高密度电法在丹江口水源区某尾矿库三维探测中的应用研究

本文以丹江口水源区某磁铁矿尾矿库为例,采用高密度电法对尾矿库进行了三维电阻率结构探测,圈定了尾矿砂分布范围,实现了尾矿体三维地球物理建模,查明了尾矿库内部结构特征,通过电阻率差异圈定了4处重金属元素聚集区。验证了拟三维高密度电法在尾矿库三维结构探测中的可行性,为研究尾矿库内部污染物运移机理和污染防治提供了一种有效的技术手段。     

大型高尾矿坝灾变机制与防控方法

大型高尾矿库隐患治理是"十三五"期间遏制重特大事故的重要任务和重点工程之一。高应力下尾矿材料的细观结构和宏观力学特性演化、大型尾矿坝沉积规律及复杂条件下高尾矿坝的劣化理论是其中的关键问题。为揭示尾矿细观结构特性,对尾矿材料进行了光学显微镜观察、电镜扫描和CT扫描处理,建立了尾矿材料的三维重构模型;为揭示高压下尾矿材料的力学特性,对尾矿进行了高应力三轴试验、高应力渗透固结联合试验,研究了高应力下尾矿材料的强度、渗透和固结特性;为揭示尾矿的沉积特性,进行了尾矿材料的大型模型试验,得到了矿浆流动、淤积形态、尾矿料物理力学性质的空间分布以及夹层结构在空间内的分布规律;为揭示高尾矿坝的失稳机制,通过理论分析与数值模拟,对高压下尾矿的强度准则进行了讨论,高尾矿坝的稳定性分析建议使用强度折减法;为揭示尾矿的排渗设施淤堵机制与服役性能,进行了尾矿-土工布渗透试验以及微观观测,发现细粒尾矿更容易产生物理淤堵,且化学淤堵程度与溶液中离子的种类和浓度有关;为了推进尾矿坝风险管控技术,搭建了尾矿库重大风险评估监测系统平台,以便实现尾矿库基础数据的提取、实时风险预警等智能化功能。通过以上坝体劣化理论研究、溃坝灾害评估与预警,提升了我国大型高尾矿库筑坝与灾害防控水平。     

基于流固耦合理论某尾矿坝失稳特性及稳定性分析

选用典型的尾矿库工程实例,采用流固耦合和强度折减法相结合对其尾矿坝进行稳定性分析,确定尾矿库渗流场分布及浸润线的位置,该浸润线位置与实测浸润线位置吻合较好。建议强度折减过程中尾矿坝的失稳准则,计算安全系数,确定潜在滑裂面的位置,并与极限平衡法计算出的安全系数及临界滑裂面位置进行比较,表明强度折减法得出的结果与Bishop法结果接近,流固耦合-强度折减法在尾矿库稳定性分析的可行性。在该基础上研究尾矿坝潜在的失稳模式,将尾矿坝潜在的失稳模式分为局部失稳和整体性失稳两种,局部失稳为尾矿坝的部分坝面发生滑移,整体失稳为整个尾矿坝坝体发生失稳,并分析导致该尾矿坝两种失稳模式的主要因素,认为浸润线埋深过浅是导致局部失稳的主要原因。     

铁矿尾矿料力学特性及坝体变形稳定性研究

尾矿料矿物成分复杂,物理力学特性区域差异性大。本文以西南地区某铁矿拟建尾矿库为研究对象,对粗、细两种尾矿料进行了系统的物理力学特性试验,获得了粗细尾矿料物理力学指标并应用到尾矿库坝数值分析,分析了该尾矿库坝的应力变形特性,对不同堆积高程、不同工况下尾矿库坝的安全稳定性进行计算分析。此外采用拟静力法对地震荷载作用下尾矿坝的稳定性进行分析。结果表明,粗尾矿料会呈现出剪胀和软化力学特性,而细尾矿料则无明显剪胀;尾矿坝坝体内以压应力为主,坝体表面出现小范围拉应力区;高堆积高程,坝体倾向于发生深层滑动,坝体最小安全稳定性系数较大;干滩长度增大明显提高坝体稳定性;最后对该尾矿库的安全运行提出了一些针对性措施及建议。     

地震作用下高堆尾矿坝永久变形与稳定性分析

综合采用时程分析法、整体变形分析法（等效节点力法和软化模量法）、极限平衡法等方法,以小打鹅尾矿库为例,分析了该高堆尾矿坝的永久变形和动力稳定性。分析了干滩面长度、尾矿堆积坝高度、设计地震加速度等影响因素对尾矿坝的安全系数和永久变形的影响,以及地震作用下尾矿坝安全系数的时程变化规律。结果表明：尾矿坝的地震永久变形与一般土石坝的存在差异,其水平方向的永久变形大于竖直方向的永久变形,且永久变形与坝高不一定呈单调递增关系;地震中尾矿坝的最小安全系数与各影响因素大体呈线性关系,而坝顶处的震陷与各影响因素之间呈非线性关系;地震过程中尾矿坝瞬时安全系数具有波动降低的特点,为此,完善了地震作用下尾矿坝最小平均安全系数的计算方法。该研究表明小打鹅尾矿库坝体的抗震性能能够满足相应抗震设防要求。     

从高密度电阻率成像法到三维空间上的包气带水文学

高密度电阻率成像法是新近出现的通过测定介质电传导特性的地球物理勘探方法。它方便、快速和多尺度，可对探测对象进行无损的、三维的和动态的监测。由于包气带中发生的各种物理、化学、生物和水文过程不可避免的都会引起介质电阻率的变化，通过高密度电阻率成像法可以对这些过程进行三维的动态监测，从而为我们在三维空间上认识各种包气带过程创造了条件。本文首先介绍了高密度电阻率成像法在半无限的介质表面上应用时的电极布置、测定和反演计算方法，然后介绍了影响介质电阻率的因素。最后，从电阻率空间分布的差异性和时间上的变化性方面，介绍了目前高密度电阻率成像法的应用领域和研究方向，以期能促进高密度电阻率成像法的广泛应用和推动三维空间上的包气带水文学的研究。     

高浓缩分级尾矿上游法堆坝及模型试验研究

针对传统上游法尾矿库堆坝方法的缺陷与不足,提出了改进的上游法堆坝方法,即高浓缩分级尾矿上游法堆坝方法。基于尾矿库堆坝模型试验,以高浓缩尾矿堆存技术为指导,分别进行传统上游法和改进上游法的高浓缩尾矿堆坝模型试验,演绎尾矿库堆坝过程,测试并得出了堆坝过程中滩面尾矿沉积情况、尾矿颗粒分布规律及浸润线变化规律,并采用极限平衡法计算不同堆坝方式下坝体的最小安全系数。结果显示：高浓缩尾矿堆坝使沉积滩颗粒分布均匀,颗粒分级不明显,减少了互层和细泥夹层的出现,改善了坝体内部结构;改进上游法堆坝可以形成有利于排渗防洪的良好沉积滩滩型;稳定性分析结果表明,改进上游法堆坝方法可以使尾矿坝的稳定性提高19%～33%,研究成果可为新建尾矿库工程提供试验技术支撑。     

徐州地区全新世古河道地电特征研究

古河道调查对于防震减灾、城市规划和地下水资源合理开发利用具有重要意义,本文针对徐州地区岩、土层具有显著电性差异的特点,采用高密度电阻率法对全新世古河道进行探测。首先通过地电模型数值模拟和钻孔附近现场试验探讨高密度电阻率法探测全新世古河道的有效性及装置形式选择;然后对高密度电阻率法断面、平面及三维成果图进行分析;最后通过钻孔资料对高密度电阻率法探测结果进行验证。理论研究及工程实践结果表明,徐州地区全新世古河道在电阻率图件上表现出典型的电场响应特征,通过响应特征分析可以获得古河道形态及地层结构等信息;高密度电阻率法偶极-偶极装置对覆盖层结构变化极为敏感,异常强度大,并且在地层分层方面具有明显优势,可作为古河道调查的首选装置;通过在调查区内布置多条测线,并借助三维可视化软件平台可以实现目标体三维空间解释,解释结果直观地展现出全新世古河道三维形态及空间展布特征。     

浅议高密度电法几个问题

高密度电阻率法自从引进我国以来,应用范围广,也解决了不少问题.但对其中的许多问题研究还欠深入.在简要回顾高密度电法历史的基础上,就高密度电法中、英文名称问题,电极排列问题,电极滚动测量问题,极化补偿、测量时间(供电时间问题)、接地电阻问题,深度问题,噪声对反演结果的影响、高密度电法在堤坝水位检测监测、树根探测特殊应用等问题进行了讨论,最后指出高密度激电、三维、人体电阻率成像等是高密度电法的发展趋势.     

电法勘探在探测加油站石油烃污染中的应用

对一个有近40年历史的废弃加油站,分别使用探地雷达方法和高密度电阻率法进行探测,同时布置了4口监测井进行取样分析,以验证两种方法探测石油烃类轻质非水相液体(LNAPLs)污染物的准确性。测量结果明确显示了污染源及其扩散范围。实际应用证实了探地雷达与高密度电阻率法可以作为有效的工具在加油站及类似场地用于环境探测。     

尾矿堆积坝岩土工程勘察有关问题探讨

近年来,我国尾矿库重特大事故时有发生,给社会及人民生命财产造成了极大威胁和损害,为了满足尾矿库的安全运行,从源头上杜绝重特大事故的发生,按国家相关规范、规程的规定对尾矿堆积坝进行岩土工程勘察是稳定性分析与评价关健。从岩土工程勘察技术在尾矿堆积坝勘察中应用进行了探讨,为尾矿堆积坝勘察提供可借鉴工程经验。     

龙井市天宝山矿立山尾矿库地质环境恢复治理方案

龙井市天宝山立山尾矿库,由于企业破产尾矿库对周围环境造成严重危害,需对尾矿库、尾矿坝、排水工程、尾矿碴粉尘污染、水污染进行治理。     

高密度电阻率法在岩溶探测上的应用

简要介绍了高密度电阻率法的基本原理,详细分析了一个探测实例,通过理论与实践的结合说明了利用高密度电阻率法进行岩溶探测是一种有效的探测手段.     

从一个布井失败案例探讨多种地球物理方法综合研究

为探讨多种地球物理方法结合的重要性,以一个应用地球物理方法布井失败案例为研究对象,通过比较高密度电阻率法、磁共振探测以及两种方法结合的探测结果与实际钻探资料的差异,分析了每种方法的优缺点,并借助经济成本计算,讨论了多种方法结合的可行性。结果表明:高密度电阻率法与磁共振探测各有优缺点。高密度电阻率法可很好地判断地层结构的整体变化,但对岩性的推断具有较强的不确定性。磁共振探测推断的地层岩性与钻孔资料基本吻合,但无法判断是否有断层或裂隙带存在。高密度电阻率法与磁共振探测结合推断的剖面尺度上地层岩性和厚度变化与钻孔资料基本一致,是揭示地层岩性及含水层位置的有效方法,说明应重视多种方法结合的研究及应用。相比不采用任何地球物理方法或单一方法,两种方法结合的费用更低,在实际应用中具有可行性。     

高密度电阻率法二维勘探数据的三维反演及其在岩溶探测中的应用

三维高密度电阻率法可以有效地解决二维高密度电阻率法在探测空间形态上的不足。将高密度电阻率法二维勘探数据做三维反演,不仅实现了地下空间结构的三维电阻率成像,还克服了传统三维高密度电阻率法在经济成本上的限制。将此方法应用到岩溶勘探中,利用DUK-2A高密度电法仪系统采集数据;然后,把二维高密度数据拼接转化成三维可反演数据,再将反演得到的结果通过三维成像软件实现任意三维地电切片,从而获得丰富的地电结构信息;最后,结合三维切片与钻孔资料对溶洞进行解释,为工程的顺利施工提供科学依据,从而证明该方法的可行性和有效性。     

三维高密度电法用于工程勘查的试验

国内三维高密度电法在工程上的应用,大都采用二维数据反演,通过三维成图软件把视电阻率剖面连成三维视电阻率分布立体图,而很少将三维数据拼接在一起,通过三维软件反演。结合管线探测,对真三维高密度电法进行了探测试验,并取得了良好的勘探效果,为三维高密度电阻率法的进一步推广提供了宝贵的实践经验。      

从一个布井失败案例探讨多种地球物理方法结合的重要性

为探讨多种地球物理方法结合的重要性,以一个应用地球物理方法布井失败案例为研究对象,通过比较高密度电阻率法、磁共振探测以及两种方法结合的探测结果与实际钻探资料的差异,分析了每种方法的优缺点,并借助经济成本计算,讨论了多种方法结合的可行性。结果表明:高密度电阻率法与磁共振探测各有优缺点。高密度电阻率法可很好地判断地层结构的整体变化,但对岩性的推断具有较强的不确定性。磁共振探测推断的地层岩性与钻孔资料基本吻合,但无法判断是否有断层或裂隙带存在。高密度电阻率法与磁共振探测结合推断的剖面尺度上地层岩性和厚度变化与钻孔资料基本一致,是揭示地层岩性及含水层位置的有效方法,说明应重视多种方法结合的研究及应用。相比不采用任何地球物理方法或单一方法,两种方法结合的费用更低,在实际应用中具有可行性。     

铁岭柴河1#尾矿坝数值模拟及其稳定性分析

铁岭柴河1#尾矿坝位于辽宁省开原市靠山镇猴石社区的关门山沟内,由初期坝和尾矿堆积坝组成。本文在该尾矿坝现场勘察的基础上,将坝体实测主轴剖面进行合理地概化和延伸,建立有限差分数值模型,并以Duncan—Chang双曲线模型来反映尾矿坝岩土体应力—应变本构关系,对处于正常运行条件下的坝体进行数值分析,从而揭露坝体内部应力状态,同时在数值分析结果的基础上,采用基于极限平衡理论的条分法——Fellenius法和Biship法对尾矿坝的稳定性进行计算,从而实现对尾矿坝稳定性的定量分析,对尾矿库的安全生产具有重要指导意义。     

某磷石膏尾矿库堆积坝渗透稳定性分析

随着尾矿库堆积坝高度的增加,库内的地下水渗流场将发生改变,当尾矿堆积坝处的实际水力梯度大于临界水力梯度时,尾矿库堆积坝将产生渗透变形或失稳破坏。为了预测某已建磷石膏尾矿库堆积坝的渗透稳定性,本文运用地下水位计水位恢复试验去确定磷石膏尾矿渗透系数并计算水力梯度,同时采用Geo-studio软件中的SEEP/W模块分析磷石膏堆积坝在不同工况下的渗透稳定性。计算和分析结果表明当堆积坝处于945m堆积高程,在无干滩和100m干滩情况下,实际水力梯度分别为0.784和0.583;当堆积坝处于960m堆积高程,无干滩情况下,实际水力梯度为0.692,在以上两种情况下,堆积坝渗出点高程高于初始坝高程,堆积坝将出现流土变形,坝体处于不稳定状态。当堆积坝处于960m堆积高程100m干滩时,堆积坝上无渗出点,堆积坝处于稳定状态。分析研究结果对该尾矿库的安全运行和维护管理提供技术依据,同时为同类型尾矿库堆积坝渗透稳定性评价提供参考。     

某上游式尾矿坝安全性评价方法分析研究

尾矿库安全性评价在尾矿库运行中是一项至关重要的工作。本文借助实际的工程实例,使用规范规定的计算方法和公式,结合工程力学和流体力学基础理论知识,深入的研究了尾矿库坝坡稳定性和尾矿渗流稳定性的评价方法和计算过程,对现有的尾矿库安全性进行了评价。同时,通过实验室重塑性试验取得了为矿体的各项参数,应用二维边坡稳定性和渗流稳定性计算软件对尾矿库的稳定性进行了计算,对比解析法和数值法计算结果的异同,分析了产生差异的原因,为尾矿库安全性评价工作提供了一些借鉴。