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增高扩容条件下尾矿库系统稳定性分析

作　者: 刘海洋
导　师: 郝哲
学　校: 沈阳大学
专　业: 岩土工程
关键词: 尾矿库系统增高扩容工程稳定性分析灾害预警在线监测
分类号: TV649
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 13次
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内容摘要

尾矿库是矿山行业重要的生产设施，同时也是防止尾矿无序排放造成生态破坏和环境污染的环保设施。作为一个矿业生产大国，我国现有尾矿库约15000座，占世界尾矿库总数的一半以上。但是，随着时间的推移，上世纪六、七十年代以来建造的尾矿库多进入服务年限的中后期，即将到达最终堆积标高，面临新老尾矿库的衔接问题；而新建尾矿库投资巨大，建设周期长，将极大地影响生产的连续性，因而，对老尾矿库进行增高扩容改造，满足过渡期生产的急需，成为当下一项迫切的任务；另一方面，由于我国尾矿库技术起步较晚，相关理论研究长期滞后于现实需要，导致工程实践得不得科学指导，以致事故频发，危害极大。因此，深化对尾矿库工程相关理论特别是增高扩容理论的研究，不仅具有学术价值，而且可以产生巨大的经济与社会效益。本文从尾矿库工程综述和理论综述入手，系统总结了现有工程经验和理论成果，分析了我国尾矿库的基本特征；围绕尾矿库系统的核心构成部分-尾矿堆积坝与排洪系统，从地下渗流场、静力稳定性及地震动力稳定性三个方面进行了尾矿库系统的稳定性理论研究，并针对当前溃坝事故多发的现状，分析了溃坝致灾机理，给出了溃坝模型；以二道沟金矿2#尾矿库工程为背景，勘探实验与数值模拟相结合，研究了其增高扩容工程的可行性及增高扩容条件下尾矿库系统稳定性相关理论；结合新形势下的现场实际情况和行业发展动态，研究了在线监测技术的工程应用价值，以及与之对接的信息挖掘和滚动预报模型，为加强尾矿库安全管理提供了有利工具。本文立足实践，服务实践，力争形成可以服务于工程实际的理论成果，以科学指导设计和施工，消除安全隐患，确保工程质量，从而实现人矿和谐，推进矿山行业平稳、健康、可持续发展。

全文目录

论文摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-18
  1.1 研究背景和意义  12-15
    1.1.1 论文研究背景  12-14
    1.1.2 论文研究意义  14-15
  1.2 课题研究现状  15-16
    1.2.1 国外研究现状  15
    1.2.2 国内研究现状  15-16
  1.3 论文研究内容和技术路线  16-17
  1.4 本章小结  17-18
2 尾矿库工程综述  18-32
  2.1 尾矿库  18-23
    2.1.1 尾矿库的类型  18-20
    2.1.2 尾矿库的库容  20-22
    2.1.3 尾矿库的等级  22-23
  2.2 尾矿坝  23-26
    2.2.1 尾矿坝形式  23-26
    2.2.2 筑坝方法对比  26
  2.3 尾矿库排洪系统  26-29
  2.4 我国尾矿库基本概况  29-31
    2.4.1 我国尾矿库特点  29-31
    2.4.2 我国尾矿库运行状况  31
  2.5 本章小结  31-32
3 尾矿库系统稳定性理论综述  32-44
  3.1 尾矿库渗流场分析方法  32-34
    3.1.1 尾矿坝渗流基本方程  32-34
    3.1.2 尾矿坝土体渗透系数  34
  3.2 尾矿坝稳定性分析方法  34-39
    3.2.1 尾矿坝滑动破坏的一般形态  35
    3.2.2 坝体稳定性计算原理与方法  35-37
    3.2.3 尾矿坝地震稳定性分析原理及方法  37-39
  3.3 尾矿库排洪系统分析评价方法  39-40
  3.4 尾矿库溃坝致灾机理研究  40-43
    3.4.1 引起溃坝的因素  40-41
    3.4.2 溃坝机理分析  41-43
  3.5 小结  43-44
4 二道沟2#尾矿库工程概况  44-50
  4.1 自然地理条件  45-46
    4.1.1 库区气候条件  45
    4.1.2 库区工程地质条件  45-46
    4.1.3 库区水文地质条件  46
  4.2 设计概况与现场条件  46-49
    4.2.1 初始设计概况  46-48
    4.2.2 增高扩容设计概况  48-49
    4.2.3 库区现状  49
  4.3 小结  49-50
5 增容尾矿库地下渗流场与坝体稳定性耦合分析  50-66
  5.1 计算条件预设  50-52
    5.1.1 计算参数选取  50-51
    5.1.2 荷载组合及安全系数  51-52
    5.1.3 计算剖面选取  52
  5.2 增容尾矿库地下渗流场与坝体抗滑稳定性耦合分析  52-55
  5.3 增容尾矿库地震动力响应分析  55-61
    5.3.1 初始应力状态分析  55-56
    5.3.2 地震动力响应分析  56-59
    5.3.3 特殊工况下坝体抗滑稳定性分析  59-61
  5.4 溃坝影响范围计算  61-62
  5.5 计算结果验证  62-65
    5.5.1 渗流计算结果校核  62-63
    5.5.2 坝体稳定性计算结果校核  63-65
  5.6 计算结论  65
  5.7 小结  65-66
6 增容尾矿库排洪系统稳定性分析  66-86
  6.1 尾矿库排洪系统现场勘探试验  66-73
    6.1.1 浅层地震勘探  66-68
    6.1.2 回弹仪测试  68-71
    6.1.3 钢筋定位测试  71-73
  6.2 增容尾矿库排洪系统弹塑性数值模拟  73-79
    6.2.1 主隧洞模拟  73-75
    6.2.2 1#支隧洞模拟  75-76
    6.2.3 2#支隧洞模拟  76-77
    6.2.4 3#支隧洞模拟  77-79
  6.3 排洪系统稳定性计算结果校核  79-85
    6.3.1 洪水计算  80-83
    6.3.2 泄流能力验算  83-85
  6.4 计算结论  85
  6.5 本章小结  85-86
7 增容尾矿库安全监测系统研究  86-96
  7.1 尾矿库在线监测系统  87-91
    7.1.1 在线监测系统  87-88
    7.1.2 中心信息平台  88-91
  7.2 基于在线监测系统的组合预测模型研究  91-94
    7.2.1 预测原理  91-92
    7.2.2 模型应用实例  92-94
  7.3 本章小结  94-96
8 结论及展望  96-98
  8.1 结论  96-97
  8.2 展望  97-98
参考文献  98-104
在学期间研究成果  104-106
致谢  106-107

增高扩容条件下尾矿库系统稳定性分析

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