上游式尾礦庫尾礦堆積體沉積規律——以大理市彌渡縣九頂山竹子箐尾礦庫為例

肖霄XIAO Xiao；徐世光XU Shi-guang；黃建國HUANG Jian-guo；李峰LI Feng；鄭庭ZHENG Ting

（昆明理工大學國土資源工程學院，昆明650093）

1 尾礦庫概況

該尾礦庫位于大理市彌渡縣東南面的水茂坪村上游竹子箐沖溝內，沖溝總體由東向西呈舒緩的“S”型展布，溝谷總長約1600m，縱坡平均坡降6%；沖溝兩岸山體坡度較陡，整體溝道較窄，沖溝尾部標高約2075m以上呈鍋底地形，四周放射狀分布有四條溝箐，溝谷植被良好，但出口段北側（截滲壩右岸）山體較薄，高度較小，為一典型山谷型尾礦庫，地貌為區域分布的斷裂呈“歹”字，北東向斷裂在水茂坪村附近通過，泥盆系下統的青山組與蓮花曲組呈斷層接觸，在北東面的五里坡附近被東西向斷裂錯斷，蓮花曲組局部發育小型斷裂、褶皺。庫區內下伏基巖為泥盆系下統青山組（D1q）中厚層塊狀石灰巖與蓮花曲組（D1l）薄-中厚層狀頁巖、砂質頁巖夾泥灰巖、角礫狀灰巖，產狀在198°-205°∠32°-35°。第四系地層包括：溝谷河床相沖洪積層和兩側岸坡的坡殘積層，及人工堆積尾礦。尾礦庫采用上游式筑壩法，初期壩為一堆石壩，壩頂標高2035m、壩頂長106.019m、壩頂寬4m、壩高21m、外坡1：2、內坡：1：1.8；截滲壩壩頂標高2015.2m、壩底標高2007m、壩高8.2m、壩頂長79.2m、壩基加固深6-18m防滲帷幕防深13-20m、壩底寬12m、壩頂寬2m；尾礦堆積體頂標高2054m，干灘長200m，由初期壩及十三級子壩構成，每級子壩高2m，堆積體總高度47m，庫容1500萬立方米，屬三等庫。

2 尾礦堆積體沉積規律

本次研究主要對1-12級子壩10個鉆孔不同深度的土試樣218組及灘面土試樣42組的平均粒徑d50進行統計分析達到預期效果，由室內試驗數據可知，尾礦堆積體平均粒度d50范圍為0.009mm-0.124mm，分別由尾粉砂、尾粉土，尾粉質粘土組成。

2.1 尾礦堆積體垂向沉積規律尾礦堆積體垂向沉積規律主要以鉆孔取樣數據位依據，圖1-圖10為各鉆孔線性回歸結果。

圖1 ZK2土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖2 ZK3土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

由上圖1-圖10尾礦庫堆積體無統一的線性規律，粒徑起伏變化較大，總體平均粒徑d50（mm）隨鉆孔深度變大逐漸變小，呈現上粗下細的規律。

2.2 尾礦堆積體縱向沉積規律尾礦堆積體縱向沉積規律以子壩鉆孔頂部及壩頂灘面兩部分取樣數據為依據。壩頂以后部分取樣長度84m，取樣間距2m，共42組，室內試驗數據線性回歸結果如圖11所示。

圖3 ZK5土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖4 ZK8土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖5 ZK9土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖6 ZK10土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖7 ZK11土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖8 ZK13土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖9 ZK14土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

圖10 ZK15土試樣平均粒徑d50（mm）隨深度變化曲線圖

由圖11可知壩頂灘面粒徑d50（mm）變化較大，總體粒徑隨距離壩頂的長度變小。

圖11 第13級子壩灘面土試樣平均粒徑d50（mm）距離壩頂長度變化曲線圖

由變化曲線圖可知沉積規律不呈線性關系，且起伏較大，這是由于尾礦采用軟管分散放礦時，在每根軟管每次放礦結束后，水力驟降，尾礦漿液即很快就地沉淀，且在這一驟降沉淀過程中，即呈現出類似靜水環境下的沉積規律，粗顆粒在下，細顆粒及粘粒在上的特點；同時由于原漿液沖溝不平，在停止放礦后，在局部沖溝中凸凹地會出現夾層、透鏡體現象；且在正常運行期間，停放某一軟管的同時會打開其他相應軟管放礦，新開放礦管的漿液將有可能在停止放礦軟管前場地沉積新尾礦，覆蓋了原沉淀尾礦，將產生新一輪的沉淀，如此重復交錯沉淀使尾礦沉積在微觀上即出現交錯層理的沉淀韻律結構。

3 結論

①尾礦堆積體沿垂直方向，隨深度增大堆積體粒徑越小，總體呈上粗下細的特點。②尾礦堆積體沿水平方向，距離排放口越遠堆積體粒徑越小，總體前粗后細的特點。③尾礦堆積體沉積規律不呈線性關系，起伏較大，原因是堆積體局部有夾層、透鏡體現象，重復交錯沉淀使尾礦沉積在微觀上即出現交錯層理的沉淀韻律結構。

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