尾矿坝渗流场的计算与分析

坝坡浸润线是尾矿坝的生命线,它是直接影响坝体安全的一个非常重要的因素。通过地下水渗流场的计算,模拟尾矿坝地下水位的变化情况,为尾矿库的安全生产与管理提供一定的科学依据。     

细粒尾矿库地下渗流场的数值模拟分析

龙都尾矿库的初始设计堆积物是铁矿与铜矿的混合尾矿,但该尾矿库投入使用至今仍未有铁矿尾矿注入,直接影响到了尾矿库的稳定性.为此,以龙都尾矿库的勘探实测资料为依据,利用2D-FLOW有限元软件对其渗流特性进行了研究.根据初期坝透水性、干滩面长度和不同的大气降雨量等影响因素,对尾矿坝渗流场进行了分析,得出了不同状况下细粒尾矿库的渗流规律,据此对尾矿库的稳定性进行了研究,结果表明,尾矿堆积物的改变对尾矿库的稳定产生了不良影响,如不及时对尾矿库进行适当的加固处理,该尾矿库将无法正常运行.     

基于ANSYS的尾矿坝渗流场的计算分析

坝坡浸润线是尾矿坝的生命线,它是直接影响坝体安全的一个非常重要的因素。本文选取典型断面借助通用有限元软件ANSYS进行渗流计算,确定不同干滩长度下浸润线的位置,并对计算结果进行分析,评价结构的安全状况,为尾矿库的安全生产与管理提供一定的科学依据。     

影响上游法尾矿坝渗流场的诸因素分析

影响上游法尾矿坝安全的各种因素中,渗流场是极为重要的因素之一。决定渗流场的因素很多,本文通过有限元数值计算,选用正交优选法综合分析了诸因素对渗流场的影响程度,并找出了主次排列顺序。同时,采用黄金分割法,探讨了初期坝的相对经济高度。文中还讨论了尾矿坝干滩长度和初期坝透水性能对渗流场的特殊影响。     

尾矿坝渗流场模型简化与浸润线计算

针对尾矿坝安全状况评估中的渗流场计算和求解渗流微分方程的浸润线等问题,将尾矿坝渗流计算区域简化为渗透系数为常数的矩形模型,建立矩形模型区域中工程实际边界条件方程,通过傅里叶级数法得到收敛的无穷级数解.利用Matlab对公式进行仿真,得出工程中所需的各种形式的浸润线,确定一种简化处理渗流场解析解与工程实际浸润线的计算方法.     

尾矿坝渗流场三维有限元分析与安全评价

根据某尾矿坝的实际情况,建立尾矿坝三维有限元计算模型,计算并分析其渗流场,对尾矿坝进行渗流安全评价,将评价结果与工程地质勘测所得的资料进行对比分析,以验证尾矿坝渗流场数值模拟方法和计算模型的合理性.计算结果显示,数值模拟所得渗流场与工程地质勘测实测值吻合,计算方法和计算模型合理,可以为尾矿坝的加高工程提供参考.     

煤炭地下气化干馏气渗流运动多场耦合数值模拟

基于传热，渗流力学及弹塑性力学理论，建立了气化煤体温度场，干馏气渗流场和煤体变形场耦合数学模型，研究发现，在煤炭地下气化过程中，因高温条件，煤体的物理力学参数不再是一个常数，而变为温度的函数，为了提高数值模型的精度，对相关的物理力学参数进行了标准化热趋势研究，根据有限元法原理，介绍了其耦合求解方法，并结合计算实例，对计算结果进行了分析，根据计算结果，非等温度条件下干馏气压实测值和模拟值之间的拟合情况明显好于等温条件下的拟合情况，且实测值高于理论值，计算值和实测值的一致性表明，对气化盘区温度场，渗流场及应力场的数值模拟是正确的。     

基于应力场与渗流场耦合的尾矿坝稳定性

为探求应力场和渗流场耦合作用对尾矿坝稳定性的影响,采用有限元软件MIDAS,建立Mohr-Coulomb准则的分析模型.在重力作用下,分析不同干滩长度工况下应力场和渗流场的耦合作用,用强度折减有限元法分析尾矿坝稳定性.结果表明:随着干滩长度的减少,剪应变区域增大并形成贯通区,较大的剪应变出现在堆积坝靠近初期坝处,尾矿坝安全系数降低,不利于尾矿坝安全.因此,矿山企业要加强尾矿库现场管理,采用合理排渗措施,以保证尾矿坝安全运行.     

模型试验与数值模拟对尾矿坝稳定性综合预测

为探析设计中的小打鹅尾矿坝在未来运行中的稳定性,遂以小打鹅尾矿库设计资料为依据,采用尾矿坝堆坝物理模型试验方法模拟了该尾矿坝堆积的全过程,探析尾矿颗粒在库内的分布与沉积特征、坝体浸润线的埋深及变化规律,在此基础上运用ANsYS非线性软件对该尾矿坝在正常运行和洪水运行两种工况条件下进行数值模拟,综合预测了尾矿坝在未来运行中的稳定性.结果表明:堆坝初期干滩面较短;堆坝中后期浸润线埋深基本保持在6～10 cm下相对稳定的位置;水流对尾矿的分选作用不很明显,在库水位置尾矿出现明显细化现象;正常运行下坝体是稳定的,洪水情况下坝体浸润线偏高、受力较大,相对比较危险,必须采取相应排渗措施.     

考虑渗流作用下尾矿坝稳定性分析

以核桃箐尾矿坝为研究对象,对其尾矿坝的稳定性进行研究,主要通过Rocscience Slide软件建立二维模型对尾矿坝在天然和渗流状态下的稳定性进行分析,从而得到渗流作用对尾矿坝稳定性的影响。采用迈达斯(Midas GTS/NX)软件对研究区整体建立三维地质模型,并用FLAC3D有限差分软件计算分析,计算天然应力状态和渗流应力状态下尾矿坝的应力应变情况,同时对二维和三维分析的方法进行对比分析,为以后同类工程稳定性分析提供一定参考。     

王家坪尾矿库库水顶托对栗西尾矿库渗流稳定性的影响

王家坪尾矿库位于栗西尾矿库下游,其运行后将淹没栗西尾矿库初期坝,进而对栗西尾矿库形成顶托作用,显著影响栗西尾矿库坝体渗流稳定性。基于三维渗流有限元理论,研究拟定排渗方案下,不同库水顶托作用对栗西尾矿库地下水埋深的影响。研究表明,顶托作用对栗西尾矿库主坝体内浸润线埋深影响很小,但对初期坝内水位影响很大。本文研究为其他类似工程的建设提供了有益的借鉴。     

尾矿坝浸润线时空混沌模型及反分析

为了描述平行尾矿坝坝轴方向浸润线的演化并描述其非线性动力特性,以浸润线高度与坝体高度的比值作为状态变量,引入基于反应扩散过程的耦合单峰映象格子模型;提出了运用最小二乘法进行反演,求取模型中非线性强度a及耦合强度ε,进而确定浸润线时空模式的方法.对银山铅锌矿尾矿坝浸润线实测数据进行分析,结果表明耦合单峰映象格子模型能够较好地描述平行坝轴方向浸润线的非线性动力特性;通过反演方法可以得到浸润线的时空模式,并进而判断浸润线状态,为采取安全措施提供理论依据.     

煤体采动裂隙场演化与瓦斯渗流耦合数值模拟

对FLAC3D的自带Mohr-Coulomb模型进行了修改,利用VC++6.0编译出Frac.dll。利用现场煤体采动裂隙观测结果作为初始裂隙状态,对采动裂隙扩展、交叉过程进行全程模拟。同时对此过程中的瓦斯流动情况进行研究。通过与现场实测数据对比,模拟结果与实测值不仅在数值上符合较好,而且分布规律和变化趋势也很一致。     

超前注水区块非线性渗流数值模拟

流体在超低渗透油藏中渗流偏离达西定律,符合非线性渗流规律,据此研制了超低渗透非线性渗流数值模拟软件。本文建立了考虑非线性弯曲段影响的渗流数学模型,并结合矿场实际和室内岩心数据建立了大45超前注水区块地质模型,然后根据此模型进行了数值模拟。结果表明,超前注水区块开发过程中压力梯度大部分位于非线性弯曲段,非线性渗流区域占据主导地位;现有井网条件下,超前注水区块剩余油饱和度高,储层大部分区域水驱未能波及,储层动用效果较差,没有建立有效的驱动压力体系;对现有井网的预测表明,现有井网适应性较差,需要通过井网调整或加密措施进一步完善井网系统。通过对不同开发方案的优选,认为角井直接转注为最优方案。     

凹陷式开采石灰岩矿区地下水渗流数值模拟

露天凹陷式开采石灰岩矿区的疏干降水过程将形成降水漏斗,并改变区域地下水流场;定量刻画开采条件下的地下水渗流对矿区涌水量预测及相关环境地质问题防治有重要的实际意义。以广东某石灰岩矿区为例,采用地下水渗流数值模型模拟了矿坑开采速度分别为4、5、8 m/a条件下的地下水流场变化过程。模拟结果表明：在开采条件下,研究区地下水位不断降低,水位下降速率与开采速度之间呈正相关关系;开采形成的降落漏斗将延伸至矿区所在水文地质单元边缘,形成时间与速度成反比;区域范围内的地下水位年内动态与降雨季节变化一致,波动幅度随与矿坑距离增加而减小、随渗透系数降低而增加,但受开采速度影响不明显。开采初期,矿坑涌水量随开采深度和开采速度增加而增大;但当矿坑开采深度达40 m时,研究区浅层第四系孔隙水和溶洞裂隙水基本疏干,涌水量基本不再随开采深度增加,以4、5、8 m/a速度开采的矿区稳定涌水量分别为7 970、8 240、9 030 m³/d。该研究结果可为类似石灰岩矿区开采方案设计及周边地下水位动态监测提供参考。     

连铸坯中缩敏感系数研究

连铸坯内部中心缩松、缩孔是影响铸坯内部质量的主要缺陷之一．综合运用凝固理论、数值模拟、实验研究、数学推导等手段,提出了描述连铸坯中缩缺陷形成可能性大小的连铸坯中缩敏感系数,并以中缩敏感系数为桥梁,建立了工艺因素与中缩缺陷的关系．结果表明,二冷水是形成连铸坯中缩缺陷的主要因素;随着过热度的增加,连铸坯愈易形成中心缩孔、缩松缺陷;一冷水量对中缩敏感系数的影响较小．该判据用于连铸过程控制可得到较高质量连铸坯。     

应力场与渗流场相互作用下裂隙岩体水流运动的数值模拟

研究岩块相对不透水情况下大尺度裂隙中渗流运动的规律及其计算，推导了各种不同流态时计算渗流的公式，阐述了裂隙开度和应力的关系，介绍了考虑应力影响时的计算方法，算例表明了应力状态对渗流计算的显著影响。     

大45超低渗透油藏非线性渗流数值模拟

为了评价非线性渗流规律下的井网适应性,以大45超低渗透区块为例,应用研制的非线性渗流数值模拟软件进行数值模拟研究.设计6套井网转注方案研究不同转注时机对油田开发的影响,并优选最优方案.研究表明:非线性渗流数值模拟软件适用于超低渗透油藏;大45油藏现有菱形反九点500 m×100 m井网动用程度低,井网适应性差,需通过井网调整改善油藏动用程度;越早转注,采出程度越高;综合含水率60%左右为最佳转注时机;井网转注提高了地层压力梯度,增大了流动区域,进而改善了油田的开发效果;超低渗透油藏开发过程中,非线性渗流占据了流体渗流的主导地位,以非线性渗流规律为基础的数值模拟软件能够更准确地预测该类型油藏的开发特征.     

基于不确定语言信息的尾矿库安全综合评价方法

为了准确的评价尾矿库的安全等级,运用相关性分析,建立了相互独立指标的尾矿库安全评价指标体系,采用IT-WAA和IT-CWAA算子对不确定性的尾矿库安全区间语义信息进行集结,建立了基于区间二元语义集结算子的尾矿库安全综合评价模型。研究结果表明:该尾矿库安全评价方法能有效避免语言评价信息的失真,更切合客观实际。该成果对尾矿库安全评价及其安全管理具有一定的参考价值和指导意义。