尾矿库铺设防渗膜用途

降低环境污染的尾矿堆存系统和方法，包括尾矿浓缩池，浓缩尾矿输送管道和尾矿堆存场;浓缩尾矿输送管道包括给矿管，溢流出矿管，底流出矿管;尾矿浓缩池的给矿管与矿山选矿厂的尾矿排放管相连通，尾矿浓缩池的溢流出矿管与循环水管道相连通，尾矿浓缩池的底流出矿管通过输送管道与尾矿堆存场相连通;尾矿堆存场底部设有防水的压实黏土层，在尾矿堆存场压实黏土层上设有土工防渗膜，在土工防渗膜上设有由碎石层和排渗花管组成的渗滤水收集系统，尾矿堆存场的下侧设有集水池。系统合理，安全可靠，使用方便，实现了尾矿水的零排放，降低了尾矿的环境污染，降低了尾矿库的失稳或溃坝隐患。

在尾矿处理工程中防渗膜对环境保护的重要意义，演绎了其受力过程并给出了计算方法。在防渗膜受力的理论分析中，考虑了坡脚基础或锚固平台对矿渣的支撑作用，并对通过静力平衡得到的膜渣界面剪切力进行了修正。运用大型商用有限差分软件FLAC对不同坡度边坡上的防渗膜在湿堆和干堆情况下的工况进行了数值模拟。

主要内容包括:

 (1)对尾矿库边坡上的防渗膜受力进行了分析，确定了膜内产生拉应力的条件，推出了防渗膜在不同类型矿渣，不同边坡坡度，不同坡高和不同垫层介质条件下的拉应力和拉应变的理论解。根据边坡坡脚基础对矿渣支撑情况，提出了膜渣界面剪切力进行修正，并将引入修正系数的计算结果与未修正的计算结果进行了对比。对比显示:引入修正系数的理论计算结果较未修正的结果更为接近工程实际情况。 (2)使用有限差分软件FLAC7。0对防渗膜在不同尾矿库边坡坡度下的受拉工况进行了数值模拟分析。为更好地研究防渗膜，矿渣与基础间的相互作用，采用了两种不同的数值模拟方式——单接触面模拟膜-渣界面(未加膜单元)和采用梁单元模拟防渗膜双面受剪。两种计算模型中，在渣体沉降作用下，膜-基础/垫层界面的剪切强度都得到了充分发挥。由于第二种模拟方式中采用梁单元模拟的防渗膜单元的存在，导致膜-基础/垫层间产生了相对滑移，使得膜-渣间的相对滑移减小，从而造成第二种模拟方式得到的膜-渣界面剪切力小于第一种模拟方式(未加膜单元)，其模拟拉力计算结果也小于第一种模拟方式。比较了数值模拟结果与理论计算结果。由于单接触面模拟膜-渣界面的工况中，膜-渣界面的实际界面摩擦角在三者中最为接近极限值，因此计算所得的膜内锚固端最大拉力值在三者之中最大，而梁单元模拟防渗膜的工况则更接近实际情况。

 (3)探讨了孔隙水压力的存在对防渗膜受拉工况的影响。结果显示:在孔隙水压力的作用下，膜-渣界面剪切力减小，而膜-基础/垫层的抗剪强度保持不变，造成膜上剪切力与膜下剪切强度之间差值的减小，膜内拉力也随之减小。理论分析和数值模拟得到了相似的结果，只有在1:1坡比下膜-基础/垫层界面强度极限摩擦角取10°的工况下，防渗膜内才产生拉力。因此，只要保证防渗膜的完整性，湿堆边坡上防渗膜的受拉安全比干堆边坡上的更容易得到保证。