尾矿库内物理淤堵模式包括两个层面的内容
尾(wei)矿(kuang)库排(pai)渗设施淤堵(du)形(xing)成机(ji)制(zhi)研究(jiu)由于(yu)发生(sheng)生(sheng)物淤堵(du)所(suo)要求(qiu)具备的(de)(de)条(tiao)件较多,在实际(ji)尾(wei)矿(kuang)库中(zhong)排(pai)渗系统的(de)(de)淤堵(du)以物理(li)淤堵(du)和化(hua)学淤堵(du)为主,本节重点对(dui)物理(li)淤堵(du)和化(hua)学淤堵(du)的(de)(de)形(xing)成机(ji)制(zhi)进(jin)行了探究(jiu)。
尾(wei)(wei)矿库内物理(li)淤堵模(mo)式包(bao)括两(liang)个层(ceng)面(mian)的(de)内容,一方(fang)面(mian)是排(pai)渗(shen)系(xi)统(tong)中反滤层(ceng)(例如土(tu)工(gong)(gong)布(bu)(bu)(bu)的(de)淤堵),另一方(fang)面(mian)尾(wei)(wei)矿颗粒(li)在外荷载以及渗(shen)流过程中内部孔隙结(jie)构发生了(le)变化而形成的(de)淤堵现象。土(tu)工(gong)(gong)布(bu)(bu)(bu)作(zuo)为排(pai)渗(shen)系(xi)统(tong)中最重要的(de)组成部分(fen),其渗(shen)透(tou)(tou)性(xing)能(neng)决定了(le)排(pai)渗(shen)系(xi)统(tong)的(de)工(gong)(gong)作(zuo)效率。当土(tu)工(gong)(gong)布(bu)(bu)(bu)受压(ya)或(huo)者纤维内存在充(chong)填(tian)物时(shi),其渗(shen)透(tou)(tou)率会大大降(jiang)低(di)。根(gen)据土(tu)工(gong)(gong)布(bu)(bu)(bu)手压(ya)荷载后(hou)的(de)渗(shen)透(tou)(tou)系(xi)数(shu)的(de)分(fen)析(xi),反滤层(ceng)土(tu)工(gong)(gong)布(bu)(bu)(bu)的(de)渗(shen)透(tou)(tou)系(xi)数(shu)随着(zhe)垂(chui)直荷载的(de)增加(jia)而减(jian)小,当垂(chui)直压(ya)力为1MPa时(shi),土(tu)工(gong)(gong)布(bu)(bu)(bu)的(de)渗(shen)透(tou)(tou)系(xi)数(shu)减(jian)小了(le)近96%。
尾(wei)(wei)矿(kuang)坝排渗(shen)性能(neng)与(yu)排渗(shen)设施的(de)(de)淤堵和(he)尾(wei)(wei)矿(kuang)砂自身的(de)(de)渗(shen)透性能(neng)有关(guan)。近(jin)些年来,随着尾(wei)(wei)矿(kuang)坝筑坝朝(chao)着超(chao)高、超(chao)细(xi)(xi)的(de)(de)方向发(fa)展,坝底(di)附近(jin)的(de)(de)尾(wei)(wei)矿(kuang)料所受荷载可(ke)以达到非常高的(de)(de)量(liang)级。为了研究垂直荷载大(da)小和(he)细(xi)(xi)粒含量(liang)对(dui)尾(wei)(wei)矿(kuang)渗(shen)透系(xi)能(neng)的(de)(de)关(guan)系(xi),本节(jie)对(dui)原状
尾(wei)矿进行了最大(da)(da)压(ya)力为2MPa的(de)(de)垂(chui)直(zhi)渗(shen)(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)试验。结果表明,试样所受垂(chui)直(zhi)荷载越(yue)大(da)(da),尾(wei)矿渗(shen)(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)系数越(yue)小(xiao)。在压(ya)力到(dao)达0.5MPa以前,渗(shen)(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)系数随垂(chui)直(zhi)荷载的(de)(de)增(zeng)(zeng)加而急剧(ju)减(jian)小(xiao)了77.4%,此时尾(wei)矿试样处于压(ya)密(mi)阶段。压(ya)力到(dao)达0.5MPa后,渗(shen)(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)系数随垂(chui)直(zhi)压(ya)力增(zeng)(zeng)加而缓慢减(jian)小(xiao),试样孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)度(du)随垂(chui)直(zhi)荷载的(de)(de)增(zeng)(zeng)加几乎(hu)线性减(jian)小(xiao)。渗(shen)(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)系数和孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)率的(de)(de)变化趋势(shi)并不呈线性关系,这是由于试样的(de)(de)渗(shen)(shen)(shen)(shen)透(tou)(tou)性影响(xiang)因(yin)素较多,如(ru)有效渗(shen)(shen)(shen)(shen)流通道。孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)压(ya)密(mi)阶段,有效渗(shen)(shen)(shen)(shen)流通道数量急剧(ju)减(jian)小(xiao),但孔(kong)(kong)隙(xi)(xi)率下降35%以后,渗(shen)(shen)(shen)(shen)流通道数量缓慢减(jian)小(xiao)。
渗(shen)透性质的(de)(de)降(jiang)低主要(yao)是由(you)于(yu)细粒(li)(li)尾(wei)(wei)矿中含有(you)较多(duo)的(de)(de)粉粒(li)(li)、黏粒(li)(li),因为颗(ke)粒(li)(li)粒(li)(li)度(du)小、比(bi)表面(mian)积(ji)大,在(zai)有(you)水流(liu)过(guo)时容易形成黏稠(chou)状的(de)(de)尾(wei)(wei)矿砂(sha)浆(jiang)吸附在(zai)土工(gong)布(bu)及(ji)多(duo)孔介质表面(mian),使得渗(shen)透性能变(bian)差,且在(zai)水流(liu)沉积(ji)分选的(de)(de)过(guo)程中细颗(ke)粒(li)(li)尾(wei)(wei)矿穿(chuan)过(guo)粗颗(ke)粒(li)(li)的(de)(de)间隙
向(xiang)反滤层土(tu)工布和(he)排(pai)渗(shen)(shen)管中(zhong)移动,容易沉(chen)积形成物理淤(yu)堵。在(zai)无外(wai)垂直(zhi)荷载时,不含细(xi)颗粒的(de)尾(wei)(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)的(de)渗(shen)(shen)透(tou)(tou)系(xi)(xi)数是含细(xi)粒尾(wei)(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)的(de)数倍,但随(sui)着垂直(zhi)荷载增加到(dao)0.75MPa后,细(xi)粒含量(liang)对尾(wei)(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)渗(shen)(shen)透(tou)(tou)性能影响(xiang)显著降低,变(bian)化趋势平稳。此外(wai),考虑到(dao)不同(tong)粒径的(de)尾(wei)(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)填(tian)埋(mai)土(tu)工布后,渗(shen)(shen)流过(guo)程(cheng)中(zhong)尾(wei)(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)在(zai)水(shui)力运移的(de)作用(yong)下将(jiang)会(hui)堵塞土(tu)工布纤维孔隙,进而(er)导致(zhi)整体的(de)渗(shen)(shen)透(tou)(tou)系(xi)(xi)数会(hui)有不同(tong)程(cheng)度的(de)变(bian)化。根据试验结(jie)果可知,尾(wei)(wei)(wei)矿(kuang)(kuang)−土(tu)工布组合试样在(zai)清水(shui)渗(shen)(shen)流的(de)条件下,由于物理淤(yu)堵的(de)作用(yong),其整体渗(shen)(shen)透(tou)(tou)系(xi)(xi)数均有不同(tong)程(cheng)度的(de)下降,其中(zhong)粒径较(jiao)小一(yi)组渗(shen)(shen)透(tou)(tou)系(xi)(xi)数下降幅(fu)度较(jiao)大,粒径较(jiao)大一(yi)组次之(zhi),但两组试样的(de)渗(shen)(shen)透(tou)(tou)系(xi)(xi)数最终(zhong)都趋于稳定。
尾(wei)矿(kuang)库的排渗设施物理淤(yu)堵主要产生(sheng)在尾(wei)矿(kuang)颗粒(li)(li)骨架间隙和(he)土(tu)工(gong)(gong)布(bu)纤维孔(kong)隙中,产生(sheng)机制与土(tu)工(gong)(gong)布(bu)有(you)效孔(kong)径、垂(chui)直压力(li)及(ji)尾(wei)矿(kuang)细粒(li)(li)含量(liang)有(you)关,其渗透性(xing)能(neng)与垂(chui)直压力(li)和(he)细粒(li)(li)含量(liang)呈近负线性(xing)相关。





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