翔龙矿业尾矿坝勘察报告

定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿库定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿库 工程地质勘察报告工程地质勘察报告 二一二年十月二一二年十月 定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿库定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿库 工程地质勘察报告工程地质勘察报告 审审 核：核： 项目负责：项目负责： 编编 写写 人：人： 提交单位提交单位： 时时 间间：二一二年十月 目目 录录 1 工程概述.1 1.1 工程概况.1 1.2 目的任务.1 1.3 勘察执行技术标准.2 1.4 工作概况.3 2 区域地质概况.3 2.1 自然地理条件.3 2.2 区域地质构造特征.5 2.3 地层及岩性.5 2.4 构造.7 3 库区水文、工程地质条件.8 3.1 地形、地貌及岩性特征.8 3.2 地震与场地稳定性评价.9 3.3 库区构造特征.10 3.4 库岸稳定性及地下水类型.10 4 坝址工程地质条件.11 4.1 地形地貌.11 4.2 地层岩性、构造特征.12 4.3 坝址稳定性分析.13 4.4 尾矿库排水设施.14 5 溢洪道工程地质.15 5.1 地形地貌.15 5.2 地层岩性、构造特征.15 5.3 稳定性分析.16 6 筑坝材料及坝型.16 7 结论与建议.17 7.1 结论.17 7.2 建议.18 附附 图图： ： 1、定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿库工程地质平面图 2、工程地质剖面图 11 3、工程地质剖面图 22 4、工程地质剖面图 33 5、ZK1-ZK5 钻孔柱状图 附件：附件：定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿库勘察技术要求 1 1 工程概述工程概述 1.1 工程概况工程概况 定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿库工程坝址位于定南县城北东 东约23 km 处。行政隶属定南县鹅公镇镇田村管辖。 子背坑尾矿库沟谷呈北东南西走向，为一狭长沟谷，一般无地表 径流，但在雨季地表水流量较大。纵坡降为 17.1，南西高北东低。 尾矿库工程由尾矿坝、排水涵管、溢洪道等系统构成。 拟建尾矿坝坝高 30.0m，尾矿库级别为 5 等，排水方式采用排水涵 管方式，左坝肩设溢洪道。坝高 30.0m，长约 68m,坝顶标高 390.00m。 1.2 目的任目的任务务 根据国家有关规范，结合甲方要求，本次勘察的主要目的任务是查 明尾矿坝坝基区及尾矿库工程地质条件，为库坝建筑设计提供依据，主 要勘察工作内容为： （1）查明库内是否存在不良地质现象（如滑坡，断层，溶洞等）及向周 边的渗漏通道。提供区域地震烈度。 （2）查明坝基地层分布情况，揭示各地层埋深。提供各地层承载力、 总应力与各岩层的抗剪强度（粘聚力、内摩擦角），提供各地层渗透系数， 提出相对隔水层线，遇到软弱地基增做压缩试验，提供固结系数 Cv、Ch 值。 （3）查明尾矿坝坝基地段有无影响坝体稳定性的不良地质构造如断 层、岩溶、软弱夹层、崩塌堆积体等。若有，查明其分布范围和影响程度 并提出处理措施。 2 （4）查明坝基地下水的类型、埋藏条件、水位变化规律、补给条件及 水理性,当需采取降水措施疏干基坑等施工方案时，估算基坑涌水量。 （5）查明排水、排洪系统各地层地基承载力、地层分布情况及物理力 学指标，遇到软弱地基增做压缩试验。 （6）查明料场储量及物理力学性质，其储量不少于本工程所需储量 的 2 倍（土石料为 10 万 m3）, 其物理力学性质是否满足筑坝要求，查明 块石的风化程度、块度、饱和抗压强度及软化系数等物理力学指标。 1.3 勘察勘察执执行技行技术标术标准准 岩土工程勘察技术规范（YS52022004J3002004） 选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ190） 建筑地基基础设计规范（GB500072011） 建筑抗震设计规范（GB500112010） 中国地震动参数区划图（GB183062001） 尾矿库安全技术规程（AQ20062005） 工程地质手册(中国建筑工业出版社，第四版) 1.4 工作概况工作概况 本次勘察主要采用以工程地质测绘为主，结合工程地质钻探、槽探 开展工作。工程点主要布设在坝址及上、下。其中在坝轴线上布设 3 个 钻孔（ZK13）、坝址上、下各 1 个钻孔（ZK4、ZK5），排水涵管布置探 槽 2 条（TC1、TC2），溢洪道结合坝址钻孔（ZK3），布置探槽 2 个 （TC3、TC4）。探槽以深入强风化基岩 1.5m 为准。钻孔深度控制原则：控 制性钻孔深度为坝高的 1.0 倍，其它为一般性勘钻孔，一般性钻孔为坝 高 0.5 倍钻孔深度，同时各钻孔必须钻进中风化岩层深度不小于 5m。 地形图由甲方提供。野外工作自 2012 年 9 月 22 日开始，至 9 月 28 3 日结束，之后转入室内资料整理汇编。各项工作都严格按有关规范执行。 勘察质量符合要求，成果资料可作为设计依据。主要完成实物工作量见 下表。 完成完成实实物工作量一物工作量一览览表表 表表 1 名名 称称比例尺比例尺工作量工作量备备注注 工程地工程地质测绘质测绘1:10000.2km2 水文地水文地质调查质调查0.2km2 钻钻孔孔92.4m/5 个 探槽探槽4 个 2 区域地区域地质质概况概况 2.1 自然地理条件自然地理条件 定南县翔龙矿业有限公司子背坑尾矿坝（库）位于定南县鹅公镇镇 田村，有简易公路从矿区东侧通过，并与安远定南公路相接，交通 基本便利（见插图 1：交通位置图）。 尾矿库位于矿区北部的子背坑内，子背坑基本呈北东南西向，为 一狭长的“V”型沟谷，两侧山势陡峭，植被繁茂。汇水面积约 0.15km2。 4 插插图图 1： ： 交通位置交通位置图图 定南县地处亚热带湿润性气候区，日照充足，雨量丰沛，气候温和， 无霜期长。据定南县气象局资料统计，年最高气温为 40，最低气温- 5，历年平均气温为 1820，全年无霜期为 280 天；年平均降雨量 1500mm 左右，年均蒸发量为 1487.3mm。1012 月及次年 1 月为枯水 期，36 月为丰水期，其余月份为平水期。79 月为台风暴雨季，年均 暴雨次数为 34 次，其特点是历时短、强度大，易诱发山体崩塌、滑坡、 泥石流灾害的发生。 矿区经济以农业、林业为主。农业盛产大米、瓜果；林业除杉、松、竹、 茶叶外，果业近几年发展较快；工业仅有小型加工业，水电自给有余，经 济产业相对单一，村民收入有限，劳动力充足。 尾矿库区主要为低山地貌，山体高大雄峻，最高海拔位于矿区的中 部，标高 611m，最低海拔位于尾矿库北侧下方山沟的小溪中，标高 332m。最大相对高差 279m，一般高差 80150m。沟谷发育，多呈“V”型 5 谷，自然坡度 2535，局部大于 40。山体主要由条带状混合岩和花岗 岩构成，岩石破碎，风化较强烈，残坡积层厚一般 12m，强风化层厚一 般 36m。 尾矿库区内植被覆盖率达到 75%左右，山林茂密，多为杂木、松、杉 等，区内无需特别保护的珍稀植物资源，无生活饮用水水源保护区、名 胜古迹、风景区、自然保护区等重要环境敏感点。 尾矿库下方山沟中有一条小溪自南西向北东流经矿区，汇入定南河 支流，河水长流不断，流量 500010000m3/d，水量丰富，水质较好，小 溪的主要水体功能为排洪及农田灌溉。 2.2 区域地区域地质质构造特征构造特征 区域上处于三南-寻乌东西向复杂构造带中东段南侧，为龙南足洞- 定南车步-寻乌桂竹帽东西向断裂带、定南九曲-安远新田圩北北东向断 裂带的交接复合部位。受区域构造影响，矿区断裂构造较发育。 2.3 地地层层及岩性及岩性 库区内为花岗岩、混合岩分布区，地层仅在矿区的沟谷低洼一带有 第四系松散堆积物分布。 1、混合岩(Mb) 主要分布于库区尾部南侧一带。由于受花岗岩侵入影响，其平面展 布形状极不规则，出露面积为 1.2km2为震旦系上统老虎塘组变余石英 砂岩、千枚岩夹数层炭质板岩、含炭变余砂岩，受多期次构造活动、岩浆 侵入影响，变质作用强烈形成分布广泛的条带状、条痕状混合岩，岩石 普遍具有硅化蚀变，靠近花岗岩处之混合岩，已大部分变质为花岗质混 合岩。混合岩中条带状构造清楚，片理普遍发育，产状：走向为北北东向， 倾向大多为北西，偶尔倾向南东，倾角 5070。 6 条带状（或条痕状）混合岩：呈灰绿色至灰黑色，条带状（或条痕状） 构造，块状结构，基体主要由黑云母片岩、绿泥石云母片岩、含石墨云母 片岩及变质石英细砂岩、千枚岩组成。脉体主要由花岗质、石英条带组 成。基体与脉体比为 1：2，两者相间构成明显的条带状构造岩石。 2、第四系（Q4） 冲洪积层（Q4al+pl）：分布于矿区东部山沟小溪沿岸。岩性为低液限粘 土、粘土质砂、中粗砂、角砾土、碎石土等。粘性土呈可塑状，砂类土呈 松散状，碎石土呈松散-稍密状，厚度 36m。 残坡积层（Qdl+el）：分布于山坡表层，为低液限粘土等，呈松散-可塑 状。厚度变化较大，山顶较薄，低洼处较厚。 3 岩浆岩 库区分布的主要岩性。区内岩浆活动强烈，在混合岩中常见贯入形 状极不规则的小花岗岩脉或岩瘤。岩石类型主要有中细粒黑云母花岗岩 （3b），次为细粒白云母花岗岩（3m），局部见石英斑岩脉（Q），沿近东 西向断裂充填。岩石风化强烈，全-强风化厚度 510m，局部大于 10m， 开挖易造成较严重的水土流失现象。 2.4 构造构造 区内断裂构造按其结构面性质、相互生成关系、空间展布特点，大 致可划分如下组断裂。 1、东西向断裂：分布在库区外南侧，混合岩与花岗岩的内接触带边 部。产状总体呈东西走向，忽南忽北，倾角 7590。呈硅化带形式展现。 带宽 12m。结构面呈舒缓波状，挤压片理发育。断裂性质为压扭性，属 早期断裂，受后期断裂影响被掩盖，显得不发育。 2、北北东向断裂：该组断裂在库区外南东侧多见，规模较大，连续 7 性好。在平面上,其断裂形迹大多呈右行式排列，结构面呈舒缓波状。破 碎带宽度 25m，局部地段达 20m。带内硅化蚀变明显、挤压片理发育。 断裂擦痕明显，显示断面呈反时针扭动，断裂性质为压扭性。多倾向北 西，局部倾向南东东，倾角 7085。该组断裂在区内反映强烈，致使混 合岩呈近南北走向片理发育，形成时间上晚于东西向断裂。 3、北东-北东东向断裂：属北北东向断裂伴生的一组呈顺时针扭动 的压扭性断裂。带宽度 0.72m。结构面呈舒缓波状，具擦痕及挤压片理。 多倾向南东，少倾向北西，倾角 6080。该断裂切割了石墨矿体，使矿 体发生相对扭动，错距一般为 1020m。 4、北北西向断裂：属北北东向断裂伴生的一组张扭性断裂，发育在 库区尾部的南东侧。主要分布在松树山和老屋下一带，呈有雁行式排列。 大都以硅化破碎带形式展现。带宽 13m，局部地段达 15m。带内硅化 蚀变明显。倾向北东或南西，倾角 7085。局部地段受早期东西向断 裂成份影响，在个别地点产状呈北西或北西西向展布。 3 库库区水文、工程地区水文、工程地质质条件条件 3.1 地形、地貌及岩性特征地形、地貌及岩性特征 拟建尾矿库位于矿区北部的子背坑内，子背坑基本呈北东南西向， 沟谷全长约 800m，宽度约 150m，为一陡峻的“V”型谷，汇水面积约 0.15km2。两侧山势陡峭，植被繁茂。地貌属剥蚀低山地貌（见图片 1）。 8 图图片片 1 库库区地貌（从下向上看）区地貌（从下向上看） 库区沟谷两岸多为陡坡地形，呈不对称的“V”型谷，右岸自然坡度 3040，左岸 2535。岩性主要为条带状混合岩和花岗岩。沟谷缓坡 及坡底部覆盖有 1.02.0m 的残坡积土；沟床底部局部基岩出露,部分覆 盖有 0.5-1.0m 冲洪积堆积的碎石土、砂砾石（见工程地质剖面图）。 9 3.2 地震与地震与场场地地稳稳定性定性评评价价 评估区地貌上以低山为主，新构造运动以大面积间歇性上升为主。 据江西省地震志资料，定南县地震较少，震级较小，一般小于 5 级，属小 震及有感地震。 据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）和江西省地震烈度区 划图（2003 年），矿区设计基本地震加速度为 0.05g，设计特征周期为 0.35s，抗震设防烈度为 6 度，设计地震分组为第一组。 10 3.3 库库区构造特征区构造特征 库区主要发育的断裂构造有北北东向断裂及东西向断裂： 北北东向断裂 F1：20678，带宽度 0.72m。结构面呈舒缓波状， 具擦痕及挤压片理。为顺时针扭动的压扭性断裂。被东西向断裂切割。 东西向断裂 F2：发育在库区尾部。以硅化破碎带形式展现。带宽 13m。带内硅化蚀变明显。倾向北东 5，倾角 85。局部地段受早期东 西向断裂成份影响，在个别地点产状呈北西或北西西向展布。 节理裂隙。其产状 J1: 12652，频数 12 条/m，长度 24m，节 理面平直，光滑，微张-紧闭，浅表有夹泥；J2:22068，频数1 条/m，长 度 38m，特征同 J1，浅表多张开，有夹泥。 库坝区无其它大的构造及断层破碎带发育。 3.4 库库岸岸稳稳定性及地下水定性及地下水类类型型 3.4.1 库岸稳定性 库区位于两岸陡峻的“V”字型沟谷内，区内分布的地层岩性主要为 灰黑色中细粒黑云母花岗岩。所发育的节理裂隙产状较陡，倾向与沟谷 走向斜交。节理面与岸坡坡面都呈大角度相交，为有利组合关系，对库 岸稳定性影响不大。 库区两岸岸坡坡面平直、陡峻，基岩出露，无与坡向同向的软弱结 构面发育，无顺沟断层发育，勘察中未发现滑坡、泥石流、崩塌、地裂缝 等不良地质作用。库岸稳定性较好。 11 3.4.2 地下水类型及特征 子背坑山高坡陡，基岩基本出露，第四系覆盖层仅分布在坡脚及部 分坡面。地下水主要为赋存于基岩强风化层中的裂隙水和第四系残坡积 层中的潜水，水量小，勘察期间测得沟谷流量为 1.1L/s；主要受大气降水 补给，并向谷底及地形低凹处迳流排泄，随季节性变化较大。库坝区水 文地质条件简单。 根据样品分析结果，本地区地表水及地下水按环境类型对混凝土结 构具微腐蚀性；按地层渗透性对混凝土结构具微腐蚀性；场地土对建材 无腐蚀性。 4 坝坝址工程地址工程地质质条件条件 4.1 地形地貌地形地貌 坝址位于子背坑沟口上游 100m 处，该处呈 “V”型沟谷地貌，右陡 左缓，坝址沟谷底宽 815m，两岸岸坡陡峻，表层第四系残坡积层甚薄， 局部基岩出露于地表，形成陡崖。 12 4.2 地地层层岩性、构造特征岩性、构造特征 坝址处覆盖层主要为第四系冲洪积堆积砂砾石（Q4alpl）及碎石土 （Q4ml），下伏基岩为花岗岩。该岩石风化强烈，地表多为全、强风化，物 理力学强度一般。钻孔资料显示，全、强风化层厚度 1.82.5m。局部地 段风化不均，厚度最大可达 3.5m。 据库区资料，坝址处为 F1 北北东向的端部。断裂产状 20678，带 宽度 0.72m。结构面呈舒缓波状，为顺时针扭动的压扭性断裂。 主要发育的节理构造为一组 “X”剪节理。其产状 J1: 12652，频 数 12 条/m，长度 24m，节理面平直，光滑，微张紧闭，浅表有夹 13 泥；J2:22068，频数1 条/m，长度 38m，特征同 J1，浅表多微张，有 夹泥。 坝址区无其它大的构造及断层破碎带发育。 4.3 坝坝址址稳稳定性分析定性分析 4.3.1 坝肩两侧边坡稳定性分析 坝址区左岸表层为残坡积土层，坡面平直；右岸下部基岩基本出露， 为陡峻坡地形。岩石节理走向与坡向斜交，未发现与坡向同向的软弱 结构面发育。 坝址区右岸处有 F1 断裂通过，可能对坝址稳定产生不利影响，边 坡稳定性较差。 4.3.2 坝基稳定性及渗漏分析 坝址区表层为坡残积碎石土，结构松散，土质不均匀，其厚度小、密 实度差、土质不均，承载力较低，筑坝时宜清除。覆盖层之下为花岗岩， 裂隙发育，风化强烈，因此该处坝基稳定性较差。另外该处还有 F1 断裂 通过，并发育有一组 “X”剪节理，产状较陡，节理面微张，对工程施工影 响较大。 坝址处为一低山地貌，两岸山体雄厚。基岩为花岗岩，裂隙发育，风 化不均，断裂构造呈压扭性，岩石以挤压破碎为主。所发育的一组 “X” 剪节理，延伸有限，坝基渗漏主要为沿浅部裂隙渗漏且渗漏轻微。经 ZK2 钻孔压水试验结果，孔深 10m 以上透水率 8.2Lu，1015m 孔段透 水率为 3.2Lu，结合钻孔岩芯判断，坝址处相对隔水层界线在孔深 9m 左 14 右。 4.4 尾尾矿库矿库排水排水设设施施 排水系统拟采用排水涵管方式。该排洪管线线路基本沿沟谷一侧的 谷底地带布设，具有线路短、施工简便、经济性好等优点，因此推荐选用 该线路。根据剖面图 22所示，线路所在沟心及缓坡局部覆盖有 1.02.5m 的残坡积含碎石粘土，土质不均，承载力低，不能直接作为管 线基础；部分地段基岩直接出露于地表（相片），稍加平整，即可做管线基 础。故基础工程量不大。推荐选用层强风化花岗岩作为基础持力层， 基础置于该层不小于 0.5m。 相片 坝址上方沟谷，见基岩出露 15 筑坝时坝底及坝肩应镶入基岩中风化层不小于 1.0m。根据地区经 验，坝基岩土力学参数建议值如下： 岩土力学参数岩土力学参数值值建建议议表表 表表 3 层号及土名 粘聚力 c 内摩擦 角 （） 基底摩 擦系数 渗透系数 K (cm/s) 承载力 特征值 fak(Kpa) 残坡积含碎石粘土2521/5.3E-2150 强风化花岗岩70/4.5E-4350 中风化花岗岩800.40-0.606.2E-6650 5 溢洪道工程地溢洪道工程地质质 5.1 地形地貌地形地貌 溢洪道位于子背坑拟建尾砂库坝址左岸，坝址处属“V”型沟谷地貌， 该处为沟谷一侧岸坡，岸坡陡峻，山坡坡度为 33；局部基岩出露。设计 溢洪道沿山坡面斜下倾，长约 100m，坡度 24。 5.2 地地层层岩性、构造特征岩性、构造特征 该处位于坝址所处沟谷左岸山坡，岸坡陡峻，覆盖层主要为第四系 残坡积含碎石粘土（Q4edl），下伏基岩为花岗岩。该处基岩岩石风化强烈， 地表多为强风化，物理力学强度一般。钻孔资料显示，全、强风化层厚 度 1.53.0m。 溢洪道区未见大的构造及断层破碎带发育。 16 5.3 稳稳定性分析定性分析 溢洪道区岸坡坡面平直，为陡峻坡地形。岩石节理走向与坡向斜 交，未见有与坡向同向的软弱结构面发育。无滑坡、泥石流等不良地质 作用，地基稳定性好。 6 筑筑坝坝材料材料及及坝坝型型 优良的筑坝材料、良好的颗粒级配是保证坝体安全使用的前提。 透水堆石坝坝型：由于子背坑处于青年期，沟谷陡峻、顺直，几乎没 有第四系冲洪积堆积的砂卵石，建透水堆石坝的砂砾石料需从矿外调运， 经济性差。 干砌石坝：因库区内部石料不能满足筑坝需求，从外面调运大量硬 质块石，成本高，经济性差。 土石堆积坝：库区内岸坡及谷底分布的第四系残坡积含碎石粘土厚 度薄，若将其作为筑坝土料，可增加库容，但数量不能