2018年巖土工程師專業(yè)知識尾礦庫

尾礦庫利用擅自動工不行

由金屬或非金屬礦山開采出的礦石，經(jīng)選礦廠選出有價值的精礦后產(chǎn)生細砂—樣的“廢渣”，叫做尾礦，我國每年產(chǎn)生尾礦約3億噸。這些尾礦不僅數(shù)量大，有些還含有暫時不能回收的有用成分，如隨意排放，就會造成資源的流失，更嚴重的是會大面積覆沒農(nóng)田，淤塞河道，造成嚴重的環(huán)境污染，因此必須妥善處理。

將選礦廠排出的尾礦送往指定地點堆存或利用的技術叫做尾礦處理。為尾礦堆存所建造的構(gòu)筑物系統(tǒng)一般常簡稱為尾礦庫，包括庫區(qū)、尾礦壩、排洪構(gòu)筑物和壩的觀測設備等，用以儲存選礦廠排出的尾礦。我國的尾礦庫主要集中在有色、冶金、化工、黃金、建材和核工業(yè)等行業(yè)。初步統(tǒng)計，形成一定規(guī)模的尾礦庫約1500座。庫容超過1億m3的有10座，最大的是江西德興銅礦的4號尾礦庫，庫容達8.3億m3。

尾礦庫是危險源

尾礦庫在礦山生產(chǎn)中具有十分重要的作用，是維持礦山生產(chǎn)的重要設施。由于尾礦庫難以避開居民區(qū)和人口稠密區(qū)，因此也是重要的危險源。尾礦壩潰壩破壞時，尾礦往往立即液化，擴大壩的缺口，沿山谷往下游傾泄，其危害程度比水壩潰壩嚴重得多。

我國在解放前沒有尾礦庫，從1953年開始，遼寧省楊家杖子礦務局建設了中國第一個尾礦庫，至今全國建設了幾千座尾礦庫，基本上滿足了礦山需要。但由于各種原因，尾礦庫的安全狀況不容樂觀?？傮w來看，約有1/3屬病險庫，不同程度存在事故隱患，嚴重者曾發(fā)生潰壩事故。如：1962年9月26日云南錫業(yè)公司火谷都尾礦庫潰壩，死亡171人，傷9人;1985年8月25日湖南柿竹園有色礦牛角壟尾礦庫潰壩，死亡49人;1986年4月30日安徽黃梅山鐵礦金山尾礦庫壩體潰決，死亡19人，傷95人;1992年5月24日，河南灤川縣赤土店鄉(xiāng)鉬礦尾礦庫發(fā)生大規(guī)模坍塌，死亡12人;1993年，福建省潘洛鐵礦庫區(qū)內(nèi)發(fā)生山體大規(guī)模滑坡，造成14人死亡，4人重傷;1994年7月13日，湖北省大冶有色金屬公司龍角山銅礦尾礦庫潰壩，死亡28人，失蹤3人。

2000年10月18日上午10時許，地處南丹縣大廠鎮(zhèn)酸水灣的鴻圖選礦廠的尾砂庫突然塌壩，造成下游華錫集團銅坑礦住宅區(qū)部分房屋及部分民房倒塌。據(jù)有關部門調(diào)查，這起事故共造成28人死亡。當坍塌發(fā)生后，疏松的廢礦砂奔涌而下，一瀉數(shù)百米，污水與泥石流沖起來有2米多高，砂壩附近的上百座民房頃刻間毀于一旦。柳州華錫集團公司的三棟宿舍樓也被沖倒，來不及逃走的人們瞬間遭受滅頂之災。砂壩坍塌后形成的“泥石流”延綿600余米。那股巨大黑流竟把正迎頭行駛的拖拉機、摩托車及路上行人全卷得毫無蹤影……

每次尾礦庫的事故不但造成人員傷亡，在經(jīng)濟上造成巨大損失，而且在社會上造成極壞的影響。

國外尾礦庫的破壞事故也時有報道。美國克拉克大學公害評定小組的研究表明，尾礦庫事故的危害，在世界93種事故、公害的隱患中，名列第18位。它僅次于核爆炸、神經(jīng)毒氣、核幅射等災害，而比航空失事、火災等其他60種災害嚴重，直接引起百人以上死亡的尾礦庫事故并不新鮮。

1985年7月，意大利的普瑞皮爾尾礦庫潰壩，250人喪生。1965年智利某銅礦因地震潰壩，死亡210人。非洲的贊比亞某銅礦和南非某鉑礦，分別在1970年和1974年潰壩，有100人喪生。美國布法羅尼河礦尾礦壩1972年2月26日潰壩，造成125人死亡，4000人無家可歸。

尾礦庫的安全監(jiān)管

世界各國都非常重視尾礦庫的安全，美國、加拿大等國都把對尾礦庫的安全列為該國勞動部門安全監(jiān)察的重要內(nèi)容。在美國，勞工部礦山安全衛(wèi)生署所屬的技術中心制定有尾礦庫的安全檢查指南。礦山安全衛(wèi)生署下屬6個區(qū)的安全檢查總部及各檢查站對尾礦庫每年必須檢查2次，對檢查出的安全隱患及時發(fā)出通知限期治理。對未及時處理又沒有充分理由說明原因的，處以嚴厲的經(jīng)濟處罰甚至起訴。加拿大等國都規(guī)定，尾礦庫的設計和驗收都必須經(jīng)勞動部門的審查。

國際大壩委員會在1984年組建了國際大壩委員會礦山和工業(yè)尾礦壩分會?這個分會目前已經(jīng)獨立出來　，針對全世界日益增多的尾礦庫制定一系列安全方面的方針，交流各國對尾礦庫安全工作的法規(guī)資料和技術經(jīng)驗，促進尾礦庫安全技術的發(fā)展。

新中國建立后，在黨和國家的重視和關懷下，尾礦庫工程專業(yè)隊伍從無到有，現(xiàn)已擁有尾礦工程科研、勘察、設計、施工與生產(chǎn)管理的各類人才，且專業(yè)齊全、水平較高、素質(zhì)過硬。在尾礦濃縮與輸送的理論研究和新型高效設備的應用，高堆壩滲流與穩(wěn)定分析的理論研究和生產(chǎn)實踐，降低壩內(nèi)浸潤線增加壩體穩(wěn)定的理論與實踐，巖溶區(qū)和地震區(qū)的尾礦庫建設，尾礦水處理，尾礦壩觀測系統(tǒng)，中線法和下游法筑壩工藝研究和實踐，細泥筑壩理論與實踐，排水系統(tǒng)、復墾和尾礦的綜合利用等方面都達到了很高水平。

為了加強對尾礦庫的管理，我國以立法的形式特別強調(diào)了對尾礦設施的安全監(jiān)督。在《中華人民共和國礦山安全法》中規(guī)定：礦山企業(yè)對尾礦庫可能引起的危害應當采取預防措施。并明確：國務院勞動行政主管部門對全國礦山安全工作實施統(tǒng)一監(jiān)督。縣級以上各級人民政府勞動行政主管部門對本行政區(qū)域內(nèi)的礦山安全工作實施統(tǒng)一監(jiān)督。

隨著國家機構(gòu)的改革，目前由國家和地方政府安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門行使安全生產(chǎn)監(jiān)督管理職權(quán)。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門為主體實施的安全監(jiān)督是代表國家監(jiān)督。這種具有法律形式的統(tǒng)一監(jiān)督具有如下的基本特征：

1、權(quán)威性：體現(xiàn)國家意志，是其他種類的監(jiān)督和其他部門的工作職責中所不具有的。

2、強制性：是以國家強制力作為后盾的。

3、普遍的約束性：對我國管轄領域內(nèi)的礦產(chǎn)資源開采活動，勞動部門的監(jiān)督具有普遍約束力

庫安全監(jiān)督管理的主要法規(guī)。

1、基本法規(guī)

尾礦庫作為礦山重要的生產(chǎn)設施和環(huán)保設施，同時又是重要的危險源，它的建設和管理必須遵守：

《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》

2、工程建設的主要法規(guī)和標準

(1)《選礦廠尾礦設施設計規(guī)范》(ZBJ1-90)

(2)《鈾水冶廠尾礦庫安全設計規(guī)定》(EJ794-93)

(3)《尾礦設施施工及驗收規(guī)程》(YS5418-95)

(4)《碾壓式土石壩施工技術規(guī)范》(SDJ213-83)

(5)《上游法尾礦堆積壩工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(YBT11-86)

(6)《尾礦庫閉庫安全規(guī)程》 待發(fā)

3、生產(chǎn)管理的主要法規(guī)和標準

(1)《冶金礦山尾礦設施管理規(guī)程》 (90)冶礦字第185號

(2)《尾礦庫安全管理規(guī)定》(國家經(jīng)貿(mào)委20號令)

(3)《礦山特種作業(yè)人員安全操作資格考核規(guī)定》(勞動部?1996 35號)

(4) 《尾礦庫安全技術服務機構(gòu)資質(zhì)審查與管理暫行辦法》 待發(fā)

4、安全監(jiān)督的主要法規(guī)和標準

(1)《尾礦庫安全管理規(guī)定》(國家經(jīng)貿(mào)委20號令)

(2)《關于尾礦庫閉庫安全驗收工作的通知》(國家經(jīng)貿(mào)委)

(3) 地方有關規(guī)定

擅自動工萬萬不行

在談起望兒山尾礦庫未經(jīng)有關部門批準，施工隊便擅自動工時，田教授嚴肅地說，這是萬萬不行的。《尾礦庫安全管理規(guī)定》第十九條規(guī)定，閉庫后的尾礦庫的重新啟用或改作他用時，必須經(jīng)過可行性設計論證，并報安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門審查批準。

他舉例說，1994年5月7日云南永福錫礦尾礦庫因違反安全規(guī)程，在尾礦壩下挖砂，引起大面積塌方，死亡13人。

說著，他在桌上鋪開一張紙，用鉛筆畫出尾礦庫的示意圖。(略)

1、初期壩;2、堆積壩;3、排水管;4、第一個排水井;5、后續(xù)排水井;6、尾礦沉積灘

正像水庫用來蓄水，尾礦庫是用于堆存尾礦的。但是與水壩不同的是，尾礦壩通常要有良好的滲水性，以排除庫內(nèi)積水。尾礦壩由初期壩和堆積壩組成。初期壩一般由毛石堆砌，堆積壩則是隨著尾礦的增加，用沉積的粗粒尾礦堆積。這種壩體的結(jié)構(gòu)含有大面積的厚層細泥夾層，使壩體具有不穩(wěn)定性。在發(fā)生洪澇災害，或受到人為破壞時，壩坡會出現(xiàn)圓弧形滑動面造成潰壩(下圖所示)。(略)

黃金礦山的尾礦庫更有其特殊性，一是尾礦庫?壩　址的選擇，往往為了少占農(nóng)田，多數(shù)地形條件差，山谷狹窄、坡陡、庫容量小，匯水面積較大，調(diào)洪庫容小，致使壩體相對較高。干旱地區(qū)如選礦廠有回水要求時，壩內(nèi)水位長期居高不下，形成人工建起的高勢能“泥石流”。二是由于選礦工藝的特點，金礦多采用浮選、氰化或浮選與氰化等聯(lián)合工藝提金，并且近年來為提高金的回收率，加大了磨礦細度，-200目尾礦粒度達70%～95%，給尾礦筑壩帶來一定困難，通常容易造成堆積壩體的浸潤線偏高，出現(xiàn)壩外坡滲流、管涌和壩腳的沼澤化，給壩體穩(wěn)定性帶來不利因素。

為了防止濫挖尾礦庫造成嚴重危害，在國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會第20號令中公布的《尾礦庫安全管理規(guī)定》第十四條規(guī)定，未經(jīng)技術論證和批準，任何單位和個人不得在庫區(qū)從事采礦作業(yè)。嚴禁在庫區(qū)爆破、濫挖尾礦和炸魚等危害尾礦庫安全的活動。

目前，對于已經(jīng)閉庫的尾礦庫要加以開發(fā)利用，必須經(jīng)過地、市兩級環(huán)保部門和地、市、省三級安全生產(chǎn)監(jiān)督部門的批準。

尾礦庫的開發(fā)利用

在我們廣闊的國土上，存在著大量廢棄的尾礦庫、排土場、露采坑以及因采礦破壞的荒山荒地。據(jù)估計，我國現(xiàn)有各類工礦廢棄土地約6000萬畝，這是一片多大的土地，又是一份多大的資源!這些資源如何加以有效的利用?

田教授說，這是一個世界性的難題，尾礦庫的利用涉及地質(zhì)與資源、礦山工程、環(huán)境保護、景觀美學、生物生態(tài)、金屬毒性毒理等多門學科。由于尾砂的平均粒徑只有0.07毫米，力學指標很差，難以大規(guī)模用于土方工程。國內(nèi)有些地方用尾砂制磚，但只是利用了極其少量的一點點。目前，主要還是著力進行土地復墾，國內(nèi)已經(jīng)有了很好的典范。

在安徽銅陵有色金屬公司所屬五公里尾礦庫，已經(jīng)建成了無土復墾示范場。昔日塵沙飛揚的尾砂灘，今日已被綠草覆蓋，綠樹成行，成為沿長江綠化帶的一景。

在云南錫業(yè)集團有限公司古山采選廠尾礦庫的復墾試點，已經(jīng)建成225畝的竹林。在未來3年里，云錫公司將對9375畝土地復墾。目前，已完成土地利用約1590畝。3年后，將凈增耕地6900畝，林地1515畝，發(fā)展4845畝甜龍筍和花卉、經(jīng)濟果林以及養(yǎng)殖的高生態(tài)經(jīng)濟園。 小資料：

田文旗，教授，64歲，我國尾礦庫專業(yè)的老師。1964年畢業(yè)于清華大學水利系，分配到當時的冶金部有色冶金設計總院，從事尾礦庫的設計工作。后在冶金部有色冶金設計總院改制為中國有色工程設計研究總院時，擔任了該院的水工業(yè)所所長，尾礦庫專業(yè)由該所負責。1999年辦理退休手續(xù)后，返聘到中國有色工業(yè)尾礦壩監(jiān)測中心出任主任一職，至今從事尾礦庫專業(yè)已經(jīng)整整38年，期間參與或主持了我國許多大型尾礦庫的設計工作，并參與了《尾礦庫安全管理規(guī)定》等多個法規(guī)和尾礦庫工業(yè)標準的起草工作。