随着选矿工艺不断改善,金属矿石经洗选后产生的尾砂粒径越来越小,极端环境条件的出现以及安全管理的松懈,特别是“头顶库”的存在,为防范化解尾矿库风险带来了极大的困难。尽管近年来针对尾矿库的治理和研究取得一定的成绩,但现有成果在实际运用中较少,多是采用定性分析的方法构建指标体系对尾矿库的整体情况进行评估,容易掺杂主观因素。定量分析方法采用较少,并且参数选取单一,缺少数据对比,无法真实反映尾矿库运行情况,特别是对于尾矿坝溃决后尾砂流影响范围的计算研究还不够深入。针对上述问题,本文通过对宏基尾矿库现状条件下关键信息进行分析,对影响尾矿坝的危险因素进行辨识,计算尾矿坝分析剖面的安全系数,模拟尾矿坝溃决后尾砂流影响范围,给出尾矿库后期运行维护和安全管理建议。研究主要从以下几个方面开展:(1)采取现场调研、资料查阅、数据收集、理论分析等方式,梳理近年来尾矿坝失稳溃坝事故发生的原因,根据宏基尾矿库的实际情况,辨识与分析影响尾矿坝稳定的危险因素。(2)根据宏基尾矿库勘察相关资料、地层地质情况,结合工程水文地质特征条件,选取尾矿坝剖面,按照坝体原始地形、地层界限及尾矿分区情况建立尾矿库坝体计算模型,并计算宏基尾矿坝正常工况和洪水工况下渗流量和安全系数。(3)运用GDEM-PDyna颗粒动力学仿真系统建立宏基尾矿库坝体及周边环境三维模型,结合洪水工况下渗流量和安全系数计算结果,对宏基尾矿库进行溃坝后的尾砂演进范围进行三维数值模拟仿真,得出溃坝后砂流途经下游敏感点断面的的流速和淹没深度数据,分析尾矿库溃坝后尾砂流对下游居民工业设施的影响。(4)通过研究分析影响宏基尾矿坝稳定性的主要危险因素,结合渗流稳定性和结构稳定性计算结果,以及溃坝后砂流途经下游敏感点断面的的流速和淹没深度,对宏基尾矿坝的运行维护和下游居民安全避险提出对策建议和具体措施。