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作为矿山工程的重要组成部分,尾矿库属于潜在的危险源,但为追求经济利益,其建设规模正在不断扩大。我国的尾矿库大多属于筑坝工艺简单、维护管理方便的上游式尾矿库,这种筑坝型式最大的缺陷在于其运行中后期容易出现坝体浸润线抬升、抗滑稳定能力下降等不良现象。针对以上问题,本文以拟建的王家坪上游式尾矿库为例,在研究分析其工程背景及工程概况的基础上,进行了该尾矿库在规划坝高123m情况下的数值稳定计算,比较了排渗设施、干滩长度及材料参数等对坝体稳定性的影响,然后结合该尾矿库服务中后期可能出现的渗透稳定问题选择了辐射排渗井来进行除险加固,最后对辐射井不同布置方案的效果进行了比较分析。 主要研究成果归纳如下: (1)辐射井的排渗能力随辐射管长度、管径、孔数、层数及竖井深度的增加而增加,但增加幅度超过一定限度后逐渐减缓,随辐射管坡度的变化不太明显。考虑到尾矿坝的安全水位埋深及辐射井的施工技术条件等因素,认为辐射井的竖井深取15~20m、辐射管长取50~60m、管径取70mm、坡度以不引起於堵为原则,取3~5%、层数取2层,底层辐射管取9孔,上层取8孔,上下层错列布置是比较合适的。并且认为辐射井横向间距应当取辐射管长的2倍左右,一般在100~120m;给出了辐射井纵向最小安全距离的估算公式,认为纵向距离设置为100~150m比较合适。 (2)当前期铺设的排渗设施失效或尾矿堆料渗透系数降低时,堆积坝体均会出现水头雍高、浸润线抬升现象,在坝坡中部左右库岸局部区域有渗透水溢出坝面,对此,提出了辐射井的三种布置方案。方案一在干滩长度达到200m以上时比较经济,方案二对干滩长度的要求比较高,方案三对干滩长度的适应范围比较广,在尾矿库服务后期可针对具体出现的问题进行辐射井方案的选择。干滩长度的增加有利于坝体的安全稳定,综合考虑,王家坪尾矿库的干滩长度应控制在200m以上。 (3)当坝体前期排渗设施失效时,不同干滩长度时坝体的抗滑安全系数在1.63~1.68之间,考虑尾矿沉积固结特性后计算的坝坡安全系数大约能够提升0.4左右。按不同方案增设辐射井后,坝体的抗滑安全系数普遍有所提升,其中:方案一时堆积坝的抗滑安全系数范围在2.75~2.84之间;方案二时堆积坝的抗滑安全系数范围在2.78~2.90之间;方案三时堆积坝的抗滑安全系数范围在2.82~2.94之间。可以看出,坝体的抗滑安全系数均随干滩长度的增加而增加,但增幅不是很明显,干滩长度每增加100m,边坡抗滑安全系数大约提升0.02~0.05。