尾礦庫安全現狀及事故防治分析

肖朝良

（中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

尾礦庫作為一類專門用于存儲尾礦的高勢能人造泥石流危險源，在服務期間及閉庫后長達十多年或數十年的時間段內，其安全性受到各種自然及人為因素的影響。目前，我國尾礦庫數量位居世界第一，尾礦庫的安全形勢日趨嚴峻，提高尾礦庫的安全管理水平尤為重要。因此，亟需對尾礦庫安全現狀及事故防治要點進行詳細探究。

1 尾礦庫安全管理要點

1.1 尾礦庫堆存系統的管理要求與辦法

尾礦庫堆存系統是堆積壩的排滲與支撐棱體，大多使用當地土石等材料來修筑低壩，隨著尾礦的不斷排入，久而久之尾礦的沉積加高形成了后期壩，初期壩在后期的使用管理中主要是做好初期壩的維護工作，對岸坡要按設計要求進行技術處理，垂直防滲墻要有足夠高度，對馬道位置寬度、壩肩截洪溝與壩頂寬度等必須要按設計要求施工。后期壩的管理要求岸坡處理應做隱蔽工程記錄，降低壩體浸潤線，根據降雨量及壩體兩側匯水面積來防止坡匯流雨水沖刷后期壩體，子壩堆筑位置要嚴謹依據礦壩設計坡比要求確定，在每道子壩壩頂內緣與上道子壩的外坡交界線設排水溝，還要將放礦系統移至子壩壩頂繼續放礦充填。

1.2 尾礦庫放礦系統級管理要求與辦法

尾礦放礦系統是通過壩面放礦在主管道上的放礦支管來實現壩面分散放礦，尾礦庫的放礦管理必須有專人管理負責，庫內水邊線與攤頂要平行，往往質量良好的沉積灘應該是尾礦顆粒沿灘長分級非常明顯，放礦支管必須要確保擁有足夠長度，可以在子壩內坡腳堆放草袋來減少對子壩坡腳的沖刷。

1.3 尾礦庫回水系統及管理要求及辦法

尾礦回水系統通常涵蓋回水池、回水管道、回水井塔與回水泵站等部分，它主要是為選礦廠提供生產用水，其中對回水系統的管理要求與辦法做出了以下規定：如果使用多級井塔回水，必須相鄰井塔之間要保持大約一米的重疊高度，尾礦回水水池容量對中小型選廠應該普遍大于七小時的回水水量，始終堅持以節約能源來采用靜壓回水方式，還要嚴格管控好回水泵站的型號等參數要求，如果回水井塔停止使用時，切忌在井筒上部封井。

1.4 尾礦庫排洪系統及管理要求與辦法

通常尾礦庫排洪設計中按照固定的沉積灘坡度來確定調洪高度，確保尾礦庫的排水通常與排洪能力是其安全管理的主要任務，排水系統的型式主要有溢洪道、斜槽式、管式與洞式，要注重對其強度與施工質量的嚴格監管，當調洪庫容接近零時，在設計中要充分利用調洪庫容來進行洪水調節。

排洪系統的管理要求與辦法強調要依據調洪要求來確定排洪井口底坎的高程。

2 尾礦庫概況

某尾礦庫為山谷型尾礦庫。山體標高為80m～200m，周邊山體較高，兩岸山坡陡峭，溝口較小。尾礦庫屬三等庫，采用上游法堆壩，初期壩為透水堆石壩，通過對選礦生產排出的尾礦進行特性分析，認為該尾礦屬于典型的高濃度細粒尾礦。

3 尾礦庫安全現狀

本研究分別從尾礦壩、排洪構筑物兩個方面對尾礦庫安全現狀以及安全事故防治對策進行詳細探究。在該尾礦壩中，最大的危險因素為潰壩，一旦潰壩會引發滑坡、泥石流等重大災害，引起重大人員傷亡、財產損失和環境污染。另外，作為上游法筑壩的尾礦庫，泄洪構筑物的安全性也十分重要，特別是尾礦壩不允許壩體溢流。因此尾礦庫的安全性從很大程度上取決于排洪系統的安全性。本文采用瑞典圓弧滑動法和簡化畢肖普法對尾礦庫進行壩體穩定分析，根據該尾礦庫的尾礦筑壩設計方案，加高至140m壩高時尾礦庫為三等庫，當加高至140m壩高時，在正常運行、洪水運行、特殊運行等工況下，最小安全系數均滿足規范要求，壩體具有一定的穩定性。分析圖1可知：滑動面均位于堆積壩壩體處，且屬于淺層滑動；在洪水運行、特殊運行工況下，由于干灘長度不足，浸潤線埋深相對較淺，最小安全系數超出規范值較少，壩體穩定性安全儲備不足，宜采取相應的壩體加固措施或增加排滲措施，降低壩體浸潤線來提高其安全儲備，降低其滑坡危險。

圖1 壩體穩定性分析結果

4 尾礦庫事故防治要點

4.1 尾礦壩體安全管理

①由于該尾礦庫所排尾礦具有高濃度、細顆粒的特點，子壩堆筑時應嚴格按照設計要求采用上游法廢石堆筑，并確保筑壩材料特性符合要求，子壩內外坡比、高度、軸線位置應符合設計要求。②隨著子壩堆積高度上升應及時按照設計要求修筑壩肩排水溝，同時按設計要求在110，120，130m標高設置排滲盲溝，并保證施工質量。③在壩前均勻放礦，使灘面均勻上升，并避免灘面出現側坡、扇形坡或細粒尾礦集中沉積于一端或一側，放礦初期應采用多管小流量的放礦方式，以利于盡快形成灘面。④加強壩下滲流水水量和水質監測，若發現滲水量突然增大、減少或變渾濁時，應及時進行隱患排查和治理。

4.2 尾礦庫防排洪安全管理

①嚴格按照設計要求控制庫內水位，每年汛期應在滿足回水水質和水量要求的前提下，盡可能降低庫內水位，提高尾礦庫的防洪、抗洪能力；汛期尾礦庫初期應確保安全超高2m以上，干灘長度在400m以上。②根據尾礦庫的實際運行情況和庫內水位標高及時加蓋框架式排水井拱板，并保證密封質量，避免出現漏沙現象。③每年汛期前應對排水井、排水管和庫邊截洪溝進行檢查、維修和疏浚，確保排洪設施暢通。④應按照設計要求的排尾濃度和流量進行排尾作業，確保干灘坡度滿足設計要求，若干灘坡度比設計變緩，需重新進行調洪演算并采取相應的處理措施。⑤汛期應實時關注庫內水情，加強巡邏，一旦發現險情須及時上報，并采取緊急措施，嚴防事態惡化。

4.3 尾礦庫日常安全管理

①尾礦庫在后續運行過程中，應嚴格按設計要求的項目、位置、數量及時安裝位移觀測設施、浸潤線觀測設施以及在線監測系統，并加強尾礦庫在線監測系統的維護和管理，進一步加強數據分析處理，使之能夠真正發揮起監測、預警和保護尾礦庫安全的作用。②加強應急救援預案的安全教育培訓，并在日常工作中注重應急預案的演練工作，不斷提高各級人員的應變能力和突發事故應急處理能力，并根據演練結果不斷完善應急救援預案；進一步細化落實救援物資和裝備，包括救援物資和裝備的名稱、數量、存放地點，一旦發生尾礦庫安全事故時，可為應急救援預案的及時有效實施提供時間上和物資上的保障。③應加強尾礦庫管理機構各崗位人員的培訓工作，包括尾礦庫安全管理方面的各項管理制度、崗位職責、尾礦庫專業知識以及尾礦庫設計文件，了解尾礦處理工藝，熟悉政府部門的有關標準及規定等。④應建立重大危險源檔案，重大危險源檔案類型主要有重大危險源安全評估報告、重大危險源安全管理制度、重大危險源安全管理與監控實施方案、重大危險源監控檢查表以及重大危險源應急救援預案、演練方案等。

5 結語

綜上所述，本文對尾礦庫建設與安全管理技術進行探究分析具有重要的現實性意義，尾礦庫是金屬與非金屬礦山安全生產的重要環節，它更是礦山企業正常順利生產的配套安全設施，尾礦庫作為高勢能的人逆泥石流危險源，對廣大人民群眾的生命財產健康安全與生態環境具有非常大的威脅與挑戰，還會增加資金成本的損耗與人力、物力的浪費，因此尾礦庫作為該領域的重大危險源，必須要加強尾礦庫的建設與安全管理技術，盡可能的降低潰壩與泄露等災害事故的頻發，進而從根本上促進我國社會經濟的協調穩定可持續快速健康發展進步。

參考文獻

[1]李青石，李庶林，陳際經.試論尾礦庫安全監測的現狀及前景[J].中國地質災害與防治學報，2011，22（1）：99-106.

[2]陳生水.尾礦庫安全評價存在的問題與對策[J].巖土工程學報，2016，38（10）：1869-1873.

[3]黃磊，苗放，王夢雪.區域尾礦庫安全監測預警系統設計與構建[J].中國安全科學學報，2013，23（12）：146-152.