高压下尾矿材料幂函数型摩尔强度特性研究

高压下尾矿材料的强度特性是高尾矿坝稳定性分析的基础。理论推导了幂函数型摩尔（Mohr）强度通式 须满足的条件为 , , ;基于高压三轴试验研究了尾矿材料的强度特征,研究表明：幂函数型摩尔强度包络线能较好地反应尾矿材料在高压下的强度特征;尾矿材料在高压作用下试验前、后的颗粒分析结果表明：当围压达到某一阈值时,尾矿材料在剪切过程中将发生颗粒破碎,对于德兴铜矿尾粉砂,阈值为1 200 kPa;对于德兴铜矿尾亚砂,阈值为1 600 kPa。研究成果可为高尾矿坝坝体稳定性评价提供理论依据。     

尾矿坝筑坝模袋力学性能试验研究

模袋法是解决上游法细粒尾矿堆坝难的一种新方法。为研究模袋法尾矿坝筑坝模袋的基本力学性能,采用与云南省某尾矿坝施工现场一样的土工布和尾砂,通过斜坡滑移、直剪、无侧限压缩试验,对固结不同时间的小尺寸尾矿坝筑坝模袋进行了摩擦和受压性能的试验研究。斜坡滑移试验表明,若含水率相对较低,则模袋间的摩擦系数较大;直剪试验测得固结8 d的模袋间内摩擦角约为28º,黏聚力约为40 kPa;在无侧限压缩条件下,固结1 d和3 d的模袋在受压过程中,其弹性模量都表现为“大-小-大”的变化形式。由于土工布和尾砂的共同作用,模袋的极限抗压强度远大于单纯尾砂堆积体的极限抗压强度。当压应力达到模袋所能承受的极限荷载时,通常会在模袋底部靠近模袋边缘处发生土工布的撕裂破坏,采用主动土压力理论分析了发生破坏的原因。本试验研究可以为模袋法尾矿坝的实践提供理论指导。     

基于有限元极限平衡法的尾矿坝坝体稳定分析

在平面应变条件下,采用基于弹塑性应力应变分析的有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行研究。该方法可较好地结合极限平衡分析方法和有限元应力分析方法的特点。通过弹塑性有限元分析,合理准确地考虑结构整体应力场的影响,进而结合Hooke-Jeeves法优化搜索最危险滑动面的位置及其对应的最小安全系数。以某尾矿坝实际工程为例,比较分析了考虑正常、洪水以及特殊工况运行下有限元极限平衡法与极限平衡条分法和有限元强度折减法在安全系数大小及滑动面形状和位置的差异,重点运用有限元极限平衡法对尾矿坝坝体的稳定性进行验算并作出安全评价,为尾矿坝的安全设计施工提供可靠依据和技术支撑。     

Morphology of lake Waikaremoana,New Zealand,and reconnaissance of its benthic fauna

As shown by an extensive echo‐sounding survey, the morphology of Lake Waikaremoana is a drowned valley system; complex troughs and banks at the eastern end are consistent with infilling and damming by slip material. In September 1972, water temperatures were near isothermal (surface‐bottom, 9.3–8.8°c), and clarity measured by secchi disc averaged 12.2 m. Very fine‐grained clayey silts occur on the surface of sediments throughout the lake.

Five benthic dredging stations yielded ten groups of organisms; of these, oligocheates and gasteropods (Potamopyrgus antipodarum only) occurred most widely, to the greatest depths (248 m), and in the greatest numbers. Animals in the eight remaining groups were few and limited to shallower depths.     

某尾矿坝毛细水带内的坝体材料物理力学特性研究

毛细水的存在将使尾矿坝坝体材料的物理力学特性发生较大变化,这种变化对尾矿坝的安全稳定势必产生影响,而国内外在此方面的研究工作却鲜有报道。为此,开展了某尾矿坝坝体材料现场取样、室内土工试验工作,并采用自制的毛细水带分层取样试验装置开展了长达6个月的毛细水上升测试工作,通过分层取样及土工试验,得到了毛细水带内尾矿砂的物理力学特性,进而系统地研究了毛细水带尾矿砂的含水率、重度、黏聚力、内摩擦角等物理力学指标随毛细水高度的变化特征。研究发现,毛细水带内尾矿砂的含水率和重度均随毛细高度而减小;黏聚力和内摩擦角的变化均随毛细高度和含水率呈先增大后减小的变化规律,其中内摩擦角的变化规律与以往相关研究所得结论并不完全相符,分析指出,这是由于毛细水和尾矿砂颗粒的表面特性所导致的;简要分析了抗剪强度随毛细高度的变化规律,发现其受毛细作用影响较大,呈先增大后减小的变化趋势。研究结果为坝体、边坡等工程的稳定性研究工作提供了一种新思路,为今后建立考虑毛细水作用下尾矿坝稳定性分析方法和理论奠定了基础。     

开辟矿山第二产业,发展绿色循环经济

本文阐述了开发利用尾矿生产建筑用砖,替代传统粘土砖的重要意义和可行性。开发利用尾矿,有利于矿山环境治理,促进循环经济利用、保护耕地,还能减少地质灾害的形成。在为老矿山开辟新出路的同时,还增加了就业机会。     

张马屯铁矿尾矿制砖开发应用研究

通过综合分析张马屯铁矿尾矿基本特性,对张马屯铁矿尾矿进行了铁尾矿砖生产试验研究。结果表明,利用张马屯铁矿尾矿,采用压制成型法,可以制备出MU10等级以上的建筑用砖,颜色一致性好,铁尾矿砖为灰色,抗冻性良好。认为利用尾矿制备建筑用砖是一条很好的尾矿利用途径,具有明显的经济效益和广泛的应用前景。     

添加絮凝药剂的尾矿砂浆充填材料的单轴抗压强度试验研究

尾矿充填主要包括3种类型：尾矿砂浆充填、尾矿糊状充填（paste fill）和废矿石充填（rock fill）,其中前面两种充填属于水力充填,第3种属于干式充填。3种充填方法在加拿大的矿山都有应用。压缩强度和渗透性是水力充填材料的关键力学特性,直接影响井下充填的效果。一方面,为了使充填材料具有一定的强度,必须在尾矿砂浆（slurry backfill）材料中添加水泥,其用量非常大,水泥在充填成本中占有很大的比例。另一方面,尾矿砂浆水力充填是利用水力旋流器来分级固体颗粒,颗粒较细的部分将通过溢流派到废矿池中,颗粒较粗的部分回收利用作为井下充填的材料使用,有时充填的尾矿数量不够,需要另外购置砂子混合作为充填材料。如何减少水泥的使用量和从水力旋流器底流增加尾矿砂的细颗粒的固体部分产量,以达到节约充填成本的目的,一直是矿山企业所面临的重要课题。为此,专门研究絮凝药剂对尾矿砂浆充填材料的单轴抗压强度的影响。研究结果表明,絮凝药剂能够大幅度地提高尾矿砂浆充填材料的强度,而且絮凝药剂使用量有一个最优值,使强度达到最大。当过量使用絮凝药剂,尾矿砂浆充填材料的强度则有所降低。     

层次分析法（AHP）在尾矿库安全运行分析中的应用

尾矿库是用于堆存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所,是一种高势能的人造泥石流源,一旦发生事故将会严重威胁到库区周边环境和下游居民的生命及财产安全。考虑到我国小型尾矿库数量多、安全度水平低以及尾矿库发生事故的复杂性、多样性及不确定性等特点,根据影响尾矿库安全运行的因素建立层次结构模型,运用Delphi法构造相关因素的各层次判断矩阵,应用定性与定量相结合的层次分析法进行分析,最后确定出各影响因素的权重并进行总排序。结果表明,在尾矿库运行期间排洪系统对其整体安全影响最大,其次为筑坝堆存系统、尾矿库管理与维护、回水系统和尾矿输送系统。该研究结果可以为相关单位制定合理的安全防范措施提供必要的参考价值,从而有针对性的消除各种事故隐患,提高安全管理水平,确保尾矿库的安全运行。     

Mercury speciation in tailings of the Idrija mercury mine

Five hundred years of mercury (Hg) mining activity in Idrija, Slovenia caused widespread Hg contamination. Besides Hg emissions from the ore smelter, tailings have been found to be the major source of river sediment contamination. In the present study, solid phase binding forms and the aqueous mobility of Hg have been investigated in tailings of the Idrija Hg mine by means of a pyrolysis technique and aqueous Hg speciation. Results show that Hg binding forms differ with the age of the tailings due to the processing of different ores with different roasting techniques. In older tailings, the predominant Hg species is cinnabar (HgS), due to incomplete roasting, whereas in tailings of the 20th century the amount of cinnabar in the material decreased due to a higher efficiency of the roasting process and the increasing use of ores bearing native Hg. In younger tailings, metallic Hg (Hg⁰) sorbed to mineral matrix components such as dolomite and Fe-oxyhydroxides became the predominant Hg binding form in addition to unbound Hg⁰ and traces of HgO. Leaching tests show that in younger tailings high amounts of soluble Hg exist in reactive form. In older tailings most of the soluble Hg occurs bound to soluble complexes. It might be assumed that in the long term, matrix-bound Hg⁰ could be bound to humic acids derived from soils covering the tailings. This means that, despite the lower total Hg concentrations found in the younger tailings, the long-term risk potential of its mobile matrix-bound Hg⁰ is higher than that of older tailings bearing mostly immobile cinnabar.