黄柏洋金矿尾矿库闭库报告修改x

1、德兴市黄柏洋金矿老尾矿库隐患综合治理项目尾矿堆积坝岩土工程勘察报告第一节 前 言一、工程概况江西省德兴市黄柏洋金矿位于花桥镇辖区，尾矿库位于花桥镇黄柏洋村西北部，矿区地处怀玉山脉大茅山西麓，居金山金矿田的中西段，东与金山毗邻。依据江西省勘察设计研究院2009年11月的江西省德兴市黄柏洋金矿尾矿库勘察报告可知，该初期坝为均质粘土坝，坝体设计压实度为0.96，有机质含量不大于5%，坝体渗透系数不大于110-4cm/s；初期坝坝顶高程为80.0m，初期坝高约5.0m，坝轴线长72.6m，坝顶宽3.0m，上游坝坡比为1:2.0，下游坝坡比为1:2.0；上游坝面采用干砌块石护坡，块石层下设土工布作反滤层

2、；下游坝面采用草皮防护，排水棱体顶部高程为76.0m，顶部宽度为1.5m，上游坡度1:1.0，下游坡度为1:1.0。现场实测初期坝的数据如下：初期坝外坡比为1:1.43，马道宽度为4.3m，坝的轮廊尺寸与设计文件有所差距，初期坝下游坡面采用植草防护，符合设计要求，坝面、坡脚及坝肩无渗水，坝身未见不均匀沉降及水平位移、开裂等现象。受德兴市安全生产管理局委托，我司承担该尾矿库闭库工程勘察任务，为尾矿库闭库设计提供可靠的工程地质依据。二、本次工程勘察的技术要求1、查明尾矿坝（初期坝和后期堆积坝）各土层分布情况，提供各土层的天然含水量、密度、颗分、比重、液限、塑限、渗透系数、抗剪强度物理力学性质指标。

3、2、全面搜集、整理和分析与该尾矿库有关的资料，如尾砂特性、坝体土工结构、周边工程地质条件等。3、勘察到的不良地质现象提出推荐的处理方案。4、查明尾矿堆积坝的尾砂沉积分布规律5、查明尾矿堆积体的组成、密实程度及沉积条件。6、查明尾矿堆积体及初期坝坝体是否存在软弱夹层。7、查明坝基中是否存在易产生渗流破坏的土层。8、查明勘探期间浸润线的位置。9、查明尾矿库现有排洪系统的结构型式、断面尺寸、平面布置及各土层常规物理力学指标。三、本次工程勘察的勘察依据1、岩土工程勘察技术规范（YS5202-2004）2、岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）3、原状土取样技术标准（JGJ89-9

4、2）4、建筑工程地质勘探与取样技术规程（JGJ/T87-2012）5、土工试验方法标准（GB/T50123-1999）6、尾矿堆积坝岩土工程技术规范（GB50547-2010）7、水工建筑物抗震设计规范（DL50732000）；第二节 勘察工作及评述根据勘察任务书，本次勘察的目的是为了查明尾矿堆积体的组成，土层的结构及相应的物理力学性质，验证现尾矿坝的稳定性。按设计要求，本次施工勘探孔9个。钻孔布设见德兴市杨家金矿老尾矿库尾矿堆积坝工程勘察钻孔平面布置示意图，完成的主要工作量见表2-1。主要工作量汇总表 表2-1工程项目单位数量备注勘探钻探m/孔145.2/9原位测试标贯试验次36室内试验土工

5、试验组36一、勘探施工本次钻孔施工采用XY100型钻机，采用冲击回转套管护壁成孔工艺，钻孔开孔孔径127mm，终孔108mm，现场进行岩性编录。二、土样的采取钻孔取样采用91mm薄壁取样器，采用重锤少击法采取。共取钻孔样36件，样品取上后，立即进行密封，防止日晒雨淋，并做好防压、防震措施。三、现场原位测试严格按要求进行标贯试验，共完成36次，试验工作按规范要求进行。四、土工试验为保证样品的真实性，样品取得后密封，防止日晒雨淋，做好防压、防震措施，并及时送往实验室进行原状尾矿样的各项物理力学性质试验，试验工作量见表2-2试验工作量汇总表 表2-2 序号项目单位数量备注1基本物理性质组36含水量、

6、密度、比重、可塑性等2颗粒组成件18最小颗粒测至0.075mm3固结快剪组124渗透系数个12垂直渗透系数5压缩性组36第三节 场地工程地质条件一、地理位置、地形及地貌江西省德兴市黄柏洋金矿位于花桥镇辖区，尾矿库位于花桥镇黄柏洋村西北部，矿区地处怀玉山脉大茅山西麓，居金山金矿田的中西段，东与金山毗邻。该工程为老尾矿库，初期坝坝顶标高为80.0m，坝顶轴线长72.6m，坝高约5.0m，最终堆积坝坝顶标高为92.9m，堆积坝高24.4m。本工程主要构筑物为尾矿初期坝、排水斜槽、排洪隧洞、泄洪槽。尾矿坝库区地貌为侵蚀剥蚀构造丘陵地形，地形起伏较大，从沟底到山顶标高变化范围为75100米，最大高差接近

7、30米，山谷口宽约50米，谷底呈“U”型，汇水面积约为0.058km2，区内水系不发达，仅分布小型水库及小沟、水塘。区内山体植被发育，多为灌木，山顶浑圆状，山坡平缓，坡角多为1128间，区内岩石风化强烈，自然露头差。库区下游为农田，地形较为平缓开阔。二、区域地层根据建设区及周边地质调查和区域地质资料综合显示，库区出露地层自老到新为中元古界双桥山群浅变质岩系（Ptsh）、新生界第四系全新统冲、洪积层（Q4al-Pl）和残坡积层（Q4el-dl）。（1）中元古界双桥山群（Ptsh）：岩性为一套浅变质的火山碎屑沉积岩夹少量机性火山熔岩。（2）第四系全新统残坡积层（Q4el-dl）及全新统冲积层（Q4

8、al）：残坡积层（Q4el-dl），棕红色棕黄色，粉质粘土、粘土碎石组成，可塑硬塑，局部地段硬塑坚硬，分布于评估区及拟建区山脊和山顶，山坡和山麓，富含植物根系。冲、洪积层（Q4 al-Pl），该层分布于冲沟中，黄褐色，上部为粘土、粉质粘土、亚砂土，软塑可塑；下部为砂砾石层，稍密。三、区域地质构造与地震根据矿区及周边地质调查和区域地质资料综合显示，库区处于赣东北韧性剪切蛇绿岩构造混杂带之金山韧性推覆变性带中，构造变形以低角度的韧性剪切变形变质为主，褶皱和高角度断层次之，坝体和库区内地层简单，无断层发育现象。库区内未发现滑坡、崩塌等不良地质现象。根据现场工程地质调查可知，场地沟谷内的第四系覆盖厚度

9、小，新构造运动作用不明显，新构造运动以缓慢的升降运动为主，另由中国地震动参数区划图（GB18306-2001），可知库区的地震峰值加速度小于0.05g，即地震基本烈度值小于度，可不考虑地震的场地效应。库区内未见断层及岩浆岩分布，地质构造简单。岩层裂隙发育一般，裂隙细小，多为风化节理，无充填，往下部尘灭，裂隙规模小且相互之间连通性差。四、堆场工程地质条件1、堆场形态尾矿库初期坝为均质粘土坝。沟谷横断面呈“U”字型。堆积坝呈西南北东走向。初期坝坝顶标高约80.0m，根据江西省勘察设计研究院2009年11月的江西省德兴市黄柏洋金矿尾矿库勘察报告可知，设计文件要求采用上游堆积法冲积成坝，平均子坝上升速

10、度为1.97m/a，尾矿坝堆积外坡比平均为1: 5，分级筑坝，每级子坝高1.0m，可在坝面干滩上挖取粗砂筑成，子坝内坡比1:1，外坡坡比1:4.5，每隔5m高差设一级马道，马道宽度为2.5m。但在实际堆积中，矿房没有完全按照设计文件进行施工，现场实测情况如下：子坝1整体外坡坡比约为1:1.73，子坝高度为1.41米左右，在高程77.7米处设有一马道，宽度为3.7米；在高程84.05米处设有一马道，宽度为4.52米；在高程87.00米处设有一马道，宽度为1.81米；在高程93.00米处设有一马道，宽度为1.79米；其余子坝马道宽度小于1.5米，最终堆积子坝坝顶标高93.00m，总坝高为23.20

11、m。库内滩面呈西南高北东低；坝面植被较好，植被以人工植草皮为主。2、堆场地层据勘探揭露，场地内尾矿堆积物总体规律是：颗粒组成自坝体附近向尾矿库内由粗变细。上部颗粒较粗，为尾矿砂，下部颗粒变细，为尾矿土，薄层夹层现象较为普遍。库区各土层野外特征描述如下：2.1尾细砂（Q4ml）：灰黄色，稍湿湿，主要成分为细砂，矿泥含量较高，结构松散。2.2尾粉砂（Q4ml）：灰绿色灰黄色，稍湿湿，结构稍密，含较多细砂夹层、粉土夹层，厚度大多在20cm左右。2.3尾粉土（Q4ml）：灰绿色，湿饱和，结构稍密，略有砂感。2.4尾粉质粘土（Q4ml）：灰褐色，软可塑状，湿饱和。2.5素填土（Q4ml）：初期坝体，主要

12、由黄褐色粘性土和风化岩碎块组成，稍湿，堆积较密实，上部碎石含量较高，往下呈依次减少趋势。2.6粉质粘土（Q4al）：原状土，褐黄色，湿饱和，可塑状，主要由粉质粘土和风化岩碎块组成。2.7强风化千枚岩（Pt）：褐黄色褐红色，原岩组织结构大部分破坏，遇水易软化，风化裂隙发育，裂隙中见褐黑色铁锰质氧化物，部分被石英脉充填。2.8中风化千枚岩（Pt）：青灰色，千枚状构造，原岩组织结构部分破坏，风化裂隙发育，岩芯较破碎，岩芯多呈短柱状，柱状。3、不良地质现象及地质作用根据钻探及现场踏勘，未发现有不良地质现象及地质作用。五、排洪系统排水斜槽：底宽0.50m，高0.45m，上覆盖板厚度为0.06m；本次勘察

13、未见排水涵管。在钻孔平面布置图所示位置发现有一陷坑漏沙，陷坑直径为2.0m，高为0.8m；库区排洪系统采用排水斜槽与排水涵管相连然后通过堆积坝上的排水沟往库外泄洪。第四节 尾矿沉积特征及沉积层次一、尾矿排放方式该尾矿库采用的是分散放矿形式，尾矿浆直接由选厂自流送往尾矿库，由尾矿库管理人员根据尾矿在库内堆积情况分组轮流排放。二、尾矿沉积过程当尾矿浆入库后，在滩面上形成蛇曲状、网状流沟，尔后扩展成扇形面漫流。流动过程中，尾矿浆流速由快而慢，流散面由小而大，因而尾矿颗粒由粗到细沿流动面沉积，形成冲积滩，未沉积的细微颗粒流入水面区，入水后流速骤减，细颗粒得以沉积，形成水下沉积坡，悬浮物则在更远处沉积。

14、三、堆积尾矿分类为满足地质上对尾矿堆积体按类分层的需要，对每一个试样都进行了全粒级的颗粒组成分析，最小粒径测至0.075mm。对可塑样品，都进行了塑性界限含水量测试。据此，按岩土工程勘察技术规范（YS5202-2004）规定，分类标准见表4-1。尾矿分类 表4-1类别名称分类标准砂性废渣尾砾砂2mm颗粒质量超过总质量的25%50%尾粗砂0.5mm颗粒质量超过总质量的50%尾中砂0.25mm颗粒质量超过总质量的50%尾细砂0.075mm颗粒质量超过总质量的85%尾粉砂0.075mm颗粒质量超过总质量的50%粉性废渣尾粉土0.075mm颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数10粘性废渣尾粉质粘土

15、10塑性指数17尾粘土塑性指数17注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。四、各类尾矿的颗粒组成根据本次勘察的土工实验结果的统计分析，颗粒分布见表4-2，结果表明选厂原矿的破碎粒度较细。从颗分结果看，依次为尾细砂和尾粉砂，主要以尾粉砂为主。堆积尾矿颗粒组成统计表 表4-2土类统计内容颗粒组成（%）备注20-22-0.50.5-0.250.25-0.0750.075粒 径（mm）尾细砂组数7最大值-2.234.371.114.7最小值-012.849.713.3平均值-1.221.363.114.1尾粉砂组数9最大值-1.417.059.542.6最小值-0.08.142.932.4平

16、均值-0.312.349.738.2以下为各类尾砂的颗粒组成及分布情况。尾细砂：以0.5-0.075mm中、粗、细粒砂含量大于85%，0.075mm的粉粒、粘粒含量小于15%，本层见库区ZK2,ZK3,ZK6,ZK10孔中夹层。尾粉砂：以0.5-0.075mm的中、粗、细粒砂的含量大于50%小于85%，本次见库区ZK2,ZK3,ZK6,ZK7,ZK9,ZK10孔中。五、尾矿沉积特征根据钻孔取样、土工试验成果及原位测试成果，库内尾矿可划分为尾细砂层、尾粉砂层、尾粉土、尾粉质粘土四个层次，呈层状、似层状产出。从剖面图可以看出，尾砂由浅至深，从坝区到库区内，基本上为尾细砂层、尾粉砂层、尾粉土、尾粉质

17、粘土。尾砂颗粒由粗到细，符合放矿形式形成的沉积规律。第五节 尾矿的一般物理力学性质一、基本物理力学性质据测试资料，天然状态下尾砂和初期坝的物理性质见表5-1堆积尾矿物理性质指标统计表 表5-1土类统计内容oodGseoSrLPIPIL备注%g/cm3g/cm3%尾细砂组数7最大值27.92.031.712.680.731100.0-最小值12.11.911.552.680.57256.6-平均值20.51.981.652.680.63086.2-尾粉砂组数9最大值24.62.121.842.680.663100-最小值13.31.971.612.680.46076.2-平均值20.32.031

18、.692.680.59190.9-尾粉土组数55最大值23.82.051.702.700.68895.331.021.69.40.23最小值20.91.981.602.700.59293.428.519.98.60.08平均值22.12.021.652.700.63294.429.720.79.00.15尾粉质粘土组数55最大值43.22.001.562.721.176100.047.031.215.80.76最小值26.41.791.252.720.73985.631.821.310.50.25平均值33.31.881.412.720.94393.839.125.813.30.50二、堆积尾

19、矿抗剪强度、透水性及压缩性抗剪强度：指土在外力作用下抗剪切滑动的极限强度，可以认为是由颗粒间的内摩擦力以及由胶结物和束缚水膜的分子引力所造成的粘聚力所组成，本次的实验方法为快剪和固结快剪；透水性：指当水力梯度等于1时的渗透系数。各强度指标见表5-2。统计指标说明：抗剪强度，与同一类自然沉积土比较，砂土和粉土的抗剪强度参数都显著高一些，因为堆积尾矿主要是原矿经人工破碎的岩粉或碎屑，颗粒较多棱角，这是很正常的。渗透系数主要在实验室使用原状土样，以变水头渗透仪测出，少部分松散砂土，也使用土样管法测出天然密度下的渗透系数值。所有渗透系数均已校正成温度20oC的标准值，所有试验指标都是垂直层面的渗透系数

20、值。尾矿库各层的K20值不稳定，变化幅度很大，相差好几个数量级，主要因为试件中存在微薄夹层的复杂因素。从试验指标看到，本库堆积尾矿层中，尾细砂的av100-200值0.17-0.34Mpa-1，尾粉砂av100-200值0.16-0.20Mpa-1，尾粉土av100-200值0.13-0.19Mpa-1，尾粉质粘土av100-200值0.23-0.59Mpa-1，以v100-200判断，尾细砂、尾粉砂、尾粉土及尾粉质粘土属中压缩性土。堆积尾矿的力学性质指标统计表 表5-2土类统计内容天然快剪固结快剪压缩系数压缩摸量渗透系数备注粘聚力内摩擦角粘聚力内摩擦角ccavEsKvkPa度kPa度MPa-

21、1MPacm/s尾细砂组数6172最大值19.4035.312.836.10.3410.182.74E-04最小值12.2022.112.836.10.174.631.67E-05标准值12.9626.5-0.2497.09-变异系数0.180.161-0.2960.215-平均值15.2030.6112.836.10.2048.431.45E-04尾粉砂组数6391最大值41.936.027.632.80.20010.072.21E-05最小值15.927.120.030.50.1607.942.21E-05变异系数0.3790.107-0.0630.077-标准值18.5328.12-0.

22、1848.60-平均值26.9830.8423.731.70.1779.042.21E-05尾粉土组数1351最大值20.333.732.433.90.19012.401.46E-04最小值20.333.718.728.70.1308.891.46E-04变异系数-标准值-平均值20.333.725.231.30.16210.221.46E-04尾粉质粘土组数4153最大值28.526.615.731.80.5907.5605.04E-05最小值18.610.515.731.80.2303.6902.19E-06变异系数-标准值-平均值23.218.015.731.80.405.3701.91

23、E-05第六节 原位测试试验堆积勘坝勘察孔中均进行了标准贯入试验，所得数据成果统计表见表6-1。现场原位测试成果统计表 表61序号岩土名称标贯修正击数场区地层统计勘探点编号试验段深 度(m)标贯击数N(击/30cm)探杆长度(m)校正系数标贯修正击数N(击/30cm)备 注1尾粉砂统计个数: 14最大值: 11.2最小值: 3.8平均值: 7.3标准值: 6.2标准差: 0.930推荐值: 7.3变异系数: 0.049修正系数: 0.977ZK23.90-4.206.04.800.9525.727.50-7.808.08.400.8727.03ZK34.20-4.506.04.800.9525

24、.74ZK62.90-3.206.03.800.9795.955.60-5.908.06.500.9107.368.00-8.3010.08.900.8628.6712.50-12.8012.013.400.7919.5815.10-15.4013.016.000.7579.8917.60-17.9015.018.500.72510.91020.10-20.4016.021.000.70011.211ZK72.70-3.005.03.600.9844.912ZK93.70-4.004.04.600.9573.8137.00-7.306.07.900.8825.314ZK104.10-4.407

25、.05.000.9476.615尾粉土统计个数: 4最大值: 9.7最小值: 5.5平均值: 7.2ZK75.60-5.906.06.500.9105.5168.70-9.008.09.600.8506.81711.00-11.3012.011.900.8129.718ZK108.20-8.508.09.100.8586.919尾粉质粘土统计个数: 6最大值: 11.7最小值: 7.0平均值: 8.8标准值: 8.0标准差: 1.075变异系数: 0.067修正系数: 0.945ZK37.40-7.708.08.300.8747.0209.90-10.2010.010.800.8308.321

26、ZK715.50-15.8013.016.400.7519.82216.90-17.2016.017.800.73311.723ZK98.50-8.8010.09.400.8538.524ZK1011.80-12.109.012.700.8017.225素填土统计个数: 5最大值: 8.3最小值: 3.9平均值: 6.3ZK13.90-4.207.04.800.9526.726ZK52.70-3.004.03.600.9843.9275.40-5.706.06.300.9145.5287.50-7.808.08.400.8727.0299.80-10.1010.010.700.8328.330

27、粉质粘土统计个数: 5最大值: 11.9最小值: 5.7平均值: 8.8ZK16.60-6.909.07.500.8908.031ZK211.00-11.3011.011.900.8128.932ZK623.50-23.8017.024.400.70011.933ZK83.90-4.206.04.800.9525.7347.50-7.8011.08.400.8729.6从测试数据可以看出土层的击数基本上随孔深增加而增大，从初期坝到沉积滩击数减少，这与尾矿堆积的深度和时间有关，尾矿堆积时间越长，深度越深，尾矿就越密实，反之就越松散。根据标贯试验，尾矿砂基本上属松散稍密状态。第七节 尾矿库水文地质

28、特征一、库区及周边气象水文地质条件库区属亚热带湿热气候区，湿润多雨、四季分明。据德兴市气象局资料，19852003年气象资料，年平均气温17.4，极端最高气温39.5（1988年7月18日），极端最低气温-10.4（1991年12月29日）；多年平均降水量为1996.6mm，最大年降水量为2803.6mm（1998年），最小年降水量为1312.8mm（2000年），最大日降水量为311.7mm（1998年7月23日），最大小时降水量为67mm（1998年7月23日）。连续七日最大降雨量500mm（1998年7月1723日）。最大日降雨量331.7mm（1998年7月23日）。100年一遇的连续

29、24小时最大降水量356.2mm，500年一遇的连续24小时最大降水量452.4mm。多年1小时最大降水量97.7mm（1998年7月23日6点50分）。每年的37月为丰水期，降水量占全年降水量的70%左右，811月为平水期，12月至翌年2月为枯水期。根据江西省暴雨洪水查算手册（江西省水文总站，1986年12月）及1:10000地形图，得最大24小时暴雨均值H24=130mm。库区汇水面积0.058km2，库区内水系不发达，仅分布小型水库及水沟、小塘。地表水主要表现为山间小溪流，从北流到南。小溪流径短，补给范围小。春夏雨季溪流流量较大，而秋冬干旱季节流量最小。尾矿库周边都设置了截洪沟，山坡地表

30、水汇入截水沟流入下游小溪中，很好的控制了山体地表水对尾矿库的冲刷；尾矿堆积坝各平台和坝肩也设置了排水沟，库区地表水通过排水沟流入下游小塘中，防止对堆积坝的冲刷。二、浸润线施工期间，对所有钻孔进行稳定水位观测，观测结果见表7-1。观测结果显示浸润线基本上随堆积坝升高而升高，从剖面图可以很清楚的看到，堆积坝水力坡度与坝面大体一致。表7-1 浸润线观测数据孔 号ZK1ZK2ZK3ZK5ZK6ZK7ZK8ZK9ZK10备注稳定水位埋深m8.58.254.6811.59.82.864.175.472.6标高m75.9183.8886.2672.5682.8688.3979.7287.2789.46三、尾

31、矿库水文地质特征尾矿库内堆积尾矿后，尾矿的沉积层次和特征决定了尾矿库的水文地质特征。上部粉砂为堆积坝的主要含水层；下部粘性土透水性差为相对隔水层。由于尾矿中大都不同程度地含有矿泥及放矿时的不均匀性，尾矿土中会形成一些不规则的矿泥夹层和透镜体，各类尾矿土呈现结构不均一和各向异性。水平方向上从堆积坝至库区渗透性减弱，在垂直方向上随深度增加渗透性减弱。而且坝体垂直方向的渗透性较水平方向渗透性差，根据以往同类工程经验，两个方向的差值可达310倍。第八节 结论与建议一、结论通过对尾矿库的调查和钻孔揭示及钻孔原状土的试验，可以得出以下结论：1通过钻探、现场原位测试和室内实验等方法，各类主要层次的物理力学性质，得到较好的查明，可以满足工程设计需要。2库区及周边为低山丘陵区，两岸山体匀称，覆盖层薄，山体稳定性好。库区无较大断层穿过，无不良地质现象。3库区区域地动震参数0.05g区（地震烈度6度区），区域稳定性较好，因此可不考虑液化及震陷影响。4勘察钻孔内尾矿土可分为尾细砂、尾粉砂、尾粉土、尾粉质粘土四个层次，以粉砂层为主。呈层状、似层状产出，总体上是上部粗，下部细，坝前粗，库内细，基本体现了上游堆积