浅谈山区尾矿库岩土勘察勘探线的灵活运用

2015-12-19贾定国

西部探矿工程 2015年5期

关键词：砾石摩擦角尾矿库

贾定国

（华北地质勘查局五一四地质大队,河北承德067000）

浅谈山区尾矿库岩土勘察勘探线的灵活运用

贾定国*

（华北地质勘查局五一四地质大队,河北承德067000）

一个矿山的选矿厂只要有尾矿产生，就必须建有尾矿库。尾矿库是矿山选矿厂生产必不可少的组成部分。通过具体工程实例，新建挪碾沟尾矿库的岩土工程勘察，对库区及坝址处、建筑物沿线的地质岩性、工程地质条件、岩土物理力学性质、地震效应、库区稳定，重点是勘察中针对山区尾矿库现地层实际情况对勘探线及勘探点布置进行调整，最终对尾矿库建设适宜性、合理性等进行论述。

尾矿库；勘探线；泥石流；地质灾害

1 概述

近年来，随着国家对尾矿库安全的加大重视，对于新建尾矿库，每一个建设环节都要求做到合理、准确。本文通过具体工程实例，为新建尾矿库施工图设计提供工程地质资料及岩土技术参数。重点是勘察中新建尾矿库排水斜槽勘探线上地层不适宜建设，勘察中根据实际情况对勘探线及勘探点布置进行调整，最终选择一条适宜建排水斜槽的线路。

2 拟建物概况

拟建的挪碾沟尾矿库，初期坝拟采用透水堆石坝，拟建尾矿库设计最终堆积标高为1140.0m，总坝高102.0m，总库容约为324.27×104m3，为三等库。拟建建（构）筑物的工程重要性为一级，场地复杂程度为二级，地基复杂程度为二级，尾矿库为三等库，工程勘察等级属甲级。

3 勘察方法

本项目在初期坝主轴线上布置5个钻孔，在平行于初期坝两侧布置8个钻孔（勘探点间距约30m）；在库区排水斜槽布置14个勘察点（勘探点间距约60m）；在截渗墙处布置3个勘探点，平行于截渗墙两侧分别布置3个勘探点（勘探点间距约20m）；集水井处布置1个勘探点，消力池处布置2个勘探点；最后根据现场实际情况，在排水斜槽原勘探线西侧10m高度范围内补充勘探点12个，见图1。

4 工程地质条件

4.1 地层结构

根据勘察，将地基岩土划分为5个工程地质层：

①层耕土:灰黑色,主要成分为粉土,植物根系发育,含砾石,稍湿,松散。层底埋深:0.30～1.20m。

②层角砾:褐色—灰色,砾石主要为正长岩块石,砾石一般粒径0.2～5cm,最大超过20cm,砾石以次棱角状为主,光洁度较差,分选性一般,砾石含量50%～70%,充填物为砂土及粘性土,稍湿,稍密—中密。层底埋深:0.60～7.60m。

③层含粉质粘土角砾:灰褐—黄褐色,粉质粘土孔隙较发育,稍有光泽,中等韧性,中等干强度，无摇震反应，砾石主要成分为正长岩、凝灰岩、花岗岩等,多呈棱形,磨圆度、光洁度较差；稍湿,稍密。层底埋深:2.40～12.40m。

④层角砾:褐色—灰色,砾石主要为正长岩块石,砾石一般粒径0.2～5cm,最大超过20cm,砾石以次棱角状为主,光洁度较差,分选性一般,砾石含量50%～70%,充填物为砂土及粘性土,稍湿,稍密—中密。层底埋深:7.30～13.90m。

⑤-1层正长岩:灰色,斑状结构,块状构造,岩体呈土状及碎块状,节理裂隙很发育,为强风化层。层底埋深:0.60～15.20m。

⑤-2层正长岩:灰色,斑状结构,块状构造,岩体呈碎块状及块状,节理裂隙发育,为中等风化层。该层未穿透。

4.2 岩土物理力学性质

①层耕土:松散状态，物理力学性质不稳定。

②层角砾:物理力学性质建议值：天然重度γ≈20.2kN/m3，变形模量E0≈30MPa,内摩擦角φ≈35°，渗透系数k≈0.09cm/s。

图1 勘探点平面位置示意图

③层含粉质粘土角砾：物理力学性质建议值：天然重度γ≈18.5kN/m3，变形模量E0≈25MPa,内摩擦角φ≈30°，渗透系数k≈2.8×10-2cm/s。

④层角砾:物理力学性质建议值：天然重度γ≈20.2kN/m3，变形模量E0≈30MPa,内摩擦角φ≈35°，渗透系数k≈0.09cm/s。

⑤-1层正长岩:岩体基本质量等级为Ⅳ级。物理力学性质建议值：天然重度γ≈24.0kN/m3，摩擦系数f≈0.64,粘聚力c≈20kPa,似内摩擦角φ≈83°，渗透系数k≈4.8×10-3cm/s。

⑤-2层正长岩:岩体基本质量等级为Ⅱ级。物理力学性质建议值：天然重度γ≈28.0kN/m3，摩擦系数f≈0.68,粘聚力c≈25kPa,似内摩擦角φ≈85°，渗透系数k≈3.8×10-6cm/s。

4.3 地层承载力

根据勘察结果，地层承载力见表1。

表1 地层承载力

4.4 场地土地震效应

本区抗震设防烈度为Ⅵ度,设计基本地震加速度值为0.05g,所属的设计地震分组为第三组。抗震设防类别为乙类。本区为区域地壳基本稳定区。

4.5 场地稳定性及适宜性

库区内工程地质条件相对简单，经现场地质调查未发现有新近构造活动痕迹，场区及其附近无活动断裂通过，沟谷两侧有小范围的冲沟，但不存在大规模的崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害发生条件，拟建场地属于建筑抗震有利地段。因此场地和地基稳定。

4.6 建库对周围环境的影响

该尾矿库位于相对独立的山谷之中，水文地质条件相对简单。库区发生滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的可能性小。初期坝为透水堆石坝，坝基分布在正长岩弱透水性地层，初期坝下游约160m处设置截渗墙，初期坝渗水经有组织回收后，不会对下游地下水环境造成影响。拟建初期坝下游2km范围内都在挪碾沟内，沟内主要为林地，无农田、公路、村庄及重要设施。