一.导言
尾矿库是一种特殊的工业建筑，也是矿山三大治理工程之一。它的运行不仅影响矿山企业的经济效益，而且与库区下游居民的生命财产和周围环境密切相关。我国是矿业大国，每年排放近3亿吨尾矿。除了一小部分用作矿山充填或综合利用外，大部分不得不储存在尾矿库中。现有尾矿库2600余座，尾矿库重大事故时有发生，对下游居民的生命财产造成严重威胁，也会给企业带来不可估量的损失，在社会上造成极其恶劣的影响。2000年10月18日，广西南丹县大厂镇宏图选矿厂尾矿库发生重大溃坝事故，造成28人死亡，56人受伤，70间房屋不同程度损坏，直接经济损失340万元。2008年，山西襄汾尾矿库溃坝事故造成279人死亡。可见尾矿库的安全性和稳定性是极其重要的。
随着科学技术的不断进步，矿山企业越来越重视回收率，矿石磨矿粒度也越来越细。目前，细粒尾矿还没有严格的定义。细粒尾矿是指平均粒度dcp≤0.03mm的尾矿，小于0.109mm的含量一般大于50%，大于0.074mm的含量小于10%，大于0.037mm的含量小于30%。
尾矿坝是堆积尾矿的重要建筑物，对细粒尾矿坝安全性和稳定性的研究已被矿山企业广泛投入。尾矿库安全运行的关键是尾矿坝体必须安全稳定。因此，为了防止尾矿坝事故的发生，对尾矿坝的稳定性进行研究是十分必要和有意义的。
二。影响细粒尾矿坝稳定性的因素
尾矿坝是尾矿坝结构的主体，影响尾矿坝稳定性的因素很多，如坝内浸润线高度、沉积滩长度、尾矿坝坡度、泄洪系统等。
(一)坝体浸润线对坝体稳定性的影响
边坡浸润线是尾矿坝的生命线，是直接影响坝体安全的最重要因素之一。地下水不仅对坝体产生动水压力，还会降低坝体的稳定性。特别是在地震中，引起孔隙水压力迅速增加，有效应力降低，导致坝面管涌、流沙和沼泽化，给尾矿坝安全带来严重危害。根据现场堆积实践结果对比分析，细粒尾矿坝浸润线高于一般尾矿坝。浸润线的位置对尾矿坝的稳定性有很大影响。如果浸润线不能降低，将对尾矿坝的稳定非常不利。因此，必须严格控制大坝渗流，防止浸润线过高。
(2)沉积海滩长度对坝体稳定性的影响
在出矿量大、浓度低的情况下，干滩面的长度很大程度上取决于水库的水位控制。如果某些滩面控制时间过长，滩面上升速度必然较慢，影响调蓄能力，澄清水间距不足，导致回水水质恶化。如果控制水位保持滩面坡度，水面与坝顶的水平距离会缩短，库内水位上升，导致坝体安全稳定性降低。因此，控制和监测干滩长度极为重要。
(3)堆石坝的坡度对坝体稳定性的影响
通过细粒尾矿坝物理模型的室内试验，测试了不同坡度下细粒尾矿坝的承载能力。结果表明，当坝体坡度增加10°时，坝体的承载力至少会降低到原来的1/5 ~ 1/6，这表明增加尾矿坝的坡度不利于坝体的稳定，更有可能发生破坏。因此，在实际的尾矿坝工程中，应随时观测和控制坝坡的角度。
(4)尾矿砂密实度对大坝稳定性的影响
一般尾矿坝，通过自然分级，依靠自身重力固结压实。细粒尾矿平均粒度相对较小，放矿分散时颗粒不易沉积。当悬浮物浓度为5% ~ 10%，潜流流速较高时，可能发生异重流，使大坝的空落差较大，密实性较差。尾矿室内试验表明，坝体密度对抗剪强度有明显影响，密度越高，抗剪强度越大。因此，在大坝填筑期间，应严格控制放矿速度，避免松散矿石造成大坝失稳。
(5)泄洪系统对坝体稳定性的影响
泄洪系统的质量将直接影响尾矿坝的稳定性。如银山铅锌矿尾矿坝、郑州铝厂、智利El、美国布法罗河矿等。，都是由排洪系统失灵或设计错误导致的洪水直接造成的。据不完全统计，我国有色金属矿山近50%的尾矿坝事故是由泄洪系统事故引起的。
(6)影响尾矿坝稳定性的其他因素。
尾矿坝是尾矿建筑的主体。影响尾矿坝稳定性的因素很多，此外还有尾矿沉积物的抗剪强度、堆积坝的高度、水库的水位、工程措施、效果等。特别是对于非国有中小型矿山，施工和运行管理不当是影响尾矿坝稳定性的原因。
三。工程实例
尾矿库初期坝型为碾压石渣坝，坝顶高程为海拔104m，高17m，库容58万t，之后将沉积尾矿堆积成子坝，边堆积边储存。最终堆积高程126m，总库容325万m3，总坝高40m，平均坡度1∶6。对堆积坝现状高程的稳定性进行了计算。鉴于坝体对尾矿库的重要性，分别对105m和126m高程的稳定性进行了论证。水库库容325万m3，坝高40m，属四级尾矿库。根据《选矿厂尾矿设施设计规范》第3.3.1条的规定，三级和三级为
不需要对下部尾矿坝进行渗透稳定计算，因此只需要进行抗滑稳定计算。
(一)溢流线的计算
确定化工导流滩长度L和相应的化工导流水库水位，放矿。
水覆盖了大部分的海滩表面。此时，计算海滩长度的公式为:
Li=3.3 LC0.48
其中李是海滩的长度；Lc为计算条件下的实际海滩长度。
水库引水水位的计算公式为:
式中Hi为导流水库的水位；h为计算条件下的实际水库水位；Mo为沉积海滩的坡度系数(即沉积海滩的坡度为1∶mo)。浸润线的位置参照尾矿设施的设计参考数据确定。
嗨=嗨-Z
尾矿坝被认为是一个具有不透水地基的均质坝。当无排水设施且下游无水时，浸润线方程可表示如下:
式中逃生点高度按下式计算:
其中m是下游边坡的梯度系数。根据尾矿坝运行情况计算的浸润线逸出高程见表1。这里的计算条件是正常运行水位和洪水水位。
根据现场勘测和观测，当坝顶高程为105m时，用此方法计算的浸润线与实际浸润线基本吻合。
(2)计算参数的选择
尾矿坝的初始坝型为滚石渣坝。大坝堆好后，用沉积尾矿建一个子坝，边堆边储存。因此，稳定性计算材料包括石渣和尾矿砂。根据现场调查和《选矿厂尾矿设施设计规范》附录1，尾矿砂为细尾矿砂，其参数按表2选取。
表1浸润线计算参数统计表
在尾矿坝稳定性分析中，一般根据设计坝高和库容确定尾矿坝的安全等级，然后根据尾矿坝安全等级查表确定尾矿坝抗滑稳定安全系数。
地震烈度区划分为6度区和6度以下区的5级尾矿库。当坝外坡比小于1∶4时，除原尾矿属于尾矿粘土和粉质粘土及软弱坝基外，可不进行稳定性计算。尾矿库工程抗震设防类别为乙类水工建筑物，设计烈度取基本烈度。当地基本烈度为6度，故设计烈度为6度，故稳定性计算中不考虑地震荷载。
表3稳定性计算的荷载条件
安全系数是指项目在设计、施工或使用过程中必须满足安全保证的量化标准，根据项目的重要性设定。中华人民共和国安全生产行业标准《尾矿库安全技术规范》(AQ2006-2005)明确规定了尾矿库抗滑稳定的安全系数。
根据《选矿厂尾矿设施设计规范》,坝体稳定性计算有以下两种荷载组合，如表4所示。
表4尾矿坝抗滑稳定安全系数标准值
(4)目前大坝稳定性的计算及成果
根据选矿厂尾矿设施的设计规范，采用瑞典方法对尾矿坝的稳定性进行了评价。同时用Bish敲击法与之比较。稳定性计算参数为表2中的值，计算结果见表5。
表5运行稳定性评估
四。结论。
根据分析计算结果，该尾矿坝是稳定可靠的。然而，在尾矿坝的实际运行管理中，大坝施工、泄洪设施的日常检查和管理等因素对尾矿坝的稳定性至关重要。因此，有必要加强尾矿坝的运行管理，采取安全管理措施，确保尾矿坝的安全运行。
