我國尾礦庫事故統(tǒng)計分析及對策建議

張家榮，劉建林，朱記偉

(1.商洛學院 陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西 商洛 726000;2.陜西省教育廳，陜西 西安 710061；3.西安理工大學 土木建筑工程學院，陜西 西安 710048)

我國尾礦庫事故統(tǒng)計分析及對策建議

張家榮1，劉建林2，朱記偉3

(1.商洛學院 陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室，陜西 商洛 726000;2.陜西省教育廳，陜西 西安 710061；3.西安理工大學 土木建筑工程學院，陜西 西安 710048)

針對我國尾礦庫事故統(tǒng)計分析及相關(guān)對策建議問題，利用文獻研究法和數(shù)量研究法，分別從尾礦庫事故統(tǒng)計分析的必要性、我國尾礦庫現(xiàn)狀、尾礦事故及發(fā)展趨勢分析、尾礦庫事故教訓及應(yīng)對對策4個方面進行研究。結(jié)果表明：①我國尾礦庫安全狀態(tài)、管理水平參差不齊，危庫、險庫、病庫還占有一定的數(shù)量，治理任務(wù)艱巨；②潰壩、洪水浸頂、滑坡是引起尾礦庫事故的主要原因，占到76.67%；③堅持科學規(guī)范管理，貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，針對不同情況制定科學的應(yīng)對措施，認真負責，尾礦庫事故是可以控制的。

尾礦庫；統(tǒng)計分析；對策建議；避免措施

社會的發(fā)展離不開對資源的開發(fā)與利用，礦產(chǎn)資源也不例外，80%以上的工業(yè)原料和95%以上的能源都取自于礦產(chǎn)資源，作為維持礦山正常運營必要設(shè)施的尾礦庫則是通過就近圍地或攔擋谷口形成用于堆存工業(yè)廢渣或選礦產(chǎn)生的尾礦的場所[1]。尾礦庫在對社會發(fā)展做出貢獻的同時，其也是重大的危險源，一方面尾礦中含有大量的重金屬元素，隨著尾礦或礦山廢水一旦排入周圍環(huán)境就會造成極大的危害，會降低周圍水體的PH值，在水體中的生物體內(nèi)進行富集，也會致使周圍土壤毒化，對植物造成破壞[2]；另一方面尾礦庫也會由于地震、強降水、滲透破壞、設(shè)計或施工問題、管理不善、超負荷運營等原因發(fā)生潰壩或的滲漏，對周邊、下游環(huán)境及人們生命財產(chǎn)造成嚴重危害[3]。

國外對尾礦庫(壩)的研究主要集中在環(huán)境污染方面。在尾礦庫環(huán)境保護方面，如MASCARO等針對尾礦廢水對周圍環(huán)境(包括水體、土壤、生物)的污染以及尾礦廢水成分進行了相關(guān)研究[4]。尾礦開采方面，加拿大開采尾礦趨向大規(guī)?；?，發(fā)展較為迅速；美國克拉克大學公害評定小組對全球90余種公害、事故隱患進行了系統(tǒng)研究并排序，其結(jié)果表明尾礦庫事故位列18位，其危害僅次于核輻射、核爆炸等危害[5-6]。尾礦庫管理方面，從上世紀開始國外許多國家就開始重視尾礦庫的管理工作，對尾礦庫進行了全面普查，制定了有關(guān)尾礦庫的管理指南，同時也建立起了尾礦庫數(shù)據(jù)庫，以提高尾礦庫的信息化管理。

國內(nèi)對尾礦庫的研究相對較多，但環(huán)境方面的研究相對較少。我國現(xiàn)有各類大小尾礦庫幾千座,其中80%集中在有色和冶金礦業(yè)。因此加強尾礦庫事故統(tǒng)計分析，優(yōu)化安全評價方法，強化安全管理,提高其規(guī)范化、標準化水平，確保尾礦庫安全運行是十分迫切和重要的，對尾礦庫事故案例進行分析研究、總結(jié)事故規(guī)律和特點、制定預(yù)防和應(yīng)對措施顯得很有必要[7]。

1 尾礦庫大量堆存的危害

根據(jù)2015年中國國土資源經(jīng)濟研究院發(fā)布《中國礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用報告(2015)》最新數(shù)據(jù)顯示，我國廢石及尾礦累積堆存量高達584億 t，其中尾礦堆存量為146億 t，尾礦堆存物中83%主要由于金礦、銅礦、鐵礦開采所形成，廢石堆存量為4 387億 t[8]，僅2011年和2012年當年尾礦堆存量分別高達15.8億 t和16.0億 t。尾礦的大量堆存給環(huán)境、安全、土地、資源利用都帶來諸多問題。

2 我國尾礦事故及發(fā)展趨勢分析

我國尾礦庫事故時有發(fā)生，不僅給人們生命財產(chǎn)造成極大的威脅和損失，而且對環(huán)境造成極大的破壞，這在一定程度上影響著社會的和諧與穩(wěn)定[9]。筆者通過對我國1962—2015年30起大型尾礦庫事故進行調(diào)查，得到大型尾礦事故原因分析圖，如圖1所示。

圖1 大型尾礦庫事故原因分析圖

相關(guān)研究表明尾礦庫事故中將近20%是由于洪水導(dǎo)致的，主要包括排水泄洪設(shè)施發(fā)生故障或損壞、行洪不暢、超標洪水侵襲、泄洪不力、洪水漫頂?shù)龋慌藕樵O(shè)施事故主要發(fā)生在主汛期，且大多是由于管理疏忽、防洪意識不強所致，運行第1年事故發(fā)生率接近30%；壩基滲漏事故主要發(fā)生在尾礦庫運行初期，運行第1年約占50%，運行前5年約占到30%左右；其他事故主要包括自然災(zāi)害(如地震、火山等原因)引起的壩體液化和壩體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等[10]。2001—2014年尾礦庫事故數(shù)量統(tǒng)計和2003—2014年尾礦庫事故死亡人數(shù)統(tǒng)計分別如圖2和圖3所示。

圖2 2001—2014年尾礦庫事故數(shù)量統(tǒng)計

圖3 2003—2014年尾礦庫事故死亡人數(shù)統(tǒng)計

由圖3可知，從2003—2008年我國尾礦庫事故起數(shù)與死亡人數(shù)明顯呈逐年上升趨勢，這主要是由于我國社會經(jīng)濟發(fā)展的同時礦產(chǎn)行業(yè)也在迅猛發(fā)展，尾礦庫數(shù)量急劇增加，安全隱患加重，事故頻發(fā)；2008—2009年有大幅回落，其原因有兩方面，一方面是政府更加重視，不斷加強尾礦庫的管理與監(jiān)控，另一方面社會各界對尾礦庫關(guān)注不斷提高，特別是2008年“9·8”山西尾礦潰壩事件，更是掀起全國性的尾礦庫治理與管控的高潮；2009—2011年呈小幅度上升趨勢；2011—2012又回落；2013—2014年呈小幅度上升趨勢，說明我國尾礦庫事故正得到合理的控制。隨著我國礦產(chǎn)行業(yè)的不斷規(guī)范化和標準化、尾礦綜合利用程度的不斷提高及綜合治理水平的不斷進步，我國尾礦庫事故終將得到有效的控制。

3 事故教訓及對策

通過對尾礦庫失事的直接原因分析，尾礦庫事故可歸納為4種類型：洪水及排水系統(tǒng)引起的事故、壩體及壩基失穩(wěn)的事故、周邊環(huán)境不利因素引起的事故、管理不到位引起的事故。筆者對各類事故的因素和對策進行了概括。

3.1 洪水及排水系統(tǒng)引起事故的因素及對策

(1)我國部分尾礦庫在設(shè)計過程中由于對防洪形勢估計不足或使用陳舊規(guī)范等原因使防洪標準低于現(xiàn)行標準，致使尾礦庫防洪或泄洪能力不能滿足實際情況需要，出現(xiàn)洪水漫頂甚至潰壩事故，造成危害。避免措施有：要對防洪標準現(xiàn)狀進行復(fù)核，當設(shè)計的防洪標準不足時，對尾礦庫依據(jù)實際水文氣象等條件重新進行調(diào)洪驗算分析，通過分析一旦確定該尾礦庫防洪能力不足時，應(yīng)盡快提出整改加固的具體方案和措施，如通過擴大或改進排水設(shè)施、增加調(diào)洪庫容、增設(shè)排水設(shè)施等措施以彌補其防洪能力不足的缺陷。

(2)若遇到洪水計算依據(jù)不充分、洪峰流量和洪水總量計算結(jié)果偏低的情況。避免措施有：利用最新版本的當?shù)貧庀笏氖謨赃M行洪水計算，在應(yīng)用時要正確選取相關(guān)參數(shù)，一般來說應(yīng)運用多種方法分別計算，經(jīng)過對比分析和總和論證后選取擬用值，取值時要做適當保守考慮，一般取高值為宜[11]。

(3)若遇排水設(shè)施由于阻塞、損壞或結(jié)構(gòu)原因造成排水能力下降或喪失。避免措施有：①對由于地基的沉陷、塌陷、開裂、傾斜等原因造成排洪設(shè)施的損壞、傾斜、裂隙、斷裂、堵塞的，應(yīng)及時進行搶修、加固與疏通，必要時可考慮新增排水泄洪措施。②對于由施工質(zhì)量問題(如鋼筋外露、混凝土剝落、裂縫漏沙、混凝土老化開裂、沙石磨蝕等)造成的排洪設(shè)施排洪故障，應(yīng)抓緊時間加固搶修，必要時可考慮新增排水泄洪措施。③當?shù)鼗厩闆r不明了時，切忌盲目設(shè)計和施工。④應(yīng)按固定要求封堵停用的排水井。

(4)子壩防洪標準低，擋水無效的情況，容易造成洪水漫頂進而引發(fā)潰壩。避免措施有：應(yīng)汛期來臨前對子壩進行調(diào)洪驗算，可采取加大或新增排水設(shè)施增加排洪能力，同時子壩嚴謹擋水，必要時可以考慮對子壩進行加高培厚，提高其防洪能力，滿足防洪要求。

3.2 壩體及壩基失穩(wěn)引起事故的因素及對策

(1)若遇地基處理不當或情況不明等原因引起尾礦庫壩體滑坡、開裂、沉陷。避免措施有：首先及時組織專業(yè)人員進行搶修加固處理，并且應(yīng)組織具有相應(yīng)勘查資質(zhì)的單位進行詳細的地質(zhì)勘察，同時搜集相關(guān)水文氣象資料，聘請具有相應(yīng)設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計單位進行精心設(shè)計。

(2)若遇壩體邊坡過陡、壩體抗剪能力不強和壩體抗滑本領(lǐng)差等情況。避免措施有：①對壩體下部培厚，上部削坡，增大坡比；②對壩體整體培厚；③采用振沖或碎石樁對壩體進行加固，以提升壩體抗剪強度及密實度，增加其穩(wěn)定性。

(3)若遇壩體由于浸潤線過高，造成壩體抗滑能力不足，使得壩體穩(wěn)定性差的情況。避免措施有：①在初期壩的設(shè)計上應(yīng)采用透水型，使其具有排滲層或尾礦庫有預(yù)設(shè)的排滲設(shè)施；②增設(shè)輻射排水井或垂直水平排滲井等排滲降水設(shè)施；④通過增加尾礦庫干灘長度，降低壩體浸潤線。

(4)若遇尾礦庫壩面出現(xiàn)流土、沼澤化、管涌現(xiàn)象等滲流破壞的情況。避免措施有：①增設(shè)反濾層；②增設(shè)降水或者排滲設(shè)施；③進行壓坡處理。

(5)若遇壩體由于震動液化出現(xiàn)險情。避免措施有：①應(yīng)聘請具有相應(yīng)資質(zhì)等級的設(shè)計單位做好專項試驗，制定出切實可行的方案；②通過增設(shè)排滲設(shè)施、增加尾礦庫干灘長度等措施降低壩體浸潤線；③壓坡處理(采用廢石等自重較大的材料壓迫)，增加壓重；④采用振沖或碎石樁等以增加壩體抗剪強度及密實度。

3.3 周邊不利環(huán)境引起事故的因素及對策

(1)對于部分非法開采礦產(chǎn)資源的企業(yè)或個人，由于技術(shù)落后、管理水平低下、尾礦庫建設(shè)缺乏充分論證設(shè)計引起的地質(zhì)災(zāi)害，易造成危害事故。避免措施有：①在尾礦庫建設(shè)前期應(yīng)充分查明周邊的地址條件，避免將尾礦庫建在地質(zhì)條件差的區(qū)域，在難以避免的情況下必須對條件差的區(qū)域進行地基處理；②避免在尾礦庫周邊進行非法開采；③在尾礦庫運行過程中加強平時的巡視監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時查明原因，果斷采取處理措施，避免災(zāi)害發(fā)生。

(2)尾礦庫周邊非法采礦點向尾礦庫肆意排放尾礦，調(diào)洪庫容被占據(jù)。避免措施有：首先應(yīng)堅決依法取締、關(guān)閉這些非法采礦點；在必要時也可采取工程措施(如對現(xiàn)有尾礦庫進行加高培厚)，增加其調(diào)洪庫容，增強尾礦庫防洪能力。

(3)若遇在尾礦庫庫內(nèi)或壩上進行濫采亂挖，損壞尾礦庫排洪設(shè)施或損傷壩體的情況。避免措施有：①禁止濫采亂挖作業(yè)；②修復(fù)受損的壩體或排水設(shè)施，并加強平時監(jiān)控管理和巡視力度[12]。

3.4 管理不到位引起事故的因素及對策

(1)尾礦庫安全管理體系不完善，落實不到位。避免措施有：①建立健全尾礦庫安全管理指揮機構(gòu)及各種安全管理制度，包括制定應(yīng)急預(yù)案、加強制度的落實及監(jiān)督；②做好尾礦庫平時監(jiān)測工作，建立預(yù)警系統(tǒng)，搭建安全管理信息平臺，做好災(zāi)害隱患點的調(diào)查摸底及風險識別工作，從制度上防范尾礦庫事故發(fā)生。

(2)責任落實不到位。避免措施有：①建立健全責任追究體系。真正做到誰負責誰落實，建立嚴格的責任追究制，對因工作不力、指揮不當、失職、瀆職等造成群死群傷或重大損失的，將嚴肅追究責任人的責任；②實行領(lǐng)導(dǎo)負責制與部門分工負責制相結(jié)合；③從思想上真正做到“堅持安全第一，常備不懈”，以防范尾礦庫事故發(fā)生。

4 結(jié)論

尾礦庫作為礦產(chǎn)資源開發(fā)的必要基礎(chǔ)設(shè)施，在發(fā)揮其必要功能和作用的同時，也存在諸多隱患，引發(fā)許多問題和沖突。任何一起尾礦庫事故，都有其確切的引發(fā)原因，且受到各種因素的綜合影響與干預(yù)。因此，如果本著綜合開發(fā)利用、節(jié)約資源、規(guī)范管理、依法管理、科學規(guī)劃與設(shè)計的原則，在尾礦庫的各階段與環(huán)節(jié)增強責任意識，認真貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，針對不同情況制定出科學的應(yīng)對措施，恪盡職守，尾礦庫事故是可以控制的。

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ZHANG Jiarong:Lect.; Key Lab of Shaanxi Province Tailings Comprehensive Utilization of Resources, Shangluo College, Shangluo 726000, China.

Statistical Analysis and Countermeasures of Tailings Accident in China

ZHANGJiarong,LIUJianlin,ZHUJiwei

This paper aiming at the statistical analysis of the tailings accident in China and relevant countermeasures and suggestions ,using literature research method and quantitative research method, the four aspects are studied respectively: the necessity of statistical analysis of tailings accident; current situation of tailing reservoir in China; the analysis of tailings accident and the development trend of China; the lessons of tailings accidents and countermeasures. The results showed that: firstly, China's tailings reservoir safety status and management level is mixed. Secondly,dam failure, flood dipping and landslide are the main causes of tailings accidents, accounting for 76.67%.Thirdly, to adhere to the scientific and standardized management, implement the "safety first, prevention first, comprehensive management" approach, for different situations to develop scientific response measures, serious and responsible, tailings accidents can be controlled.

tailings；statistical analysis；countermeasures and suggestions；avoid measures

2095-3852(2016)06-0682-04

A

2016-06-21.

商洛市科技計劃基金項目(SK2015-33)；陜西省重大基礎(chǔ)研究資金項目(2016ZDJC-21)；洛南縣水務(wù)局橫向課題資金項目(SLFZGHBZ-HT).

X751

10.3963/j.issn.2095-3852.2016.06.009

收稿日期：張家榮(1982-)，男，陜西商洛人，商洛學院陜西省尾礦資源綜合利用重點實驗室講師.