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辽阳县中正选矿厂尾矿库可行性研究报告
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Mc?[(Wi?Q?)sin?i?r]式中：i为第i条块；r为圆弧半径；αi为条块地面中点切线与水平线夹角；Ui是条块地面中点处孔隙水压力；Wi为条块重量；Qi为作用在条块重心处的水平向地震惯性力，Q/i为作用在条块重心处的垂向地震惯性力（向下为正），Mc为Qi对圆心的力矩之和；Li为条块底部长度；ci和φi是条块地面中点处的内聚力和内摩擦角。在不考虑地震影响时，公式中的Qi、Q/i和Mc均取为零。
图4.7.4.1 瑞典圆弧法中垂直条块受力情况示意图
（2）荷载组合及安全系数
本次计算是依据《选矿厂尾矿设施设计规范》主要采用瑞典圆弧法进行稳定性计算，依据《选矿厂尾矿设施设计规范》和《尾矿库安全技术规程》，坝体在各种运行情况下的荷载组合及最小安全系数为：
（1）正常运行=正常水位+坝体自重，当尾矿库为四等库时，瑞典圆弧法最小安全系数为1.15；
（2）洪水运行=最高洪水位+坝体自重，当尾矿库为四等库时，瑞典圆弧法最小安全系数为1.05；
（3）特殊运行=最高洪水位+坝体自重+地震，当尾矿库为四等库时，瑞
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典圆弧法最小安全系数为1.00。 （2）稳定性计算参数选取
尾矿坝抗滑稳定性分析成果的可靠性在很大程度上决定于土的抗剪强度指标的选择。本次稳定性分析所用岩土物理力学参数是在参考辽阳县双合联营选矿厂尾矿库勘察资料的基础上并结合以往经验综合选取，其计算参数见表4-7-1。
表4-7-4-1 尾矿坝稳定性计算参数表
项目 天然重度 γ（kN/ m3） 内聚力 c（kPa） 内摩擦角 φ（°） 渗透系数 Kv(cm/s) 初期坝 21.00 0.00 33.00 3.40×10-1 尾细砂 18.00 0.00 31.00 1.30×10-4 尾粉土 19.00 9.80 28.00 3.25×10 -5基岩 24.00 30.00 40.00 —— （3）稳定性计算结果
通过对该尾矿坝的二维渗流稳定性计算，得出其在正常运行和洪水运行工况下的渗流计算结果如下：
图4.7.4.2 尾矿坝洪水运行工况下浸润线及等势线
通过上述渗流计算可知，该尾矿坝处于洪水运行工况下浸润线较低，未从坝坡逸出，而且距离坡面有一段距离，不会对尾矿坝产生如管涌、流沙和坡表面沼泽化等渗流破坏现象。
对于该尾矿坝，对其处于洪水和特殊工况下的抗滑稳定性计算是在上述渗流计算的基础上，采用瑞典圆弧法进行的。其中在特殊工况下，由于地震
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对边坡的破坏主要是由水平地震力引起的，因此，本次在特殊工况下尾矿坝稳定性计算中仅考虑水平方向地震力的影响。本次计算将采用《水工建筑物抗震设计规范》所建议的拟静力法来考虑地震力。地震作用下拟静力分析法的基本思想是在静力计算的基础上再考虑地震惯性力的作用，即将地震作用采用一个附加的地震惯性力来代替。该库区抗震设防烈度为为Ⅶ度，设计地震基本加速度为0.1g。
抗滑稳定性计算结果如下：
图4.7.4.3 尾矿坝洪水运行工况下稳定性计算结果
图4.7.4.4 尾矿坝特殊运行工况下稳定性计算结果
表4-7-4-2 尾矿坝体稳定性计算结果表
计算方法 运行工况 洪水运行 瑞典圆弧法 特殊运行 最危险滑 弧圆心 （125.4771，56.6401） （125.2862，56.2157） 最危险滑 弧半径 102.98 119.37 计算最小稳 定性系数 2.61 1.71 规范要求最 小安全系数 1.10 1.00 通过上述稳定性计算结果可知，辽阳县XXXX选矿厂尾矿坝在各种运行工况下的最小稳定性系数均大于规范要求的最小安全系数，是安全稳定的。
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4.7.5 库区排水系统及其水力计算
（1）排水系统的布置
考虑到本区雨量比较充沛，尤其七、八月份降雨强度较大，尾矿库库区汇水面积较小，但200年一遇最大洪峰流量Q0.5%=42.305m3/s。本次设计库内采用“井—管”排水方式。并建设截（排）洪沟渠，阻止雨、洪水进库，截洪沟底宽1.5m，沟深1.5m，沟壁坡比为1：0.7，沟底坡比为0.003。正常时尾矿水不外排，尾矿水全部回用，库外回水，在初期坝外建消力池及蓄水池，并建一回水泵房回水泵设计选用两台，一备一用。库内共建4座钢筋混凝土框架式排水井和1条预制钢筋混凝土排水管，其中排水井内径为3.5m，高为12.0m，排水管长约400.0m，内径为1.5m。 （2）排水系统的水力计算
井—管式排水系统：
当井—排水管式排水系统处于自由泄流工作状态时的泄洪量可有下式计算：
.5Qc?ncm?bc2gH1y
式中：nc为同一个横断面上排水口的个数；m为堰流量系数，当δ/Hy<0.67时，按薄壁堰计算，m=0.405+0.0027/Hy，当0.67<δ/Hy<2.5，按实用堰计算，
?2.5??/Hm?0.36?0.1??1?2?/Hy???；δ为堰顶宽；ε为侧向收缩系数；bc为一个排水口的??宽度；Hy为溢流堰泄流水头。
通过上述计算，当库水位未淹没第一层圈梁，泄流水头为1.0m时，该尾矿库新建井—管排水系统最大下泄流量为Q1=35.13m3/s
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