8.2 堆场常见事故的故障树分析研究
• 8.3 改善赤泥堆场安全状况的措施研究
• 8.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢