尾矿库安全讲座

尾矿库安全管理讲座1尾矿库安全技术讲座（要点）同志们好，各位专家好：参加尾矿库安全技术讲座是一次对尾矿库安全技术的再学习、再提高的机会，不论是搞勘察、设计、施工、监理、生产运行、监测，还是搞评价或矿山企业搞安全生产的，都是有意义的。安全就是生命，企业的安全就是企业的生命，企业安全就是企业的效益。生产必须安全，安全第一，安全高于一切。我们说“一切以安全为中心”，就是“一个中心—安全”。对尾矿库的安全认识就像对人的身体健康一样，尾矿库分为正常库、病库、险库和危库。①正常库同时满足下列工况为正常库a)初期坝稳定，无裂缝、塌陷、渗漏、坝体完整；b)排洪设施及排洪能力符合设计标准，保持良好运行状态，确保安全渡汛；c)尾矿库在设计洪水位时能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求；d)后期堆积坝排渗设施正常，无流土、管涌、沼泽化、塌坡现象，坝坡坡度符合设计要求；e)尾矿库管理科学，排放合理，干滩长度，外坡符合安全要求，水边线、澄清距离、泄洪、回水符合标准；f)监测系统正常工作，满足安全要求。②病库病库指安全设施不完全符合设计规定，但符合基本安全生产条件的尾矿库。病库应限期整改。尾矿库安全管理讲座2尾矿库有下列工况之一的为病库：a)尾矿库调洪库容不足，在设计洪水位时不能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求；b)排洪设施出现不影响安全使用的裂缝、腐蚀或磨损；c)经验算，坝体抗滑稳定最小安全系数满足“规范”中表4.4.1-2规定值，但部分高程上堆积边坡过陡，可能出现局部失稳；d)浸润线位置局部较高，有渗透水出逸，坝面局部出现沼泽化；e)坝面局部出现纵向或横向裂缝；f)坝面未按设计设置排水沟，冲蚀严重，形成较多或较大的冲沟；g)坝端无截水沟，山坡雨水冲刷坝肩；h)堆积坝外坡未按设计覆土、植被；i)其他不影响尾矿库基本安全生产条件的非正常情况。③险库险库指安全设施存在严重隐患，若不及时处理将会导致垮坝事故的尾矿库。险库必须立即停产，排除险情。尾矿库有下列工况之一的为险库：a)尾矿库调洪库容不足，在设计洪水位时安全超高和最小干滩长度均不能满足设计要求；b)排洪系统部分堵塞或坍塌，排水能力有所降低，达不到设计要求；c)排水井有所倾斜；d)坝体出现浅层滑动迹象；e)经验算，坝体抗滑稳定最小安全系数小于“规范”中表4.4.1-2规定值的0.98；f)坝体出现大面积纵向裂缝，且出现较大范围渗透水高位出逸，出现大面积沼泽化；g)其他危及尾矿库安全运行的情况。尾矿库安全管理讲座3④危库危库指安全没有保障，随时可能发生垮坝事故的尾矿库。危库必须停止生产并采取应急措施。尾矿库有下列工况之一的为危库：a)尾矿库调洪库容严重不足，在设计洪水位时，安全超高和最小干滩长度都不满足设计要求，将可能出现洪水漫顶；b)排洪系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急剧降低；c)排水井显著倾斜，有倒塌的迹象；d)坝体出现贯穿性横向裂缝，且出现较大范围管涌、流土变形，坝体出现深层滑动迹象；e)经验算，坝体抗滑稳定最小安全系数小于“规范”中表4.4.1-2规定值的0.95；f)其他严重危及尾矿库安全运行的情况。有资料统计，全国现有尾矿库，正常运行占52%，带病运行占33%，超期服役占9%，危险状态占6%。存在着不同程度隐患和不安全因素，主要原因有：①自然因素：地形地质、水文气象（暴雨山洪）、尾矿性质（细粒太多）；②设计因素；③施工因素；④管理因素（社会环境、技术措施不当）。尾矿库安全要做到精心设计、精心施工、精心管理（科学严格）。三个精心各个环节都做到位，都要精心，才能确保尾矿库的安全；这几个环节里有一个环节出毛病都可能造成大祸。尾矿库的安全在某种意义上是尾矿坝与水的矛盾斗争，简单归纳为“四坝四水”，四坝指的是初期坝、堆积坝、副坝及拦水坝；四水指的是雨洪水、尾矿澄清水、渗透水和地下水（库底泉水）。这一矛盾斗争有其客观的规律性，要不断的认识它，要提高对尾矿库安全技术的认识。提高认识有两个方面（即“两个基础”或者叫“两个基本点”），一是对尾矿库安全管理讲座4有关安全法规的认识，法规规范就是基础，主要围绕新颁布实施的国标GB50863-2013《尾矿设施设计规范》、《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）、《尾矿库安全监督管理规定》（38号令），当然还有国家及地方颁发的其他相关法律、法规及规定；二是对尾矿库设计、安全技术及安全管理的设计的认识，设计也是基础，许多问题都要从设计出发，包括尾矿、尾矿初期坝、尾矿堆积坝、尾矿库、洪水计算、排水构筑物、监测及排渗设施等设计管理，放矿方法、尾矿输送与回水等安全技术管理设计。对有关尾矿库安全法规的认识与对尾矿库设计的认识密切相关联的。一、对有关尾矿库安全法规的认识改革开放三十多年来，矿业有了长足的发展，不说铁矿和有色矿山，只说黄金矿山，过去500t/d规模已经了不起了；现在上千吨日处理能力已属平常，随之而来的是尾矿处理量逐年加大。据2011年统计，我国现有的尾矿库已超过12718座，在建1526座（还以每年300～400座增加），已闭库1024座，堆积尾矿达150亿吨，并以每年10亿吨在增加，总占地达1300多万亩。我国尾矿库的特点及存在问题有：（一）基本特点①数量多，规模小。2000年来，民营企业规模小、设备简陋、工艺落后、安全环保投入不足！②普遍上游式筑坝。渗透性差、浸润线过高。③尾矿库安全度低。防洪能力不足、稳定性不足。④尾矿库下游居民多（山西、河北、辽宁、山东、河南、陕西下游居民尤其多）难以选择避开居民的库址。⑤尾矿库技术力量薄弱，懂矿山的多，懂尾矿的少，多为地质、采矿、选矿、机电和土建等专业。评价单位有资质，无水工人才，容易误导；设计单位虽然有资质，但是设计人员缺乏经验，存在先天不足；企业缺少尾矿专业管理及技术人员。尾矿库安全管理讲座5（二）安全存在的问题①责任主体不明确，责任不落实，管理混乱，投入不足，标准低，违反“三同时”，未经设计、评价、验收，擅自新建、扩建，不按设计、侥幸、无应急预案。②“三同时”不落实，1/3的矿山尾矿库无设计、选址不当、安全隐患多、投入不足、施工质量差，偷工减料、甚至存在“豆腐渣”工程。③尾矿库运行不规范。子坝过高、排渗不完善、浸润线过高、外坡陡、干滩不足、人为抬高回水水位、排洪设施损坏、堵塞、监测不完善、记录不分析、库区周边乱采乱挖、违章建筑、爆破等。④安全评价不满足要求。不同阶段有相应安全评价，有设计，有验收，才能作为安全生产监督主要依据。评价方案不合理，验收评价与实际不符，现状评价缺少坝体稳定性分析和洪水定量分析，缺尾矿专业人员、报告一般无针对性，缺乏职业道德。尾矿库闭库后，未经论证、设计、评价、批准、擅自回采和加高扩容、土地利用无人管理，坝体、排洪设施遭到破坏。现阶段，尾矿库处理的难度也逐渐加大，其表现在尾矿库选址难，土地征用紧张，库区淹没大量农田、经济作物、果树林木、还有居民村庄的搬迁等，矿山企业与当地农民的矛盾纠纷不断，更为要紧的是安全。尾矿库是影响矿山安全的一个重要危险源、一个具有高势能的人造（每天都在堆高）泥石流的危险源，一旦出事，将给下游人民群众生命财产造成危害，给社会环境带来巨大损失。尾矿库安全事故时有发生：（1）洪水漫顶①1961年8月27日，江西岿美山尾矿库土坝因洪水漫顶而溃决，原因是斜槽盖板被泥沙覆盖、排水管出口淤堵，降低了排洪能力。②1985年7月23日，湖南东坡铝锌矿尾矿库因洪水漫顶溃坝，死亡47尾矿库安全管理讲座6人。③2010年9月21日，广东信宜紫金矿业银岩锡矿尾矿库发生溃坝，导致28人死亡。原因是排水井在施工中被擅自抬高进水口标高，汛期挡板过高，致使库内蓄积大量洪水，造成洪水漫顶而溃坝。④上世纪90年代初，河南文峪金矿尾矿库的上游有5个民采坑口，在大暴雨洪水的冲击下，废石在尾矿库上游的拦水坝和隧洞口前淤塞，造成隧洞的泄流能力迅速降低，洪水翻过拦水坝进入库区，形成堆积坝坝头1m多高水头而溃坝。（2）坝坡失稳①1962年9月26日，云南锡业火谷都尾矿坝，坝外坡裂缝失稳溃坝，决口顶宽113m，底宽45m，深14m，矿浆330万m3下泄三个半小时，淹没万亩良田，死亡263人，停产3年，原因是筑坝质量差，库水位过高，排水能力小。②2008年9月8日，山西临汾市襄汾县陶寺乡云合村新塔矿业有限公司的尾矿库溃坝，19万m3尾矿浆下泄，吞没了下游的新塔矿业有限公司宿舍区、办公楼和集贸市场，淹没面积35公顷，死亡277人，伤33人，直接经济损失9613万元。此外还有上世纪90年代初，河南祈雨沟金矿尾矿库，坝头池填法放矿，无干滩，暴雨时浸润线高，导致尾矿坝失稳溃坝，淹没下游工业区、办公区、职工居民区，多人伤亡。（3）因渗流、流土、管涌破坏造成溃坝①1986年4月30日安徽黄梅山铁矿尾矿坝因渗流破坏而溃坝。生产中两坝端放矿，中部细粒矿泥形成软弱坝壳，外坡沼泽化，澄清距离不足。库水位距坝顶0.74m，决口上宽160m，下底宽140m，损失惨重。②2007年6月14日，江西德兴市罗家墩金矿尾矿库因发生管涌而溃坝，造成下游大量农田淹没。尾矿库安全管理讲座7③2012年6月，山东有二座矿山尾矿库因堆积坝外坡陡、干滩长度短，受连续降雨、库内水位上升的影响，坝体浸润线高导致堆积坝坝体渗流滑坡。（4）尾矿泄漏事故①1982年8月4日，陕西华县金堆城钼业公司木子沟尾矿库因排水涵洞严重横向断裂、最大裂缝宽度180mm，深250mm以上，导致大量尾矿泄漏，选矿厂停产，尾矿浆污染洛河。②1988年6月24日，江西东乡铜矿尾矿库3#排水井基础弧形井套断裂，造成尾矿浆泄漏达54649m3，尾矿水6万m3，淹没农田671亩，鱼塘22.1亩，矿山被迫停产。还有上世纪末，河南嵩县前河金矿尾矿库、河北金厂峪尾矿库、陕西黄龙金矿小篆沟尾矿库的排水井（个别采用砖砌）因长期风化侵蚀导致结构松散而坍塌破坏，造成大量尾矿浆泄漏淹没工业场地及厂区公路等。近年来，还有大量惊心动魄的安全事故在这里不一一列举。这些事故教训惨痛，促使我们进一步提高了对安全法规的认识，对尾矿库安全设计的认识的必要性、紧迫性。尾矿库事故原因是多方面的，但绝大多数的事故均与水有关系；如果没有水的破坏作用，干燥尾砂产生滑距是有限的；在水的破坏下尾砂形成泥石流一样的矿浆，其危害加大；因此控制库内水对尾矿库的安全至关重要。故应管理好上述“四水”。考虑问题，做工程建设、设备操作等，都要从法规出发，从设计出发。二、对尾矿库特性的认识在讲对尾矿库认识之前，先解释有关名词：①尾矿：选矿厂分选得到一定数量的金属或非金属后剩下的固体废弃物（矿泥），也称原尾矿。②尾矿库：利用山谷、洼地、在沟口上或周围筑坝而形成的储存矿山选别后排出的尾矿之场所，称为尾矿库（尾矿场或尾矿池）。尾矿库安全管理讲座8③全库容：坝顶标高平面以下、库底面以上所围成的空间的容积（不含非尾矿构筑的坝体体积）。④有效库容：沉积滩面以下，库底以上用于贮存尾矿所围成的空间容积（悬浮状尾矿浆体）。⑤调洪库容：正常水位以上、设计洪水位以下可蓄积洪水的容积。⑥总库容：设计最终坝顶标高时的全库容。⑦尾矿处理：选矿厂排出的尾矿送往尾矿库的过程及采用的方法，称为尾矿处理。⑧尾矿设施：为尾矿处理所建造的各种设施，称为尾矿设施。一般有尾矿输送系统、尾矿堆存系统（初期坝及堆积坝）、排渗水系统、尾矿排洪系统、尾矿回水系统及尾矿水净化系统等组成。⑨尾矿坝：用来拦挡尾矿和尾水并堆积尾矿的水工建筑物，通常由初期坝、尾矿堆积坝（子坝）组成。⑩浸润线：坝体中渗流水的自由表面的位置，在横剖面上为一条曲线。⑪临界浸润线：指坝体抗滑稳定安全系数能满足本规范最低要求时的坝体浸润线。⑫控制浸润线：即满足临界浸润线要求，又满足尾矿堆积坝下游坡最小埋深浸润线要求的坝体最高浸润线。⑬干滩长度：库内水位之水边线至滩顶的水平距离。⑭安全超高：在非地震运行条件下，尾矿堆积坝为滩顶标高与设计洪水位的高差；挡水坝和一次性筑坝尾矿坝为设计洪水位加最大波浪爬高和最大风壅水面高度之和与坝顶标高的高差。在地震运行条件下，尾矿堆积坝为滩顶标高与正常生产水位加地震