某细粒尾矿坝地质条件及存在的主要问题

1、某细粒尾矿坝地质条件及存在的主要问题本文以某细粒尾矿高堆坝为班究对象.对荔进行抗鳶液化稳定性分析，为实际I.n问题提出建议.现先介绍研究对象的地质茶件、尾矿的物理力学性质及尾旷坝存在的主娶何题.41尾矿坝的地质背景和地质条件地形地貌谖尾矿库库区届于小黑江卜脚战力岸一支流芒域库区所在1沟位于芒麒?1卜游右岸一支沟.沟谷地貌属构造侵甦地区:的山问冲沟地貌.沟谷大致呈东汕向东侧上游最高点力大印梁子山頂高程为131?8n西端沟口高程80氐211,鸭口高程髙出芒瞰鲁河床3山以上-冲沟沟床里程釣2,4km：沟容呈深切奴旷'?犁沖沟.两侧岸坡披度达20-彳.坡面柚彼茂擁、水土保持便好址矿咋帼山谷SS

2、尾矿库.库区即位于冲沟中上游设，初期坝距离沟口釣lkm气象资料研究WR+北纬22647f01tf，属丁准热册气帳类熨.无峯季，*25-6个n：受东南和西南啜湿李凤气流控制，貝季炎热多雨.冬春温和干燥.年平均气温17,7,年平均降雨星119:but,诽降雨量主要象中在6-9月.議且阵雨、雄旳旳成降落.雨季降阳鼠1335帧山年降雨量比重大.从而形成夏季时多洪捞灾害冬春赛久早，尤以3-4月为主区域海拔筒差大.气帳垂直分带明显.大致呈每升高或降低MOm年平均气诅下降或升髙04D5C之何表现在植被上.曾沟内篡収灌从廉类椚厠为主.山顶劳为针叶松4.13区域构造研究区地处凶底斯一念青唐古拉榴皱系与唐古拉一昌

3、都一兰坪一思茅褶皱系两个1级大地构楚单元的接合部.属于澜沧江火山岩带甲南段.区域幡誓总体为*坡复背其次级櫓曲由西往眾主要有打滾一辽桥向斜、芒海背斜、大平罕背斜、碧安向斜和龙洞河背斜.Jt中.大平靠背斜轴向北西.东酋两侧被两条断层夹持，南北两鑼倾伏，核部地层为上泥盆一下石賞统大凹子齟，翼部为三叠系中统及侏罗系中统地层,倾伏瑞小裙曲发育,东西两烫受斷层破坏,出踞不全,背斜长32km.宽4km.为一出露不全Z址式不对称廿斜。受多次地壳构造运动，区域内斷裂发育且以北北曲向断层为主要断裂：距离工程区最近的区域控制性断裂有四条，分别为：人尖坡断裂F1、那许一芒打断裂F2、大梁断裂F3和李树半路村断裂F4（

4、见图3-2X域地质图）。人尖玻断裂F1：为逆断层，走向近南北向，延伸约8km：上盘为中侏罗统和平乡组泥岩、砂岩，断层和大平学背斜斜交，卜盘包括：三叠系中上统凝灰质砂岩、泥岩及灰岩等,和上泥盆F石炭统大凹子组石英角斑岩、英安岩、流纹岩、凝灰质泥岩等：该断层从库用上游通过，对凡矿库影响小.那许-芒打斷裂F2:为区域性逆断屋.走向北北西向,延伸约10km：上盘为侏罗系中统和平乡组泥岩、砂岩,卜盘为三叠系中统泥岩、凝灰质砂岩：该断层属十床扭性-压性断裂，受其作用，断层带多呈麋恨亦，斷层形响带Sh该斷层从库区初期坝卜游通过，从库区北东侧浸没线上方附近通过,距离初期坝坝址约200m°大梁子斷裂F

5、3：为逆断层.延伸约8.6km.走向北北东：属区域性碧安次竹林构造，断裂横切蚪安复向斜，接触地层相对较多，I：卜两盘地层变化大，以侏罗系屮统和平乡组泥岩、砂岩和三叠系屮上统大平学组安山岩、凝灰岩夹火山角砾岩、砂岩等及匕泥盆-卜右炭统大凹组石英角斑岩、英安岩、流纹岩、凝灰质泥岩等为主:位于工程区以北,距离工程区约4.5km李子树-丫路村斷裂Fl：为正断k延伸约22.51a,走向北北西：上盘为侏罗系中统和平乡组和卜统张科寨组泥岩、砂岩,卜盘为卜.泥盆卜石炭统大凹组石英角斑羽、英安岩、流纹岩、凝灰质泥岩等：位于工程区以东.距离工程区6.2km.综上所述，库区内在库尾上游有大尖坡断裂F1斷裂通过,根据

6、区域地质资料和地质调査结果，该斯裂在全新世后无活动记录，II通过地段无负地形形成，断裂带I：妆孟第以系地圮沉积疋常。因此，大尖坡断裂F1断裂对库区影响小，库IK所在场地属稳定场地。1»3«JI比例尺图41区域地质图R广甲=9«、竽18»«:卜伦IJf7三上笔Xf>«:卜卜检、屮酸MIM1«“tmmz窝城人"rm18例ft堆尿界线角宴不介堆*惮找4丄4地层岩性根据现有勘察地质资料库区内卜伏基岩普遍为侏罗系和平乡组（J2h）泥岩和凝灰质砂岩,库区向东依次分布三叠系中上统（T2-3）凝灰质砂岩、泥岩及灰岩等和上泥盆

7、一卜石炭人凹子组（DJ石英也斑岩，卜伏基岩在沟谷中上游两斥河床坡脚普追有露头:库区第四系地层左要为分布尸两IW岸坡的坡残积层和沟底河床的第四系冲洪积层。现将库区内的主要地层由新到老依次分述如卜：（1）人工堆枳层（Qml）尾粉砂1：银灰、灰色，松散状，稍湿饱和.摇震反应迅速，无光泽反应.F强度和韧性低,左要分布于尾矿堆积体表层,深部局部地段呈夹层、透镜体状分布.用粉土2：灰、深灰色，松散状，稍湿饱和.摇震反应迅速，无光泽反应,F强度和韧性低.主要分布F尾矿堆积体表层,深部周部地段呈夹层、透镜体状分布。用粉土3：灰、深灰色，松散稍密状，很湿饱和，摇统反应迅速，无光泽反应,千强度和韧性低主要分布于堆

8、积体中部,局部地段呈夹层、透镜体状分布。尾粉质粘土灰、深灰色，饱和，软加型状，摇震反应迅速，稍仃光泽反应干强度和韧性低，主要分布于堆积体底部，局部地段呈夹层、透镜体状分布。尾粘土5：灰、深灰色，饱和，软塑状，摇爲反应迅速.稍仃光泽反应，F强度和韧性低,匕要分布于堆枳体底部,局部地段呈夹层、透镜体状分布.块石1：浅灰、灰色，稍湿饱和稍密状碎石成份为灰岩质，粒径l5cm,人X330cm不等，枝和状；系初期坝坝体堆积体。秦垃土2:由紫红色粘性土混泥岩碎石、角砾组成，结构松散，厚度为0.804.20m.见于探井T6、；、14、15、16地段。(2) 第四系坡残积层(Qdl+el)粉质粘土：紫红色，含少

9、呈泥岩碎石.町破型，湿稍湿，无摇震反应，土而稍仃光滑，F强度和韧性中等:在库区内表层普遍分布层厚0506.：0m(3) 侏罗系中统和平乡组(J2h)泥岩1：紫红色，泥质结构.层状构造，以中溥层为上，强中等风化，风化裂隙很发疗，岩体多彼切割成碎石状、块状岩芯筝呈短柱状及碎块状，岩块用锤易击碎.浸水易软化:该层为库区卜伏主耍基岩,揭第层厚110540血由于构造发育，库区内岩层产状变化大，巧理裂隙发育，现堆枳坝所在区域实测岩侧产状一般为203270°Z1012°,节理产状为60100°Z2528"和120-185°Z3585°.水文地质条件

10、(1)地表水库区属于小黑江卜游段左岸支流芒歇筲流域卜游段右岸一支沟内，沟谷大致呈东西向,东侧上游最高点为大田梁子山顶.高程为1319.8m,沟口高程8052m沟口高程高出芒歇筲河床3m以上,冲沟沟床里程约2.4km,沟谷流域面枳约1.73km2，总体沟床比降约22%：库区位于中上游段.初期坝距离沟口约lkm库区沟床里程1.4km.库区控制流域面积1.5km2,沟床比降14%,沟谷展深切“V"字型，沟谷发育屈育壮年阶段：沟谷属止区性冲沟，两斥植被茂盛，沟谷常年何溪水流出,洪期水S:猛增，何短皆洪水形成。(2)地卜水库区原始地貌卜.地卜水类熨上要为潜水和阜岩裂隙水。潜水主要分布于原库区表

11、层第四系坡残积层，主要受大气降水补给,补给有限，水呈较少。皐岩裂隙水1】要覆存于场地内卜伏侏罗系中统(J2h)泥岩的节理裂隙屮，具补给來源上要为大气降水。受地形控制，场地地下水流向大致总体和地表水径流一致呈由东向西流向:同时在两侧岸坡，受地形影响，地卜水由岸坡顶板卜沟谷河床汇集。场地地卜水主要为区域地卜水的汇集、用流区排泄区主要为芒歇筲河谷。地震研究区处于思序一艸洱地爲带和澜沧一耿马地爲帯的夹持地帯，属于地震高发地区，常受地震波及,地鳶基本烈度®7-9度区。根据统计资料,区域内(普洱市辖区)至1900年以来.已经发生9次E级以上地震.其中级发生3次.6.0-6.9级发生6次，最大地震

12、记录为19：9年3月15日普洱6.8级地震。距今最近的一次6级以上地震为2007年6月3日宁洱县发生6.4级地震：由于JS中距离矿区距离较远,据当地居民反映.震感强烈。根据建筑抗爲设计规范(GB50011-2001)和中国地菖动参数区划图，研究区属抗统设防8度区.4.2尾矿的颗粒组成及物理力学性质用矿，就是选矿厂在特定经济技术条件卜，将矿石烧细、选取“仃用成分”后所捋放的废弁物，也就是矿石经选别出粘矿后剩余的固体废料。一般是山选矿厂排放的尾矿矿浆经I'l然脱水后所形成的固体矿业废料，是固体工业废料的I：要组成部分，其中含有一定数址的有用金属和矿物，可现为一种“复合”的硅酸盐、碳酸盐等矿

13、物材料，并具有粒度细、数量大、成本低、可利用性大的特点.尾矿的颗粒组成分析根据勘察结果的空内土工试验颗分试验,该尾矿堆积坝的尾矿料由上至匚町依次划分为：尽粉砂1、尾粉土2和尽粉土3、尾粉质粘土4及用粘土©5层。各种庵矿料平均的辕粒组成见表4-1R矿颗分试验分析结果表.农4-1用矿颗分试验分析结果农土层名称仔效粒從dlOd20中间粒径d30平均就從d50限制純從d60d70不均匀系数C,曲率系数Cc用粉砂10.0210.0420.0620.110.1460.1926.951.25尾粉上20.0280.0440.0620.1050.1320.1754.711.01用粉上30.0050.0

14、120.0240.0430.0510.06210.202.26尾粉质粘土40.0040.0060.0120.02S0.0360.0459.001.00曜粘上50.0070.010.01S0.0290.03S0.0475.431.22中国有色金屈尾矿库槪论和尾矿设施设计参考资料中将细粒尾矿定义为平均粒径<z<0.03w/,/,H小于0.019mm的含晟一般大于50%,大于0.074mm的含童小于10%,大于O.O37m的含盘小于3M的尾矿谈堆积尾矿坝F层的尾粉;R粘土4及尾粘土6层平均粒径均小于0.03mm：Jd粉砂1、尾粉上2和尾粉土3、尾粉质粘土4及尾粘土5的有效粒径dlO均小于

15、O.O74mm.即大于0.074bm的含量満足小于10%：屋粉土3、尾粉质粘土4及尾粘土5层大于0.O37iun的含量均小J30%.该尾矿并不是毎层尾矿砂都满足细粒足旷的定义，而到日前为止,细粒尾矿本身也没何一个严格统一的定义,结合试验数据和现场堆筑实际情况，木论文将该用矿归为细粒的范畴.该尾矿不均匀系数G为4.71-10.20,曲率系数1.0-2.26,尾粉砂1、尾粉土2和址粉土3、脛粉质粘土4及尾粘±©5层中粘粒（粒径小于0.005mm）含址分别为9.3%,5.3%.13.8%,18.7%和19.7%从工程观点看5大于等于5P41为土的级配不均匀，且级配曲线连续（Cc=

16、l3）的土称为级配良好的土，从颗粒级配和分布上看该尾矿趋于良好级配.可液化性较差:根据抗爲规范.堆枳尾矿的粘粒含量小F13%,在8度地爲时，具液化的可能.尾矿堆积坝的最上而两煨圧粉砂1、用粉土2粘粒含呈均小于13%只仃液化的可能，木论文将在5.5节中对该細粒尽矿坝做进一步的液化分析和评价，该能矿坝堆枳口的圧矿粒组含応及粒径分布具体见卜图：422尾矿的物理力学性质通过现场期査取样，对凡矿砂进行爼内土工试验，整理凡矿砂的上要物理力学指标见1-2.衣4-2并尼旷层物理力学指标侑指标名称符号（甲位）尼粉砂1用粉t:2尾粉t®3用粉质粘土4用粘土5天然歪力密度v(kN/in)1S.619.219.S19.018.5孔隙比e0.630.S50.70OSO1.40Esi-XMPa)12.18.0010.006.003.00圧缩系数ai.2(MPa4)0.150.200.150.400.60三轴不n水试验（CU）总应力法Ccu(kPa)ISIS203S323022261210有效应力法c'(kPa)101015423Sv'(°)3528321212系数水平k<cm/s)9.0xlO48.0x10-44.0x10-48.0x10-56.0x10-5垂直kcm/s)S.OxlO-46.0x10-42.0x10-44.0x10-53.0x10-54.3