尾礦庫(kù)安全現(xiàn)狀及事故防治分析

肖朝良

（中國(guó)有色金屬長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

尾礦庫(kù)作為一類專門用于存儲(chǔ)尾礦的高勢(shì)能人造泥石流危險(xiǎn)源，在服務(wù)期間及閉庫(kù)后長(zhǎng)達(dá)十多年或數(shù)十年的時(shí)間段內(nèi)，其安全性受到各種自然及人為因素的影響。目前，我國(guó)尾礦庫(kù)數(shù)量位居世界第一，尾礦庫(kù)的安全形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，提高尾礦庫(kù)的安全管理水平尤為重要。因此，亟需對(duì)尾礦庫(kù)安全現(xiàn)狀及事故防治要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探究。

1 尾礦庫(kù)安全管理要點(diǎn)

1.1 尾礦庫(kù)堆存系統(tǒng)的管理要求與辦法

尾礦庫(kù)堆存系統(tǒng)是堆積壩的排滲與支撐棱體，大多使用當(dāng)?shù)赝潦炔牧蟻?lái)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(hù)工作，對(duì)岸坡要按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行技術(shù)處理，垂直防滲墻要有足夠高度，對(duì)馬道位置寬度、壩肩截洪溝與壩頂寬度等必須要按設(shè)計(jì)要求施工。后期壩的管理要求岸坡處理應(yīng)做隱蔽工程記錄，降低壩體浸潤(rùn)線，根據(jù)降雨量及壩體兩側(cè)匯水面積來(lái)防止坡匯流雨水沖刷后期壩體，子壩堆筑位置要嚴(yán)謹(jǐn)依據(jù)礦壩設(shè)計(jì)坡比要求確定，在每道子壩壩頂內(nèi)緣與上道子壩的外坡交界線設(shè)排水溝，還要將放礦系統(tǒng)移至子壩壩頂繼續(xù)放礦充填。

1.2 尾礦庫(kù)放礦系統(tǒng)級(jí)管理要求與辦法

尾礦放礦系統(tǒng)是通過(guò)壩面放礦在主管道上的放礦支管來(lái)實(shí)現(xiàn)壩面分散放礦，尾礦庫(kù)的放礦管理必須有專人管理負(fù)責(zé)，庫(kù)內(nèi)水邊線與攤頂要平行，往往質(zhì)量良好的沉積灘應(yīng)該是尾礦顆粒沿灘長(zhǎng)分級(jí)非常明顯，放礦支管必須要確保擁有足夠長(zhǎng)度，可以在子壩內(nèi)坡腳堆放草袋來(lái)減少對(duì)子壩坡腳的沖刷。

1.3 尾礦庫(kù)回水系統(tǒng)及管理要求及辦法

尾礦回水系統(tǒng)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(chǎn)用水，其中對(duì)回水系統(tǒng)的管理要求與辦法做出了以下規(guī)定：如果使用多級(jí)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(duì)中小型選廠應(yīng)該普遍大于七小時(shí)的回水水量，始終堅(jiān)持以節(jié)約能源來(lái)采用靜壓回水方式，還要嚴(yán)格管控好回水泵站的型號(hào)等參數(shù)要求，如果回水井塔停止使用時(shí)，切忌在井筒上部封井。

1.4 尾礦庫(kù)排洪系統(tǒng)及管理要求與辦法

通常尾礦庫(kù)排洪設(shè)計(jì)中按照固定的沉積灘坡度來(lái)確定調(diào)洪高度，確保尾礦庫(kù)的排水通常與排洪能力是其安全管理的主要任務(wù)，排水系統(tǒng)的型式主要有溢洪道、斜槽式、管式與洞式，要注重對(duì)其強(qiáng)度與施工質(zhì)量的嚴(yán)格監(jiān)管，當(dāng)調(diào)洪庫(kù)容接近零時(shí)，在設(shè)計(jì)中要充分利用調(diào)洪庫(kù)容來(lái)進(jìn)行洪水調(diào)節(jié)。

排洪系統(tǒng)的管理要求與辦法強(qiáng)調(diào)要依據(jù)調(diào)洪要求來(lái)確定排洪井口底坎的高程。

2 尾礦庫(kù)概況

某尾礦庫(kù)為山谷型尾礦庫(kù)。山體標(biāo)高為80m～200m，周邊山體較高，兩岸山坡陡峭，溝口較小。尾礦庫(kù)屬三等庫(kù)，采用上游法堆壩，初期壩為透水堆石壩，通過(guò)對(duì)選礦生產(chǎn)排出的尾礦進(jìn)行特性分析，認(rèn)為該尾礦屬于典型的高濃度細(xì)粒尾礦。

3 尾礦庫(kù)安全現(xiàn)狀

本研究分別從尾礦壩、排洪構(gòu)筑物兩個(gè)方面對(duì)尾礦庫(kù)安全現(xiàn)狀以及安全事故防治對(duì)策進(jìn)行詳細(xì)探究。在該尾礦壩中，最大的危險(xiǎn)因素為潰壩，一旦潰壩會(huì)引發(fā)滑坡、泥石流等重大災(zāi)害，引起重大人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境污染。另外，作為上游法筑壩的尾礦庫(kù)，泄洪構(gòu)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(kù)的安全性從很大程度上取決于排洪系統(tǒng)的安全性。本文采用瑞典圓弧滑動(dòng)法和簡(jiǎn)化畢肖普法對(duì)尾礦庫(kù)進(jìn)行壩體穩(wěn)定分析，根據(jù)該尾礦庫(kù)的尾礦筑壩設(shè)計(jì)方案，加高至140m壩高時(shí)尾礦庫(kù)為三等庫(kù)，當(dāng)加高至140m壩高時(shí)，在正常運(yùn)行、洪水運(yùn)行、特殊運(yùn)行等工況下，最小安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求，壩體具有一定的穩(wěn)定性。分析圖1可知：滑動(dòng)面均位于堆積壩壩體處，且屬于淺層滑動(dòng)；在洪水運(yùn)行、特殊運(yùn)行工況下，由于干灘長(zhǎng)度不足，浸潤(rùn)線埋深相對(duì)較淺，最小安全系數(shù)超出規(guī)范值較少，壩體穩(wěn)定性安全儲(chǔ)備不足，宜采取相應(yīng)的壩體加固措施或增加排滲措施，降低壩體浸潤(rùn)線來(lái)提高其安全儲(chǔ)備，降低其滑坡危險(xiǎn)。

圖1 壩體穩(wěn)定性分析結(jié)果

4 尾礦庫(kù)事故防治要點(diǎn)

4.1 尾礦壩體安全管理

①由于該尾礦庫(kù)所排尾礦具有高濃度、細(xì)顆粒的特點(diǎn)，子壩堆筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)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(nèi)外坡比、高度、軸線位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。②隨著子壩堆積高度上升應(yīng)及時(shí)按照設(shè)計(jì)要求修筑壩肩排水溝，同時(shí)按設(shè)計(jì)要求在110，120，130m標(biāo)高設(shè)置排滲盲溝，并保證施工質(zhì)量。③在壩前均勻放礦，使灘面均勻上升，并避免灘面出現(xiàn)側(cè)坡、扇形坡或細(xì)粒尾礦集中沉積于一端或一側(cè)，放礦初期應(yīng)采用多管小流量的放礦方式，以利于盡快形成灘面。④加強(qiáng)壩下滲流水水量和水質(zhì)監(jiān)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)滲水量突然增大、減少或變渾濁時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行隱患排查和治理。

4.2 尾礦庫(kù)防排洪安全管理

①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制庫(kù)內(nèi)水位，每年汛期應(yīng)在滿足回水水質(zhì)和水量要求的前提下，盡可能降低庫(kù)內(nèi)水位，提高尾礦庫(kù)的防洪、抗洪能力；汛期尾礦庫(kù)初期應(yīng)確保安全超高2m以上，干灘長(zhǎng)度在400m以上。②根據(jù)尾礦庫(kù)的實(shí)際運(yùn)行情況和庫(kù)內(nèi)水位標(biāo)高及時(shí)加蓋框架式排水井拱板，并保證密封質(zhì)量，避免出現(xiàn)漏沙現(xiàn)象。③每年汛期前應(yīng)對(duì)排水井、排水管和庫(kù)邊截洪溝進(jìn)行檢查、維修和疏浚，確保排洪設(shè)施暢通。④應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求的排尾濃度和流量進(jìn)行排尾作業(yè)，確保干灘坡度滿足設(shè)計(jì)要求，若干灘坡度比設(shè)計(jì)變緩，需重新進(jìn)行調(diào)洪演算并采取相應(yīng)的處理措施。⑤汛期應(yīng)實(shí)時(shí)關(guān)注庫(kù)內(nèi)水情，加強(qiáng)巡邏，一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情須及時(shí)上報(bào)，并采取緊急措施，嚴(yán)防事態(tài)惡化。

4.3 尾礦庫(kù)日常安全管理

①尾礦庫(kù)在后續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求的項(xiàng)目、位置、數(shù)量及時(shí)安裝位移觀測(cè)設(shè)施、浸潤(rùn)線觀測(cè)設(shè)施以及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并加強(qiáng)尾礦庫(kù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的維護(hù)和管理，進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析處理，使之能夠真正發(fā)揮起監(jiān)測(cè)、預(yù)警和保護(hù)尾礦庫(kù)安全的作用。②加強(qiáng)應(yīng)急救援預(yù)案的安全教育培訓(xùn)，并在日常工作中注重應(yīng)急預(yù)案的演練工作，不斷提高各級(jí)人員的應(yīng)變能力和突發(fā)事故應(yīng)急處理能力，并根據(jù)演練結(jié)果不斷完善應(yīng)急救援預(yù)案；進(jìn)一步細(xì)化落實(shí)救援物資和裝備，包括救援物資和裝備的名稱、數(shù)量、存放地點(diǎn)，一旦發(fā)生尾礦庫(kù)安全事故時(shí)，可為應(yīng)急救援預(yù)案的及時(shí)有效實(shí)施提供時(shí)間上和物資上的保障。③應(yīng)加強(qiáng)尾礦庫(kù)管理機(jī)構(gòu)各崗位人員的培訓(xùn)工作，包括尾礦庫(kù)安全管理方面的各項(xiàng)管理制度、崗位職責(zé)、尾礦庫(kù)專業(yè)知識(shí)以及尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)文件，了解尾礦處理工藝，熟悉政府部門的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定等。④應(yīng)建立重大危險(xiǎn)源檔案，重大危險(xiǎn)源檔案類型主要有重大危險(xiǎn)源安全評(píng)估報(bào)告、重大危險(xiǎn)源安全管理制度、重大危險(xiǎn)源安全管理與監(jiān)控實(shí)施方案、重大危險(xiǎn)源監(jiān)控檢查表以及重大危險(xiǎn)源應(yīng)急救援預(yù)案、演練方案等。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文對(duì)尾礦庫(kù)建設(shè)與安全管理技術(shù)進(jìn)行探究分析具有重要的現(xiàn)實(shí)性意義，尾礦庫(kù)是金屬與非金屬礦山安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，它更是礦山企業(yè)正常順利生產(chǎn)的配套安全設(shè)施，尾礦庫(kù)作為高勢(shì)能的人逆泥石流危險(xiǎn)源，對(duì)廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)健康安全與生態(tài)環(huán)境具有非常大的威脅與挑戰(zhàn)，還會(huì)增加資金成本的損耗與人力、物力的浪費(fèi)，因此尾礦庫(kù)作為該領(lǐng)域的重大危險(xiǎn)源，必須要加強(qiáng)尾礦庫(kù)的建設(shè)與安全管理技術(shù)，盡可能的降低潰壩與泄露等災(zāi)害事故的頻發(fā)，進(jìn)而從根本上促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)穩(wěn)定可持續(xù)快速健康發(fā)展進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]李青石，李庶林，陳際經(jīng).試論尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀及前景[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2011，22（1）：99-106.

[2]陳生水.尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)存在的問(wèn)題與對(duì)策[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2016，38（10）：1869-1873.

[3]黃磊，苗放，王夢(mèng)雪.區(qū)域尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建[J].中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，23（12）：146-152.