中國與加拿大尾礦庫安全管理對比分析

李全明，張 紅，李 鋼

(1.中國安全生產(chǎn)科學研究院，北京 100012;2.華北科技學院，河北 三河 101601)

中國與加拿大尾礦庫安全管理對比分析

李全明1,2，張 紅2，李 鋼1

(1.中國安全生產(chǎn)科學研究院，北京 100012;2.華北科技學院，河北 三河 101601)

2007～2015年間，我國開展了一系列尾礦庫專項整治和綜合治理行動并取得明顯成效，尾礦庫總量降低至8869座，其中“頭頂庫”仍有1425座。充分學習和借鑒其他國家在尾礦庫全生命周期安全管理方面的經(jīng)驗和措施，對完善我國尾礦庫全生命周期安全管理制度，進一步提升我國尾礦庫安全管理水平具有重要意義。本文總結了中國和加拿大不列顛哥倫比亞省尾礦庫全生命周期安全管理要求，從尾礦庫基本情況、法規(guī)標準情況、全生命周期安全管理流程、重要參數(shù)設計標準、施工要求、安全監(jiān)測、閉庫要求等7個方面，系統(tǒng)對比分析了兩國尾礦庫安全管理的特點和差異；在此基礎上，提出了完善我國尾礦庫全生命周期安全管理的對策措施。

尾礦庫；安全管理；中國；加拿大

尾礦庫是具有高勢能的重大危險源，在世界93種事故、公害隱患中名列第18位，比火災、航空失事等其他60種災害還要嚴重[1]。我國自2007年至2015年間，開展了一系列尾礦庫專項整治和綜合治理行動，取得顯著成效。截至2015年底，我國已全面消除危庫、險庫，正常庫比例達到95.5%，但我國尾礦庫總量仍居世界前列，是全球尾礦庫數(shù)量最多的國家之一，尤其是安全風險較高的“頭頂庫”(系指下游1km〈含〉距離內(nèi)有居民或重要設施的尾礦庫)多達1425座。加拿大是世界上礦山事故發(fā)生率最低的國家之一，在尾礦庫安全管理方面積累了豐富的經(jīng)驗[2-3]，充分學習和借鑒加拿大尾礦庫安全管理方面的經(jīng)驗和措施，對進一步建立健全我國尾礦庫全生命周期管理體系，提升尾礦庫安全管理水平具有重要意義。

1 中國與加拿大尾礦庫基本情況

據(jù)加拿大大壩委員會(CDA)統(tǒng)計資料顯示，目前已確定的大型尾礦庫數(shù)量超273座。主要集中在不列顛哥倫比亞省、安大略省、埃爾伯塔省和薩斯珂契溫省。加拿大尾礦庫安全管理主要由各省、屬地監(jiān)管。各省在安全管理體系、監(jiān)管法案中存在一定差異，在加拿大大壩委員會的努力下，各省安全管理模式趨向一致[4]。本文選取數(shù)量多、安全管理及立法體系完善的不列顛哥倫比亞省進行尾礦庫全生命周期安全管理分析。

我國自2007年開始，開展了一系列尾礦庫專項整治和綜合治理工作。截至2015年底，我國尾礦庫數(shù)量共計8869座，其中具有危險隱患的“頭頂庫”共1425座，具體分布如圖1所示。自2016年開始，我國將開展為期3年的“頭頂庫”綜合治理工作，全面降低“頭頂庫”的事故隱患，減少尾礦庫事故的發(fā)生。

圖1 中國尾礦庫“頭頂庫”數(shù)量分布情況

從數(shù)量上來看，我國尾礦庫數(shù)量遠遠高于加拿大。此外，由于歷史原因，我國尾礦庫選址多由礦山企業(yè)自主決定，壩高庫容較小，相對加拿大庫容大，服役期長的尾礦庫具有管理難度高、位置分散等特點。

2 中國與加拿大尾礦庫法規(guī)標準情況

加拿大鈾、釷等放射性礦產(chǎn)由聯(lián)邦政府管理，其余尾礦庫由各省、屬地監(jiān)管并制定或匯編尾礦庫法案。如：不列顛哥倫比亞省尾礦庫管理機構為能源和礦業(yè)部，監(jiān)管方面自上而下形成法律、規(guī)章、指南一系列完整的管理體系。尾礦庫主要遵循《礦業(yè)法》的要求，在此基礎上發(fā)布了《健康、安全和復墾規(guī)章》、《大壩安全檢查指南》和《大壩安全評價專業(yè)實踐指南》。安大略省尾礦庫由林業(yè)和自然資源部及北方發(fā)展和礦業(yè)部共同管理，尾礦庫施工及運行階段主要遵循《湖泊改善法》的要求，閉庫階段遵守《礦業(yè)法》的相關條例。艾爾伯塔省由環(huán)境和資源可持續(xù)發(fā)展機構負責尾礦庫管理工作，指導文件是根據(jù)《水法》發(fā)布的《大壩安全指南》。

我國尾礦庫由國家和地方安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門進行管理，由國家機關制訂相關法律法規(guī)，各省、自治區(qū)、直轄市結合本行政區(qū)實際情況制定和公布適應性的地方法規(guī)，企業(yè)在不違背國家和地方相關法律法規(guī)的條件下可依據(jù)自身生產(chǎn)安全需要制定適應性企業(yè)標準。我國尾礦庫安全監(jiān)管已形成法律、行政法規(guī)、規(guī)章、地方法規(guī)等一系列完整的法律體系，尾礦庫全生命周期安全管理主要遵循的有：《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》、《中華人民共和國礦山安全法》、《中華人民共和國礦山安全法實施條例》、《尾礦庫安全技術規(guī)程》、《尾礦設施施工及驗收規(guī)程》、《尾礦設施設計規(guī)范》等。

3 中國與加拿大尾礦庫全生命周期安全管理流程

不列顛哥倫比亞省尾礦庫全生命周期(圖2)安全管理流程根據(jù)時間可以劃分為三個階段：①選址和設計階段。主要包含許可證申請、提交礦山復墾基金、進行壩體分類及潰壩影響分析等內(nèi)容；②施工及運行階段。本階段需每年向檢察官辦公室提供年度壩坡巡查報告，此外每五年需進行采礦和閉庫程序更新、大壩分級審查更新及安全檢查等；③閉庫及復墾階段。本階段除繼續(xù)提供上階段的相關年度報告外，還需自閉庫第五年開始，每五年進行一次閉庫管理手冊更新。

圖2 加拿大尾礦庫各階段工作

我國尾礦庫全生命周期管理如圖3所示，從時間上可劃分為三個階段[5-6]：①礦山開發(fā)階段。包括開發(fā)前的決策階段及后期的設計、施工、運行三個階段，其中礦山建設工程的安全設施必須滿足“三同時”的要求，即和主體工程同時設計、同時施工、同時投入生產(chǎn)和使用；②尾礦庫管理階段。包括尾礦庫設計前的準備工作以及尾礦庫設計、運行和最終閉庫；③后期處理階段。尾礦庫閉庫后，尾礦庫安全管理過程中涉及的工程建設檔案、生產(chǎn)運行檔案和閉庫及閉庫后再利用檔案需歸檔。尾礦庫再利用主要包括綠化和復墾。

4 中加尾礦庫重要設計參數(shù)標準

不列顛哥倫比亞省根據(jù)尾礦庫潰壩后對人口、環(huán)境、基礎設施和經(jīng)濟等影響的嚴重程度將尾礦庫分為五個等級：低、中、高、很高、極高。設計參數(shù)根據(jù)尾礦庫等級進行選取。不列顛哥倫比亞省尾礦庫設計參數(shù)取值見表1。

圖3 中國尾礦庫全生命周期流程

表1 加拿大尾礦庫設計/標準

尾礦庫等級低中高很高極高安全系數(shù)施工結束運行階段閉庫階段1．501．501．501．501．50洪水年超越概率1/2925～PMF/31/2925～PMF/31/3000～PMF/31/1500～2PMF/3PMF

注：PMF表示可能最大洪水量。

我國尾礦庫分級方式共有兩種，一種是根據(jù)尾礦庫的庫容和壩高將尾礦庫分為：一等、二等、三等、四等、五等，一等庫級別最高，五等庫最低。第二種是根據(jù)尾礦庫防洪能力和壩體穩(wěn)定性將尾礦庫安全度分為：危庫、險庫、病庫、正常庫四級。我國尾礦庫設計標準主要根據(jù)第一種分類方式進行參數(shù)選取，如表2所示。

表2 中國尾礦庫設計標準

從對比結果可知，加拿大尾礦庫等級劃分主要考慮潰壩產(chǎn)生后果的嚴重程度，設計參數(shù)標準根據(jù)尾礦庫風險大小進行選取，我國按照庫容和壩高進行等級劃分并進行參數(shù)選取，雖然一定程度上將尾礦庫可能產(chǎn)生的風險涵蓋在內(nèi)，但對于等級低風險大的尾礦庫而言，參數(shù)標準值仍較低。

針對每個等別，加拿大在洪水設防標準上采用了可能最大洪水量的最高設計標準；壩體穩(wěn)定安全系數(shù)均采用1.5。這兩個重要指標遠高于我國設計標準，值得我國學習和借鑒。

5 中加尾礦庫施工管理要求

不列顛哥倫比亞省尾礦庫在安全管理方面自上而下形成了“檢察官辦公室-礦山經(jīng)理-記錄工程師及質(zhì)量員”體系，在安全檢查方面形成了“檢察官辦公室-尾礦獨立審查委員會-專業(yè)工程師定期檢查-業(yè)主人工巡查”的平行檢查體系共同負責尾礦庫的安全管理及檢查工作。

項目開始前，業(yè)主在獲得總督察頒發(fā)的許可證后，需向總督察提交項目的詳細計劃，包括：項目工作細節(jié)、文化遺產(chǎn)資料保護和土地、水道和礦山文化遺產(chǎn)資源計劃及閉庫計劃。尾礦庫自項目啟動到銷庫階段的安全管理工作均由業(yè)主任命的礦山經(jīng)理全權負責。尾礦庫施工前，礦山經(jīng)理依據(jù)礦山法任命質(zhì)量員和記錄工程師，并向總督察提交簽發(fā)的施工圖紙、規(guī)范、質(zhì)量保證、質(zhì)量控制計劃及所任命的記錄工程師情況。記錄工程師負責施工中設計、施工符合相關規(guī)范的要求，并參與安全評價、風險評估及制定定量績效目標和監(jiān)測頻率等內(nèi)容。質(zhì)量員主要協(xié)助記錄工程師工作，并記錄整理施工中所涉及的所有先關資料。項目施工結束后，礦山經(jīng)理根據(jù)相關規(guī)定組織編寫“竣工報告”連同專業(yè)工程師編寫的質(zhì)量保證、質(zhì)量控制計劃等相關報告一并提交給總督察，獲得許可證后方可運行。運營前，記錄工程師需審查運營、維護及監(jiān)控手冊(OMS)，經(jīng)礦山經(jīng)理批準后實施。

我國尾礦庫安全管理工作自上而下形成“國家安監(jiān)總局-各省(市)安監(jiān)局-企業(yè)法人-監(jiān)理工程師”管理體系，在安全檢查方面形成“業(yè)主代表-監(jiān)理工程師-專業(yè)團隊安全評價-企業(yè)人工巡查結合在線監(jiān)測”的平行體系共同負責尾礦庫的安全管理和檢查工作。

項目開始前，業(yè)主委托設計單位進行施工圖紙設計，根據(jù)招投標方式確定監(jiān)理單位及承包商。施工質(zhì)量和設計參數(shù)執(zhí)行情況受業(yè)主代表和監(jiān)理工程師共同監(jiān)督。施工過程中，監(jiān)理單位負責現(xiàn)場施工質(zhì)量的審核及監(jiān)督，使其符合設計和相關規(guī)范的要求。質(zhì)量保證計劃由施工方負責編撰，并及時跟蹤檢查，結合實際情況進行調(diào)整。質(zhì)量控制中待檢測的試樣應由相應有資質(zhì)的單位進行監(jiān)測并出具檢測報告并上報監(jiān)理工程師。施工結束后，由業(yè)主組織相關單位進行竣工驗收，驗收合格后方可投入使用。施工過程中各方所涉及的相關文件統(tǒng)一遞交業(yè)主，由業(yè)主上報至建設部門存檔。

6 中加尾礦庫運行及安全監(jiān)測要求

PIMR(計劃planning、執(zhí)行implementation、監(jiān)控監(jiān)測monitoring and surveillance、總結改進review and improvement)是不列顛哥倫比亞省尾礦庫安全管理的核心，關鍵元素主要包含：風險識別與管理、操作控制、文檔記錄、應急準備和響應計劃、總結改進等內(nèi)容。

不列顛哥倫比亞省尾礦庫安全監(jiān)測遵守《大壩安全評價法—專業(yè)實踐指南》中相關規(guī)定。該規(guī)定提供了安全評價方法并明確了項目參與各方的責任劃分。加拿大尾礦庫安全監(jiān)測采用日常巡視和定期檢測相結合的方式，除每年針對尾礦庫各項設施和壩體穩(wěn)定性、警戒值等進行安全檢查外，每五年由專業(yè)工程師進行設計、運行和結構性能的詳細審查。

我國安全管理的核心程序是PDCA(計劃Plan、執(zhí)行Do、檢查Check、糾正Action)。其關鍵元素主要有：制定作業(yè)計劃及詳細運行圖表、應急救援預案、現(xiàn)場實踐與控制、文檔記錄等內(nèi)容。我國尾礦庫安全監(jiān)測按照《尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范》中相關條例執(zhí)行。安全監(jiān)測的設計、施工由具備相應專業(yè)技術的單位進行。我國采用人工巡查與在線監(jiān)測相結合的方式進行尾礦庫安全檢查，并明確規(guī)定三等以上尾礦庫應安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，四等庫宜安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，這方面的要求高于加拿大。

7 中加尾礦庫閉庫要求

加拿大尾礦庫閉庫及復墾工作貫穿于尾礦庫的各個階段，復墾程序自尾礦庫項目開啟后每五年更新一次。閉庫時，需提前7天提出閉庫書面申請并提交閉庫詳細計劃，主要包括：復墾目標，尾礦處理、保護水資源方法、成本估算及監(jiān)測等內(nèi)容。閉庫后90d內(nèi)由礦山經(jīng)理將圖紙及相關資料提交給總督察進行歸檔。閉庫后，業(yè)主、代理人或礦山經(jīng)理仍需繼續(xù)執(zhí)行相關許可證條例，并依據(jù)閉庫OMS手冊執(zhí)行現(xiàn)場監(jiān)控和維護方案，并每年提供一份年度報告，闡述復墾完成情況及環(huán)境監(jiān)測進度。為了保證復墾方案落實，礦業(yè)法規(guī)定業(yè)主需提交礦山復墾基金，用于閉庫后對水資源或自然資源恢復費用。

我國尾礦庫閉庫，需提前一年委托具有相應資質(zhì)的評價機構對尾礦庫進行尾礦壩、尾礦庫防洪能力及尾礦庫安全度等內(nèi)容的安全評價。安全評價結束后，再委托相關設計單位進行閉庫設計。我國尾礦庫閉庫整治設計主要包括：尾礦壩整治內(nèi)容和排洪系統(tǒng)整治問題，以確保尾礦庫防洪能力和尾礦壩穩(wěn)定性滿足相關規(guī)定要求，維持尾礦庫閉庫后長期安全穩(wěn)定。

8 提高我國尾礦庫管理水平的建議

我國尾礦庫具有數(shù)量多、安全基礎薄弱、“頭頂庫”占比高等特點，雖然在尾礦庫全生命周期管理流程、安全監(jiān)測等方面優(yōu)于加拿大，但在設計參數(shù)、閉庫管理方面仍存在一定的差距，建議可以從以下幾個方面借鑒和學習加拿大的做法和經(jīng)驗。

1)與加拿大相比，我國尾礦庫總量大，應加強省市尾礦庫合理規(guī)劃，在逐漸減少尾礦庫數(shù)量的同時，用高壩大庫支撐一個地區(qū)礦山企業(yè)生產(chǎn)需要。

2)進一步強化尾礦庫全生命周期監(jiān)管，在尾礦庫設計階段考慮閉庫和復墾環(huán)節(jié)，完善閉庫和復墾法規(guī)標準，實現(xiàn)尾礦庫全生命周期閉環(huán)管理。

3)建議我國學習加拿大做法，在尾礦庫規(guī)劃建設期即由企業(yè)繳納尾礦庫復墾及環(huán)境保護基金，保障尾礦庫運行或閉庫較長生命周期內(nèi)由于企業(yè)破產(chǎn)等因素，無法開展尾礦庫復墾工作和環(huán)境保護。

4)進一步完善尾礦庫等別劃分方法，5個等別尾礦庫的劃分也應考慮尾礦庫的安全度及潰壩后果嚴重程度。在我國尾礦庫潰壩事故統(tǒng)計中，中小型尾礦庫下游風險高、事故比重大，因此設計等別中應考慮中小型庫的下游風險。

5)提高尾礦庫防洪和壩體穩(wěn)定安全系數(shù)的設防標準，建議考慮可能最大洪水量和壩坡穩(wěn)定1.5安全系數(shù)兩個指標。

6)進一步完善尾礦庫復墾監(jiān)管，建立尾礦庫復墾基金制度，堅持“誰污染，誰治理”，“誰破壞，誰恢復”的原則，保障復墾方案落實。

[1] 田文旗,薛劍光.尾礦庫安全技術與管理[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2006.

[2] Easter brook, John. A Canadian Consensus Group of Stakeholders Working on Safety Issues Prior to Legislation[M]. MIACC (Major Industrial Accidents Council of Canada) . Plant/Operations Progress, 1992.

[3] Udd, JE, Betournay MC. Health, Safety, and Mine Environments Research in the Mining Laboratories of CANMET, Natural Resources Canada [M]. CIM Bulletin, 1997(5):45-51.

[4] Paul Campbell,etc.Regulation of Dams and Tailings Dams in Canada[C].CDA 2010 annual conference,2010.

[5] 勞動部.中華人民共和國礦山安全法實施條例[Z].1996.

[6] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.尾礦庫安全技術規(guī)程AQ 2006-2005[S]. 2006.

Comparative analysis on safety management of tailings ponds in China and Canada

LI Quanming1,2，ZHANG Hong2，LI Gang1

(1.China Academy of Safety and Science & Technology, Beijing 100012，China; 2.North China Institute of Science & Technology, sanhe 101601，China)

From 2007 to 2015, series of specific rectification and comprehensive management of tailings pond carried out in China, achieving remarkable results. The total amount of tailings ponds reduced to 8869, while there are still 1425 “head-top ponds”. Fully learning the experience and measurements in tailings lifecycle safety management from other countries has important significance of improving Chinese tailings lifecycle safety management system construction and enhancing the level of safety management of tailings. This paper summed up China and British Columbia tailings lifecycle safety management requirements, analyzing the characteristics and differences between the two countries tailings safety management by comparing 7 aspects, which is the tailings basic situation, regulations and standards, tailings lifecycle safety management process, parameters design standard, the requirement of construction, monitoring, tailings ponds closing management. Basing on this, this paper put forward some measurements of improving the lifecycle safety management of tailings ponds in China.

tailings ponds; safety management; China; Canada

2016-10-14

國家自然科學基金項目資助(編號：71373245)

李全明，男，博士，教授級高級工程師。

X924

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1004-4051(2017)01-0021-04