摘要:應用條分法對尾礦庫堆積壩進行安全評價工作,既能節(jié)省工作量,又能準確地反映壩體的安全現(xiàn)狀,具有便捷、準確的特點。
關鍵詞:條分法尾礦庫子壩安全評價
尾礦庫作為金屬礦山一種危害性較大的生產(chǎn)設施,自1995年以來,國家和各省即對此項工作納入正規(guī)管理。在其安全性評價中,危害程度分析與定量估算還未形成固定的模式,大致采用一般綜合評價法和模糊綜合評價法、灰色綜合評價法及其他安全評價法。但這些方法在實際應用中大多存在不確定性,尤其是尾礦庫子壩的安全性確定更顯突出。現(xiàn)結合實際工作,對條分法安全評價的應用做一簡要介紹。
1尾砂的理化性質
沂南金礦的主要礦物為多金屬矽卡巖,有含銅矽卡巖、含銅磁鐵礦、含銅大理巖三種類型。尾礦的化學成分見表1,粒級分布見表2,尾砂物理力學性質指標見表3,尾砂的堆比重1.4噸/立方米,壓縮率為5%,化學性能較穩(wěn)定,沉降速度較慢。
表1尾礦的化學成分
化學成分 |
Au |
Ag |
Cu |
S |
TFe |
SiO |
Pb |
MgO |
AlO |
CaO |
TiO |
CO |
Mn |
As |
Sb |
含量(%) |
0.2~0.3g/t |
0.4~0.6g/t |
0.05~0.06 |
0.4 |
9 |
27.4 |
0.01 |
4.19 |
21.4 |
12.5 |
0.34 |
0.007 |
0.121 |
0.004 |
0.07 |
表2粒級分布
粒徑(mm) |
>0.246 |
+0.175 |
+0.147 |
+0.124 |
+0.112 |
+0.096 |
+0.084 |
+0.074 |
+0.052 |
+0.037 |
+0.028 |
+0.014 |
+0.007 |
+0.0035 |
-0.035 |
產(chǎn)率% |
2.7 |
7.66 |
10.81 |
5.41 |
0.9 |
9.28 |
1.35 |
3.87 |
5.03 |
5.01 |
15.56 |
7.86 |
18.75 |
4.6 |
1.21 |
累計產(chǎn)率 |
2.7 |
1036 |
21.17 |
26.58 |
27.48 |
36.76 |
38.11 |
41.98 |
47 |
52.02 |
67.58 |
75.44 |
94.19 |
98.79 |
1.00 |
表3尾砂物理力學性質指標
指標 類別 |
孔隙比 e |
天然含水量W (%) |
質量密度ρ (kN/m3) |
內(nèi)摩擦角 ψ(°) |
變形模量 Eo(Mpa) |
中砂 |
0.4-0.5 0.5-0.6 |
15-18 19-22 |
20.5 19.5 |
40 38 |
46 40 |
細砂 |
0.4-0.5 0.5-0.6 |
15-18 19-22 |
20.5 19.5 |
38 36 |
37 28 |
粉沙 |
0.4-0.5 0.5-0.6 |
15-18 19-22 |
20.5 19.5 |
36 34 |
14 12 |
庫內(nèi)沉砂自至濾水井依次為中粒(大于0.246mm)、細砂(大于0.25mm小于0.07mm)、粉沙(小于0.07mm),其中尾砂壩基處中砂粒狀為38.09%,細砂50.91%,粉粒狀11%,因而尾礦庫子壩為沙土性,化學組分及粒級對筑壩較為有利。
壩體坡度(I)1:0.7,坡頂寬0.8m,堆壩高度1.5~2.0m,采用蛙式打夯機(影響深度1m、影響力1.5t)每虛鋪0.5~1m夯固一次。
2安全評價
受壩體各沉降時期的影響,需分階段給予維護,根據(jù)η=w/h(注:η—沉降值,w—沉降位移,h—壩體初高度),計算得壩體沉降的三個階段:半年劇烈沉降期、一年之內(nèi)緩慢沉降期、一年之后基本穩(wěn)定期,在三個時期應以緩慢沉降期為安全評價的依據(jù)。
(1)按比例繪制出截面圖(如圖1所示)
圖1
(2)根據(jù)坡度I=1:0.7,由經(jīng)驗數(shù)據(jù)的坡頂角39°,坡底角28.5°,再在坡頂角和坡底角分別畫出,兩線的交點即最危險的圓心O,或由A垂直下量壩體高度A值得C點,再由C點向右量4.5倍h的距離得D點,連接DC使其平行坑底,DO相連,求出Kmin的正點即圓心,經(jīng)量取滑動半徑R=1.8m。
(3)將滑動砂條按b=R/10=0.18m,令各條滑弧面上的Qi力作用點與圓心O1的連線與通過O1的垂線的夾角為α,則sinα=di/R=0.1i(α—夾角i—土條號)。
(4)量出各條的中心高度hi和弧長,編為“—2”與“8”的兩個分條,若寬度不正好等于0.22m,其中心高度hi換成相當于0.22m的分條,經(jīng)計算得表4。
表4