渗流—应力耦合作用下尾矿库回采的稳定性分析研究

摘要

尾矿库虽然是矿山重大危险源与潜在环境污染源，但具有巨大开发潜力。推进尾矿资源安全回采及二次利用不仅能够解决尾矿库的安全与环境问题，而且对矿山可持续发展具有重大意义。基于渗流—应力耦合理论，运用COMSOL多物理场仿真软件建立尾矿库坝体二维模型。通过理论分析与数值模拟相结合的方法，系统研究了尾矿库回采过程中坝体的渗流规律、应力变化、变形特征及稳定性演化规律。结果表明：在渗流—应力耦合作用下，随着尾矿库回采的推进，尾矿库的干滩长度减小，饱和区域逐渐扩大，孔隙水压力、von Mises应力和最大剪应力均逐渐增大，导致尾矿坝的整体位移和等效塑性应变逐渐增加，安全系数逐步减小，尾矿库的稳定性呈下降趋势。尽管如此，尾矿库回采过程中的安全系数仍符合相关规范要求，在安全生产管理条件下，坝体能够安全稳定运行。该研究成果为尾矿库的安全回采提供了重要理论依据和工程技术参考。

关键词

尾矿资源 / 尾矿库回采 / 渗流—应力耦合 / 尾矿坝 / 稳定性分析 / 数值模拟