露天采场高边坡工程地质分区研究

2018-05-22 08:11韩廷文

韩廷文，李军

（山东省第二地质矿产勘查院，山东兖州272100）

1 概述

夏日哈木镍钴矿区地处青海省西部东昆仑山脉西段，为大型镍钴硫化物矿床，拟规划建设年产矿石量561×104t露天采矿场，其行政区划隶属于格尔木市乌图美仁乡管辖。

拟建露天采场东西长1670m，采深一般在300m以上，最高边坡高度超过600m，为重要工程，其几何参数和具体规划形状见表1。

采区内岩体为白沙河岩组变质岩和岩浆岩，通过工程地质测绘、工程地质编录、岩石力学试验等工作，影响岩体性质的主要为岩石强度和岩体内级结构面的发育程度，因此依据不同岩石饱和单轴抗压强度和露天边坡岩体结构类型2项指标来划分岩体工程地质岩组。

依据上述划分原则，并结合工程地质勘察资料和矿区地质勘探资料，将区内岩体工程地质类型划分为4个工程地质岩组，分别为：坚硬—较坚硬块状辉长岩—辉石岩—花岗岩岩组；较坚硬—较软碎块状蚀变辉石岩岩组；坚硬—较坚硬层状黑云斜长片麻岩—片岩岩组；坚硬层状花岗质片麻岩岩组，各岩组地表出露情况及分布特征详见表2。

表1 露天采场几何参数表

表2 岩体工程地质类型划分表

根据《工程岩体分级标准》（GB/T50218-2014）中岩体完整性指数（Kv）与岩体体积节理数（Jv）对应关系，确定结果详见表3。

表3 各岩组岩体完整性指数Kv及完整程度

根据《工程岩体分级标准》（GB/T50218-2014），岩体基本质量指标应按下式计算：

BQ=100+3RC+250Kv

计算时应符合下列规定：

（1）当RC＞90Kv+30时，应以RC=90Kv+30和Kv代入计算BQ值;

（2）当Kv＞0.04RC+0.4时，应以Kv=0.04RC+0.4和RC代入计算BQ值。

通过计算，区内各岩体基本质量指标BQ详见表4。

表4 各岩组岩体基本质量级别统计表

根据《工程岩体分级标准》（GB/T50218-2014），应根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标BQ确定质量级别，确定结果详见表4。

由表4可知：Ⅱ类岩体有花岗质片麻岩、花岗岩、闪长（玢）岩和角闪岩，除花岗质片麻岩外其它岩体在区内所占比例较小，主要分布于勘察区的中部和东南部。Ⅲ类岩体有黑云斜长片麻岩、片岩、辉长岩，这些岩体在区内广泛分布，在区内所占比例相对较大。Ⅴ类岩体有蚀变辉石岩、辉石岩，主要分布于勘察区东半部。

根据不同位置的边坡高度、工程地质岩组特征、各岩组岩体基本质量等级、边坡面倾向与各岩体优势结构面的关系、岩体完整程度等多项指标将边坡共分为5个区，各分区界线的方位角及主要工程地质特征见表5和图1。

表5 边坡分区表

（1）区内岩体划分为4个工程地质岩组，分别为：坚硬—较坚硬块状辉长岩—辉石岩—花岗岩岩组、坚硬—较坚硬层状片麻岩—片岩岩组、较坚硬—较软碎块状蚀变辉石岩岩组、坚硬层状花岗质片麻岩岩组。

（2）区内岩体基本质量级别主要为Ⅲ级，约占勘察区岩体的50%，Ⅴ级和Ⅳ级约占30%，Ⅱ级约占20%。

（3）根据不同部位的边坡高度、工程地质岩组类型、岩体基本质量等级以及边坡岩体完整程度等多项指标对边坡进行分区，共分为5个区。

参考文献：

[1]GB 50021-2001岩土工程勘察规范［S］.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[2]GB 51099-2015有色金属工业岩土工程勘察规范［S］.北京：中国计划出版社，2015.

[3]YS5230-96边坡工程勘察规范［S］.北京：中国计划出版社，1996.

[4]GB 51016-2014非煤露天边坡工程技术规范［S］.北京：中国计划出版社，2014.

[5]YS 5206-2000工程地质测绘规程［S］.北京：中国计划出版社，2000.

[6]GB/T 50218-2014工程岩体分级标准［S］.北京：中国计划出版社，2014.

[7]GB/T 50266-2013工程岩体试验方法标准［S］.北京：中国计划出版社，2013.

[8]GB12719-91矿区水文地质工程地质勘探规范［S］.北京：中国标准出版社，1991.

[9] 常士骠，张苏民，等.工程地质手册[M].4版.北京：中国建筑工业出版社，2006.