金属矿山

作者：王博,赵治海,古港,黄鑫,段旭,屈进

单位：1. 西北综合勘察设计研究院,陕西 西安 710003;2. 长安大学公路学院,陕西 西安 710054;3. 西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西 西安 710054;4. 金堆城钼业股份有限公司矿山分公司,陕西 渭南 714000

关键词：矿渣,,排土场,,渗透系数,,基质吸力,,土水特征曲线,

基金：陕西省科技创新团队(编号:2021TD-55)。

排土场矿渣的水力特性是影响其边坡稳定性及工后沉降发展的关键因素,目前对矿渣材料在压实状态下的水力特性仍缺乏系统认知。以某露天矿排土场矿渣为研究对象,通过变水头渗透试验与压力板仪试验,测定了不同压实条件下矿渣的饱和渗透系数与土水特征曲线,并基于Childs & Collis-George 模型预测了其非饱和渗透系数。研究发现:随矿渣干密度增大,其孔隙结构趋于密实,导致饱和渗透系数显著降低;矿渣干密度自1. 50 g/ cm3 增至1. 90 g/ cm3 时,渗透系数下降99. 63%;同一基质吸力下,较高干密度试样具有更强的持水能力,其土水特征曲线可良好吻合Van Genuchten 模型,相关系数可达0. 996 以上。非饱和渗透系数随干密度增大而减小;干密度从1. 60 g/ cm3增至1. 80 g/ cm3 时,渗透系数由2. 0×10-4 cm/ s 降至7. 0×10-5 cm/ s;并随基质吸力升高呈幂函数式衰减;吸力从0. 01kPa 增至400 kPa 时,渗透系数降低3 个数量级。本研究从微观孔隙演变与宏观水力响应角度揭示了压实程度对矿渣水力特性的影响机制,建议在实际工程中通过控制压实质量以优化排土场渗流稳定性。研究成果可为排土场边坡设计与长期安全评估提供理论支撑与实践指导。

来源：2026年第2期

《金属矿山》期刊编辑部

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