尾矿库常见安全隐患排查

文/蓝蓉

本文介绍了我国尾矿库的特点及等别，通过列举尾矿库常见安全事故隐患，指导金属非金属地下矿山企业进行隐患排查。

尾矿库是用以贮存金属、非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所，是一个具有高势能的人造泥石流危险源。在长达十多年甚至数十年的时间里，各种自然的和人为的不利因素都会直接威胁着它的安全。尾矿库一旦失事，必将对下游人民的生命财产造成严重损失。尾矿库堆存的尾矿和尾矿水都是重要的污染物，若得不到妥善处理，必然会对周围环境造成严重污染，因此尾矿库是矿山的重要污染源。做好尾矿库安全防范与隐患治理至关重要。

我国尾矿库特点

截至2020 年5 月底，我国共有尾矿库7 278 座，我国尾矿库特点有：数量大、规模小；数量占世界尾矿库总数一半以上；主要为小型库（四、五等库）；筑坝方式以上游式尾矿坝为主；尾矿粒度偏细；尾矿库下游居民多。

尾矿库基本类型有山谷型尾矿库、傍山型尾矿库、平地型尾矿库、截河型尾矿库等。其中，截河型尾矿库将河流改道，对自然生态环境改变较大，国内基本不采用。我国现有的大、中型尾矿库大多属于山谷型尾矿库。它的特点是，初期坝设置在山谷谷口相对较窄处，坝体工程量较小，后期尾矿堆坝相对较易管理维护，当堆坝较高时，可获得较大的库容；库区纵深较长，尾矿水澄清距离及干滩长度易满足设计要求；但汇水面积较大时，排洪设施工程量相对较大。

尾矿库等别及尾矿库防洪标准如表1 与表2 所示，其中，全库容和坝高分别确定的尾矿库等别的等差为一等时，以高者为准，等差大于一等时，应按高者降一等。

尾矿库常见安全事故隐患

库区和尾矿坝上存在未按批准的设计方案进行开采、挖掘、爆破等活动

在库区乱采、滥挖、非法爆破有可能造成周边山体滑坡、坍塌，滑坡体进入尾矿库，致使库内水位上升，还有可能冲击坝体，从而造成尾矿库溃坝；或者由于山体滑坡，原有山体承受力降低，造成尾矿库溃坝。在尾矿坝上未按批准的设计方案进行开采、挖掘、爆破等活动，不仅会直接损坏坝体导致溃坝，还可能会引起坝体液化而导致溃坝。

表1 尾矿库等别

表2 尾矿库防洪标准

根据现行的AQ 2006-2005《尾矿库安全技术规程》规定：严禁在库区和尾矿坝上进行乱采、滥挖、非法爆破等。《尾矿库安全监督管理规定》（原国家安全监管总局令第38 号）要求：未经生产经营单位进行技术论证并同意，以及尾矿库建设项目安全设施设计原审批部门批准，任何单位和个人不得在库区从事爆破、采砂、地下采矿等危害尾矿库安全的作业。

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

横向裂缝是指裂缝的走向与坝轴线大致垂直（震害的普遍形式）。管涌是指尾砂细颗粒在粗颗粒形成的空隙中流动以至流失，逐渐形成管形通道。流土变形是在渗透作用下，当向上的渗透力大于尾砂的有效重度时，尾砂处于悬浮状态，局部坝体隆起、浮动或尾砂粒群同时发生移动而流失的现象。坝体深层滑动是指尾矿库坝体内部发生剧烈变形，可能引发整个坝体移动、坍塌、失稳。

AQ 2006-2005《尾矿库安全技术规程》明确“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”是判断尾矿库属于危库的工况之一。

坝外坡坡比陡于设计坡比

坝外坡坡比指的是尾矿坝的垂直高度与水平宽度的比值。坝外坡坡比是根据尾砂力学参数计算坝体渗流稳定和抗滑稳定获得的，由设计确定。坝外坡坡比一旦变小，坝体渗流和抗滑稳定就会降低，可能导致渗流破坏而溃坝。

AQ 2006-2005《尾矿库安全技术规程》第6.3.2 条规定，尾矿坝堆积坡比不得陡于设计规定。

坝体超过设计坝高，或者超设计库容储存尾矿

尾矿库坝体超过设计坝高或超设计库容储存尾矿极易造成尾矿坝失稳，从而导致溃坝事故。

若需要加高扩容，属于扩建建设项目，按照《建设项目安全设施“三同时”监督管理办法》（原国家安全监管总局令第36 号）第七条、第十条、第十二条、第十四条和第二十三条规定：建设项目在进行可行性研究时，生产经营单位应当按照国家规定，进行安全预评价；在建设项目初步设计时，应当委托有相应资质的初步设计单位对建设项目安全设施同时进行设计，编制安全设施设计；安全设施设计应按照规定报经安全生产监督管理部门审查同意，未经审查同意的，不得开工建设；建设项目竣工投入生产或者使用前，生产经营单位应当组织对安全设施进行竣工验收，并形成书面报告备查。

尾矿堆积坝上升速率大于设计堆积上升速率

坝体上升速度过快，堆积坝体内的水无法排出，造成坝体无法充分固结，渗流破坏的概率增大，降低了坝体稳定性，严重的将会导致溃坝。

未按法规、国家标准或者行业标准对坝体稳定性进行评估

《尾矿库安全监督管理规定》（原国家安全监管总局令第38 号）第十九条规定：“（1）尾矿库应当每三年至少进行一次安全现状评价。安全现状评价应当符合国家标准或者行业标准的要求。尾矿库安全现状评价工作应当有能够进行尾矿坝稳定性验算、尾矿库水文计算、构筑物计算的专业技术人员参加。（2）上游式尾矿坝堆积至二分之一至三分之二最终设计坝高时，应当对坝体进行一次全面勘察，并进行稳定性专项评价。”

堆坝坡浸润线逸出

浸润线埋深小于控制浸润线埋深

尾矿库的浸润线为尾矿库的生命线，浸润线的埋深与尾矿库的稳定性有着密切的关系。当浸润线埋深小于控制浸润线埋深时，尾矿库的渗流稳定性和抗滑安全系数均小于设计值，易发生渗流破坏造成坝体失稳，从而导致溃坝。

安全超高和干滩长度小于设计规定

设计给定的安全超高和干滩长度，是为确保坝体稳定和尾矿库安全，经调洪演算后确定的，当尾矿库的安全超高和干滩长度小于设计时，可能造成渗流破坏导致溃坝，也有可能导致子坝直接挡水、引发洪水漫顶而溃坝。

AQ 2006-2005《尾矿库安全技术规程》明确“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”是判断尾矿库属于危库的工况之一。

排洪系统构筑物严重堵塞或者坍塌，导致排水能力急剧下降

排洪系统通常由进水构筑物和输水构筑物两部分组成，进水构筑物主要有排水井、排水斜槽等；输水构筑物主要有排水管、隧洞、排水斜槽等。排洪系统构筑物严重堵塞、坍塌包括进水构筑物和输水构筑物两个方面。

AQ 2006-2005《尾矿库安全技术规程》明确“排洪系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急剧降低”“排水井显著倾斜，有倒塌的迹象”是判断尾矿库属于危库的工况。

GB 50863-2013《尾矿设施设计规范》第4.3.5 条规定：尾矿坝的渗流控制措施必须确保浸润线低于控制浸润线。

排洪系统构筑物严重堵塞、坍塌，导致排水能力急剧下降，是指具有下列情形之一的，即为重大生产安全事故隐患：排水井、排水斜槽等进水口严重堵塞；排水井显著倾斜，有倒塌的迹象；排水斜槽、排水管出现塌陷导致严重堵塞，或者基础沉陷错位致使漏沙严重；隧洞出现塌方导致严重堵塞，或者断裂致使漏沙严重。

设计以外的尾矿、废料或者废水进库

尾矿库框架式排水井

不同的尾矿物理性质不一样，设计以外的尾矿、废料和废水进库后，不但造成尾矿沉积规律发生变化，渗透系数也随之而改变，同时，易存在软弱夹层，坝体渗流稳定无法得到保障，坝体易因渗流破坏而溃坝，同时由于超量排放也可能造成堆积坝上升速率大于设计速率。

《尾矿库安全监督管理规定》（原国家安全监管总局令第38 号）要求：对生产运行的尾矿库，未经技术论证和安全生产监督管理部门的批准，任何单位和个人不得对“设计以外的尾矿、废料或者废水进库等”进行变更。

多种矿石性质不同的尾砂混合排放时，未按设计要求进行排放

多种矿石性质不同的尾砂混合排放时，设计会给定混合比例、不同矿石尾砂的排放方式（坝前排放、周边排放、库尾排放）、排放浓度、支管排放流量。未按设计排放，造成尾矿沉积规律发生变化，渗透系数也随之而改变，同时，易存在软弱夹层，坝体渗流稳定无法得到保障，坝体易因渗流破坏而溃坝。

冬季未按照设计要求采用冰下放矿作业

冰下放矿作业是指将放矿管直接插入水面区冰盖以下集中放矿。主要是针对在我国东北、华北、西北及青藏高原等严寒地区的上游式筑坝尾矿库。冬季未在冰下放矿作业，易引起浸润线抬升或逸出、坝体突然出现融陷、尾砂强度参数迅速降低，进而导致尾矿库溃坝。