尾礦庫(kù)常見(jiàn)安全隱患排查

文/藍(lán)蓉

本文介紹了我國(guó)尾礦庫(kù)的特點(diǎn)及等別，通過(guò)列舉尾礦庫(kù)常見(jiàn)安全事故隱患，指導(dǎo)金屬非金屬地下礦山企業(yè)進(jìn)行隱患排查。

尾礦庫(kù)是用以貯存金屬、非金屬礦山進(jìn)行礦石選別后排出尾礦的場(chǎng)所，是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源。在長(zhǎng)達(dá)十多年甚至數(shù)十年的時(shí)間里，各種自然的和人為的不利因素都會(huì)直接威脅著它的安全。尾礦庫(kù)一旦失事，必將對(duì)下游人民的生命財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失。尾礦庫(kù)堆存的尾礦和尾礦水都是重要的污染物，若得不到妥善處理，必然會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重污染，因此尾礦庫(kù)是礦山的重要污染源。做好尾礦庫(kù)安全防范與隱患治理至關(guān)重要。

我國(guó)尾礦庫(kù)特點(diǎn)

截至2020 年5 月底，我國(guó)共有尾礦庫(kù)7 278 座，我國(guó)尾礦庫(kù)特點(diǎn)有：數(shù)量大、規(guī)模小；數(shù)量占世界尾礦庫(kù)總數(shù)一半以上；主要為小型庫(kù)（四、五等庫(kù)）；筑壩方式以上游式尾礦壩為主；尾礦粒度偏細(xì)；尾礦庫(kù)下游居民多。

尾礦庫(kù)基本類(lèi)型有山谷型尾礦庫(kù)、傍山型尾礦庫(kù)、平地型尾礦庫(kù)、截河型尾礦庫(kù)等。其中，截河型尾礦庫(kù)將河流改道，對(duì)自然生態(tài)環(huán)境改變較大，國(guó)內(nèi)基本不采用。我國(guó)現(xiàn)有的大、中型尾礦庫(kù)大多屬于山谷型尾礦庫(kù)。它的特點(diǎn)是，初期壩設(shè)置在山谷谷口相對(duì)較窄處，壩體工程量較小，后期尾礦堆壩相對(duì)較易管理維護(hù)，當(dāng)堆壩較高時(shí)，可獲得較大的庫(kù)容；庫(kù)區(qū)縱深較長(zhǎng)，尾礦水澄清距離及干灘長(zhǎng)度易滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；但匯水面積較大時(shí)，排洪設(shè)施工程量相對(duì)較大。

尾礦庫(kù)等別及尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)如表1 與表2 所示，其中，全庫(kù)容和壩高分別確定的尾礦庫(kù)等別的等差為一等時(shí)，以高者為準(zhǔn)，等差大于一等時(shí)，應(yīng)按高者降一等。

尾礦庫(kù)常見(jiàn)安全事故隱患

庫(kù)區(qū)和尾礦壩上存在未按批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行開(kāi)采、挖掘、爆破等活動(dòng)

在庫(kù)區(qū)亂采、濫挖、非法爆破有可能造成周邊山體滑坡、坍塌，滑坡體進(jìn)入尾礦庫(kù)，致使庫(kù)內(nèi)水位上升，還有可能沖擊壩體，從而造成尾礦庫(kù)潰壩；或者由于山體滑坡，原有山體承受力降低，造成尾礦庫(kù)潰壩。在尾礦壩上未按批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行開(kāi)采、挖掘、爆破等活動(dòng)，不僅會(huì)直接損壞壩體導(dǎo)致潰壩，還可能會(huì)引起壩體液化而導(dǎo)致潰壩。

表1 尾礦庫(kù)等別

表2 尾礦庫(kù)防洪標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)現(xiàn)行的AQ 2006-2005《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：嚴(yán)禁在庫(kù)區(qū)和尾礦壩上進(jìn)行亂采、濫挖、非法爆破等?！段驳V庫(kù)安全監(jiān)督管理規(guī)定》（原國(guó)家安全監(jiān)管總局令第38 號(hào)）要求：未經(jīng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位進(jìn)行技術(shù)論證并同意，以及尾礦庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)原審批部門(mén)批準(zhǔn)，任何單位和個(gè)人不得在庫(kù)區(qū)從事爆破、采砂、地下采礦等危害尾礦庫(kù)安全的作業(yè)。

壩體出現(xiàn)貫穿性橫向裂縫，且出現(xiàn)較大范圍管涌、流土變形，壩體出現(xiàn)深層滑動(dòng)跡象

橫向裂縫是指裂縫的走向與壩軸線大致垂直（震害的普遍形式）。管涌是指尾砂細(xì)顆粒在粗顆粒形成的空隙中流動(dòng)以至流失，逐漸形成管形通道。流土變形是在滲透作用下，當(dāng)向上的滲透力大于尾砂的有效重度時(shí)，尾砂處于懸浮狀態(tài)，局部壩體隆起、浮動(dòng)或尾砂粒群同時(shí)發(fā)生移動(dòng)而流失的現(xiàn)象。壩體深層滑動(dòng)是指尾礦庫(kù)壩體內(nèi)部發(fā)生劇烈變形，可能引發(fā)整個(gè)壩體移動(dòng)、坍塌、失穩(wěn)。

AQ 2006-2005《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》明確“壩體出現(xiàn)貫穿性橫向裂縫，且出現(xiàn)較大范圍管涌、流土變形，壩體出現(xiàn)深層滑動(dòng)跡象”是判斷尾礦庫(kù)屬于危庫(kù)的工況之一。

壩外坡坡比陡于設(shè)計(jì)坡比

壩外坡坡比指的是尾礦壩的垂直高度與水平寬度的比值。壩外坡坡比是根據(jù)尾砂力學(xué)參數(shù)計(jì)算壩體滲流穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定獲得的，由設(shè)計(jì)確定。壩外坡坡比一旦變小，壩體滲流和抗滑穩(wěn)定就會(huì)降低，可能導(dǎo)致滲流破壞而潰壩。

AQ 2006-2005《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》第6.3.2 條規(guī)定，尾礦壩堆積坡比不得陡于設(shè)計(jì)規(guī)定。

壩體超過(guò)設(shè)計(jì)壩高，或者超設(shè)計(jì)庫(kù)容儲(chǔ)存尾礦

尾礦庫(kù)壩體超過(guò)設(shè)計(jì)壩高或超設(shè)計(jì)庫(kù)容儲(chǔ)存尾礦極易造成尾礦壩失穩(wěn)，從而導(dǎo)致潰壩事故。

若需要加高擴(kuò)容，屬于擴(kuò)建建設(shè)項(xiàng)目，按照《建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施“三同時(shí)”監(jiān)督管理辦法》（原國(guó)家安全監(jiān)管總局令第36 號(hào)）第七條、第十條、第十二條、第十四條和第二十三條規(guī)定：建設(shè)項(xiàng)目在進(jìn)行可行性研究時(shí)，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家規(guī)定，進(jìn)行安全預(yù)評(píng)價(jià)；在建設(shè)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)委托有相應(yīng)資質(zhì)的初步設(shè)計(jì)單位對(duì)建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施同時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，編制安全設(shè)施設(shè)計(jì)；安全設(shè)施設(shè)計(jì)應(yīng)按照規(guī)定報(bào)經(jīng)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)審查同意，未經(jīng)審查同意的，不得開(kāi)工建設(shè)；建設(shè)項(xiàng)目竣工投入生產(chǎn)或者使用前，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位應(yīng)當(dāng)組織對(duì)安全設(shè)施進(jìn)行竣工驗(yàn)收，并形成書(shū)面報(bào)告?zhèn)洳椤?/p>

尾礦堆積壩上升速率大于設(shè)計(jì)堆積上升速率

壩體上升速度過(guò)快，堆積壩體內(nèi)的水無(wú)法排出，造成壩體無(wú)法充分固結(jié)，滲流破壞的概率增大，降低了壩體穩(wěn)定性，嚴(yán)重的將會(huì)導(dǎo)致潰壩。

未按法規(guī)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壩體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估

《尾礦庫(kù)安全監(jiān)督管理規(guī)定》（原國(guó)家安全監(jiān)管總局令第38 號(hào)）第十九條規(guī)定：“（1）尾礦庫(kù)應(yīng)當(dāng)每三年至少進(jìn)行一次安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。尾礦庫(kù)安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)工作應(yīng)當(dāng)有能夠進(jìn)行尾礦壩穩(wěn)定性驗(yàn)算、尾礦庫(kù)水文計(jì)算、構(gòu)筑物計(jì)算的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員參加。（2）上游式尾礦壩堆積至二分之一至三分之二最終設(shè)計(jì)壩高時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)壩體進(jìn)行一次全面勘察，并進(jìn)行穩(wěn)定性專(zhuān)項(xiàng)評(píng)價(jià)。”

堆壩坡浸潤(rùn)線逸出

浸潤(rùn)線埋深小于控制浸潤(rùn)線埋深

尾礦庫(kù)的浸潤(rùn)線為尾礦庫(kù)的生命線，浸潤(rùn)線的埋深與尾礦庫(kù)的穩(wěn)定性有著密切的關(guān)系。當(dāng)浸潤(rùn)線埋深小于控制浸潤(rùn)線埋深時(shí)，尾礦庫(kù)的滲流穩(wěn)定性和抗滑安全系數(shù)均小于設(shè)計(jì)值，易發(fā)生滲流破壞造成壩體失穩(wěn)，從而導(dǎo)致潰壩。

安全超高和干灘長(zhǎng)度小于設(shè)計(jì)規(guī)定

設(shè)計(jì)給定的安全超高和干灘長(zhǎng)度，是為確保壩體穩(wěn)定和尾礦庫(kù)安全，經(jīng)調(diào)洪演算后確定的，當(dāng)尾礦庫(kù)的安全超高和干灘長(zhǎng)度小于設(shè)計(jì)時(shí)，可能造成滲流破壞導(dǎo)致潰壩，也有可能導(dǎo)致子壩直接擋水、引發(fā)洪水漫頂而潰壩。

AQ 2006-2005《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》明確“尾礦庫(kù)調(diào)洪庫(kù)容嚴(yán)重不足，在設(shè)計(jì)洪水位時(shí)，安全超高和最小干灘長(zhǎng)度都不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，將可能出現(xiàn)洪水漫頂”是判斷尾礦庫(kù)屬于危庫(kù)的工況之一。

排洪系統(tǒng)構(gòu)筑物嚴(yán)重堵塞或者坍塌，導(dǎo)致排水能力急劇下降

排洪系統(tǒng)通常由進(jìn)水構(gòu)筑物和輸水構(gòu)筑物兩部分組成，進(jìn)水構(gòu)筑物主要有排水井、排水斜槽等；輸水構(gòu)筑物主要有排水管、隧洞、排水斜槽等。排洪系統(tǒng)構(gòu)筑物嚴(yán)重堵塞、坍塌包括進(jìn)水構(gòu)筑物和輸水構(gòu)筑物兩個(gè)方面。

AQ 2006-2005《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》明確“排洪系統(tǒng)嚴(yán)重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急劇降低”“排水井顯著傾斜，有倒塌的跡象”是判斷尾礦庫(kù)屬于危庫(kù)的工況。

GB 50863-2013《尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.3.5 條規(guī)定：尾礦壩的滲流控制措施必須確保浸潤(rùn)線低于控制浸潤(rùn)線。

排洪系統(tǒng)構(gòu)筑物嚴(yán)重堵塞、坍塌，導(dǎo)致排水能力急劇下降，是指具有下列情形之一的，即為重大生產(chǎn)安全事故隱患：排水井、排水斜槽等進(jìn)水口嚴(yán)重堵塞；排水井顯著傾斜，有倒塌的跡象；排水斜槽、排水管出現(xiàn)塌陷導(dǎo)致嚴(yán)重堵塞，或者基礎(chǔ)沉陷錯(cuò)位致使漏沙嚴(yán)重；隧洞出現(xiàn)塌方導(dǎo)致嚴(yán)重堵塞，或者斷裂致使漏沙嚴(yán)重。

設(shè)計(jì)以外的尾礦、廢料或者廢水進(jìn)庫(kù)

尾礦庫(kù)框架式排水井

不同的尾礦物理性質(zhì)不一樣，設(shè)計(jì)以外的尾礦、廢料和廢水進(jìn)庫(kù)后，不但造成尾礦沉積規(guī)律發(fā)生變化，滲透系數(shù)也隨之而改變，同時(shí)，易存在軟弱夾層，壩體滲流穩(wěn)定無(wú)法得到保障，壩體易因滲流破壞而潰壩，同時(shí)由于超量排放也可能造成堆積壩上升速率大于設(shè)計(jì)速率。

《尾礦庫(kù)安全監(jiān)督管理規(guī)定》（原國(guó)家安全監(jiān)管總局令第38 號(hào)）要求：對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行的尾礦庫(kù)，未經(jīng)技術(shù)論證和安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)的批準(zhǔn)，任何單位和個(gè)人不得對(duì)“設(shè)計(jì)以外的尾礦、廢料或者廢水進(jìn)庫(kù)等”進(jìn)行變更。

多種礦石性質(zhì)不同的尾砂混合排放時(shí)，未按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行排放

多種礦石性質(zhì)不同的尾砂混合排放時(shí)，設(shè)計(jì)會(huì)給定混合比例、不同礦石尾砂的排放方式（壩前排放、周邊排放、庫(kù)尾排放）、排放濃度、支管排放流量。未按設(shè)計(jì)排放，造成尾礦沉積規(guī)律發(fā)生變化，滲透系數(shù)也隨之而改變，同時(shí)，易存在軟弱夾層，壩體滲流穩(wěn)定無(wú)法得到保障，壩體易因滲流破壞而潰壩。

冬季未按照設(shè)計(jì)要求采用冰下放礦作業(yè)

冰下放礦作業(yè)是指將放礦管直接插入水面區(qū)冰蓋以下集中放礦。主要是針對(duì)在我國(guó)東北、華北、西北及青藏高原等嚴(yán)寒地區(qū)的上游式筑壩尾礦庫(kù)。冬季未在冰下放礦作業(yè)，易引起浸潤(rùn)線抬升或逸出、壩體突然出現(xiàn)融陷、尾砂強(qiáng)度參數(shù)迅速降低，進(jìn)而導(dǎo)致尾礦庫(kù)潰壩。