三都县湘乡亨通矿业有限公司选矿厂尾矿库闭库设计报告
设计进行了尾矿坝的稳定分析验算,计算采用两种方法分析堤坝的稳定性:
(1)瑞典条分法;
采用北京理正岩土计算5.5版计算软件计算。
计算参数为墙后填土内摩擦角: 8.531(°),墙后填土粘聚力: 0.000(kPa),墙后填土容重: 19.800(kN/m3),墙背与墙后填土摩擦角: 5.000(°),地基土容重: 27.000(kN/m3),墙底摩擦系数: 0.800,地基土类型: 岩石地基,地基土内摩擦角: 38.660(°)。
未进行工程处理之前各安全指标如下:滑移验算不满足: 滑移验算不满足: Kc = 0.855 <= 1.300,倾覆验算满足: 倾覆验算满足: K0 = 2.096 > 1.600,作用于基底的合力偏心距验算满足: e=1.312 <= 0.250*8.000 = 2.000(m),墙趾处地基承载力验算满足:压应力=321.203 <= 1800.000(kPa),墙踵处地基承载力验算满足:压应力=2.598 <= 1950.000(kPa),地基平均承载力验算满足:压应力=161.900 <= 1500.000(kPa)。
(2)《砌石坝设计规范》(SL25-2006)中规定的方法。 计算公式:
K1?(f1?W?c?P1A)
K?f?W ?P式中:A——滑裂截面积,m2;
f′——滑裂面上的抗剪断摩檫系数; C′——滑裂面上的抗剪断凝聚力,kPa; f——滑裂面上的摩檫系数;
K′——按抗剪断计算的抗滑稳定安全系数;
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K——按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数;
∑W——作用于计算截面以上坝体的全部荷载(含扬压力)对滑裂面的法向分值,kN;
∑P——作用于计算截面以上坝体的全部荷载(含扬压力)对滑裂面的切向分值,kN。
根据《砌石坝设计规范》(SL25-2006)第四章荷载组合之规定,只考虑坝前灰渣压力,为基本组合。
计算如下:
根据《砌石坝设计规范》(SL25-2006)第5.3.2条: 单位断面浆砌石重量:G=W1=23×41=943kN; 单位断面尾矿渣重量:W2=19.8×12.4=245kN;
作用于计算截面以上坝体的全部荷载:W=W1+W2=1188kN; 滑动截面积:A=8m2;
按附录表A.0.5、表A.0.6取低值(即沿砌石体与垫层混凝土面滑动)有:
滑裂面上的抗剪断摩檫系数:f′=0.7; 滑裂面上的抗剪断凝聚力:c′=0.3; 按地勘报告有滑裂面上的抗剪摩檫系数:f=0.6; 根据《砌石坝设计规范》(SL25-2006)表5.3.2有: 按抗剪断计算的抗滑稳定安全系数:K′=3.0;
按抗剪计算的抗滑稳定安全系数:K=1.05。 根据理正计算结果有∑P=930.452 kN,则:
K1?(f1?W?c?P?1A)?0.7*1188?0.3*1000*8?3.473?3.0 满足要求;
930.452K?f?W?P0.6*1188?0.766?1.05 不满足要求。
930.45225
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5.2.2截洪沟
尾矿库无截、排洪沟等建(构)筑物,防洪排水系统由库内一泄洪拱洞承担,无库外截洪排水设施。泄洪拱洞,长160m,洞净宽1m,高1.7m(其中直墙段高1.2m,拱矢高0.5m),库内洪水经泄洪洞泄向下游,泄洪拱洞进水口处后期增设一马蹄形干砌石小堤用于挡渣。
泄洪拱洞过流计算
泄洪拱洞采用无压隧洞计算,通过的流量为:3.757m3/s,
设计洪水流量(P=2%)为3.73 m3/s,校核洪水流量(P=1%)为4.27 m3/s。该泄洪拱洞在内部没有发生破坏的情况下,可以满足设计洪水过流,但是不满足校核洪水过流。 5.2.3子坝
子坝建设质量是尾矿库正常运行的基本条件之一,该尾矿库由于企业未按设计要求对子坝进行建设,现状子坝坝体质量较差、堆坡较陡,多处出现子坝坝体破损。
子坝的稳定计算 ①稳定安全系数取值
由现场知坝顶上有一高3.60m子坝,根据《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2002)规定,本工程边坡按三级边坡设计,相应圆弧滑动法设计安全系数为1.20。
②稳定分析方法
稳定分析综合采用了工程地质类比法和传递系数法。 ③边坡稳定性系数计算公式及符号说明
稳定计算采用北京理正岩土计算程序进行计算。
KS=
?Rψψn?1?Rniψii?1?,(i=1,2,3,?,n-1)
?Tψψn?1?Tniψii?1?n
ψn=cos(an-1-an)-sin(an-1-an) tgφ
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ψn——第i计算条块剩余下滑推力向第i+1计算条块的传递系数。
④滑移破坏模式假定
a、滑移破坏分析采用刚体极限平衡理论。
b、根据地质勘探成果及选取的典型断面,将危险滑面取为渣体内部或渣体与原状土界面进行计算。
c、抗滑稳定分析的力学指标见地质资料。
采用“理正岩土程序”进行复核计算,子坝稳定安全系数为K=1.47>1.20,子坝处于稳定状态。 5.2.4消力池
初期坝下游消力池,现在已经成为一沼泽地,影响消力池的功能及过流能力。 5.2.5监测措施
库内无坝体位移观测、渗流量观测及地下水水质检测等设施。
5.3总平面设计
5.3.1场地平整
对场区周边边坡进行平整,对场区场地进行平整,需对场地内粘土、尾矿渣剥离。 5.3.2覆盖层
在平整后的尾矿渣场各分区顶面分别构筑覆盖层,覆盖场区尾矿渣堆体覆盖层包括干砌石层,尾矿渣垫层,隔水层(粘土层),隔水层(聚氯乙烯土工膜),植被层。
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5.3.3尾矿初期坝
尾矿初期坝坝顶增设钢筋混凝土栏杆,在初期坝右侧坝肩靠坡脚布置管理用房。
尾矿初期坝的加固结合消力池护坦一起考虑,在初期坝底部进行毛石混凝土加固处理,毛石混凝土同时作为消力池的护坦使用。 5.3.4截洪沟
截洪沟环库建设,沿修整后堆体与原始坡面交线平顺修建,过初期坝后沿坝体与原始坡面的交线顺接入消力池。 5.3.5临时交通
为方便尾矿库的施工,可从李岩寨修建一条道路到库区,道路采用泥结石路面。 5.3.6监测
在拦渣坝坝体及库区上下游布监测设施,对坝体的安全及库区的污染、稳定状况进行监测。
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