刍议我国尾矿库环境风险防控现状及其措施

代博

中科绿色发展（北京）信息技术有限公司 北京 100000

尾矿是一种对环境造成严重破坏的工业固体废弃物。尾矿大多储存在尾矿库中，而尾矿库种类繁多，分布在山地和水源的上游。尾矿库是高危险的生产场地，如果不采取相应的治理对策，尾矿中的有毒化学成分及选矿用化学成分可能对周边土壤、地表水、地下水产生严重影响。一旦出现尾矿库溃坝等安全事故，极易引起环境事故，二次污染生态环境，给人民的生命安全带来极大的危害[1]。文章从总体上厘清了目前尾矿库的环境危害特点和治理状况，指出了目前尾矿库的环保问题，并就如何强化尾矿库的环境风险进行控制，并就如何强化尾矿库的环境风险控制问题进行了探讨。

1 我国尾矿库特点

2019年，生态环境部进行了全国尾矿仓库环境基础信息调查。结果显示，全国约有1万座尾矿仓库，分布在28个省（区、市）和新疆生产建设兵团中，其中约90%属于四、五等小型尾矿仓库。矿种中铁矿的尾矿最多占一半以上。尾矿库的主要形式有河谷型、山型、平地型、截河型。目前国内大部分的大、中型尾矿库均为峡谷型尾矿库[2]。其特征是：前期坝体布置在河谷狭窄的谷口段，坝体工作量少，后期易于调度和维修，在高水位条件下可得到更大的容量；而随着堆积高度的增加，干滩的长度和清澈的距离可以达到设计的需要；在表1中列出了的尾矿库等别标准和尾矿库的防洪控制指标，其中，当全部库容和坝高所决定的尾矿库的等差为一等时，以高者为准；当等差大于一等时，按高者降低一等。

表1 尾矿库等别

2 尾矿库常见安全事故隐患

2.1 尾矿库中有开采、开挖、爆破等作业，未经核准的工程方案

在库区随意开采、非法开采、爆破，会导致周边山体滑坡、崩塌、滑坡体流入库区，导致库区水位升高，也有可能会对坝体产生冲击，导致尾矿库垮塌；亦或是山体滑坡，导致山体承受能力下降，导致尾矿库决堤。如果没有按照设计方案进行开采、开挖、爆破，不但会造成坝体的破坏，而且还会造成坝体的溶胀。

2.2 坝体发生贯通式水平开裂，管涌和流土变形范围大，有深层次的滑坡征兆

横裂纹是一种基本与坝体轴线相平行的方向（地震灾害的一种常见的）。所谓管涌，就是由于尾砂粉在大颗粒所构成的孔洞内流过并最终损失，从而形成管道。流土体的变形是指在渗流条件下，在上部的渗透性超过尾砂的有效重时，尾砂呈悬空状态，局部地隆起、浮动或尾砂群的运动，从而导致尾砂的损失。坝体深滑是指坝体在坝体中产生的强烈的位移，从而导致坝体整体的移动、坍塌和失稳[3]。

2.3 坝外坡坡比陡于设计坡比

坝外坡坡比是指在坝体内的垂直高程与横向宽之比。通过对坝外坡坡比进行分析，得出坝外坡坡比比值，并通过设计来确定。当坝外坡坡比陡于设计坡比时，坝体的渗透性能和抗滑稳定性将下降，从而发生渗漏失稳。

2.4 坝体超出了设计高度，或由于尾砂的蓄积超出了设计的容量

当坝身超出设计坝体高度或超出设计容量时，很容易引起坝体不稳定，发生决堤。如果是一种扩大的工程，其建设单位在进行工程的可行性分析时，必须根据有关法规进行安全预评估。

3 尾矿库环境污染的主要形式

3.1 水环境污染

矿渣生产过程中产生的污水，对周围的生态环境产生了严重的影响。在尾矿沉淀的同时，尾矿中有毒有害物质与尾矿中的一些物质进行了物理和化学作用，从而产生了新的污染。如果尾矿中有放射性物质，排放后会产生辐射，对周边的环境，其中也会产生辐射，并可能会通过作物的积累，使人体的健康受到威胁。

3.2 大气环境污染

在尾矿库施工期间，由于开挖了大片的场地，导致了大量的废弃土壤。如在强风的情况下，弃土会产生粉尘，对大气环境产生严重的影响。由于长年累月的风蚀和风吹雨淋，使其表层出现了风化现象，如果达到合适的速度，就会引起矿渣的大量堆积，从而对周围的空气产生影响。

3.3 尾矿风化污染

由于尾矿中存在一定数量的硫化物，在暴露或沉淀后，会导致尾矿缝内含氧增加，从而导致硫化物与氧气、菌类发生化学反应，从而形成酸性水体。当产生酸性水时，不但使一些物质的溶出速度加快，还会使尾矿的风化作用、内化学反应作用加剧，同时还会导致放射性和其他污染物的迁移，从而对矿区水体产生污染。在此基础上，根据尾矿库的基本类型、规模、地理位置、库面面积、矿物成分、周边地形地貌、气象条件、下游居民点密度、土地类型等因素，建立了相应的评价指标体系[5]。

4 我国尾矿库环境风险特征及管控现状

4.1 我国尾矿库环境风险现状

21世纪以来，由于各种矿山开采工业的迅猛发展，尾矿排放量也随之增加。根据估算，在2010年度，中国的金属矿渣储量已经达到60亿多吨，而且，每年以30亿吨左右的速度增加着。截至2019年，全国各大中型城市固体废弃物污染控制年度报告书公布的城市，每年都有8亿8000万吨的尾矿发生，约占27.4%。据原国家安全生产监督管理总局的数据，2008年末共有12655个尾矿库。自2007年度以来，原国家环保总局联合环保部等单位对该地区进行了一系列的清理和治理，使尾矿库数量有所下降[6]。截止到2015年底，全国尾矿仓库总数减少到8869个，其中危险性的“头顶仓库”仍有1425个。

4.2 尾矿库环境风险特征

尾矿库是矿山开采、选冶过程中不可或缺的一项重要的生产设施，但其储存的尾矿也是一项重要的环境污染物。在工程建设过程中，由于其与水源地、重要公路或轨道交通较密集的地区，其地理位置极为重要。尾矿库的垮塌不仅会造成严重的生态灾难，还会造成巨大的生命和经济的损害。

尾矿库主要安全问题包括大坝溃坝、管道破裂、回水系统失效、初期坝或尾矿库底渗水等事故，以及暴雨、洪水、地震等自然或其他人类活动等都会引起这些问题。对2006年到2012年期间，原国家环境保护对处置的52个尾矿库事故进行了分析，其中由于人工原因造成的事故37起，其中由于管道破裂、回水系统失灵、坝体管涌等引起的二次环境污染事故有28起，占比为76%[7]。

尾矿库的突发环境事件多是由非人为原因引起的，但其根本原因在于其本身建设和管理存在的问题。尾矿中存在着大量的重金属及其他危险的杂质，一些尾矿库没有建设或者长时间没有进行污水处理，这些污水没有经过治理就会渗入到周围的土壤和水体中，从而对水体产生一定的污染。2014年国家土壤污染调查公报在70个矿区进行监测，共计1672个地点中33.4%超过了标准值。主要污染物是镉、铅、砷等重金属。2006-2015年度，全国共有57个尾矿库突发环境事故，其中85%以上的事故导致了水环境的严重恶化，严重威胁到了饮水的质量和质量，严重危害了地表水和地下水。近两年我国尾矿库重大突发事件，2015年甘肃陇南龙兴锑选矿厂尾矿库泄漏事故，2017年陕西汉中锌矿非法排放，2020年伊春鹿鸣矿业尾矿库泄漏事故，均对周围水体产生一定的重金属污染，严重危害了下游地区的饮用水，严重危害了下游群众的饮用水，对社会影响很大[8]。

4.3 风险管理分析

尾矿库的建设、运行、封闭活动错综复杂，涉及自然资源、紧急管理、生态环境等多个管理部门。从2005至今，国家安监总局、环保部等多个部委先后出台了针对尾矿库的隐患整治计划，对其进行了严格的环保监管。《尾矿设施设计规范》于2013年由住房和城乡建设部门编制颁布，《尾矿库安全监督管理规定》于2019年由国家应急管理部组织修订，《防范化解尾矿库安全风险工作方案》由国家应急部牵头起草。

5 控制污染对策及建议

5.1 加强源头管理，落实矿山企业环境风险防控主体责任

为了从根本上降低尾矿污染的源头，必须强化技术革新，采取洁净的生产技术。同时，应加大对该设备的选型和选型工艺的应用，以保证其正常生产。所以，在进行前期的技术调查时，要保证其科学和安全。在建设尾矿库的过程中，要聘请具备资质的设计、施工和监理单位进行设计、施工、监理，并按照“三同时”制度进行设计审查、审批和竣工检查，保证施工的质量，杜绝施工过程中的潜在风险[9]。

贯彻新固体法的相关要求，鼓励尾矿的综合利用，减少尾矿的产生。矿山企业应当建立尾矿产生、收集、储存、运输、利用、处理全过程中的污染环境防止责任制度，设立环境管理机构，负责企业的环境管理工作，配置专业技术人员，负责个人执行；开始制作尾矿管理台帐，如实记录生产运营中尾矿的各项信息，妥善保存相关台帐信息。根据要求完善尾矿仓库的防污染设施，公开尾矿污染信息，自主接受社会监督。

5.2 加强尾矿库安全监督管理及监控能力

在尾矿库的日常监管中，必须按照《尾矿库安全规程》（GB39496-2020）和《尾矿库安全监督管理规定》的有关规定和要求，对尾矿库进行日常监管，可辅以卫星遥感技术、无人机技术、地面传感网络和现场勘查技术，对尾矿库进行了遥感分析；建设废水处理设施、渗滤液收集设施、地下水监视井等。对尾矿库的污染状况及环境质量进行了定期监测，从而达到了对尾矿库进行危险评价和早期预测，保证了环境的安全[8]。定期进行污染隐患性调查，通过经常进行污染隐患性调查，确定调查和防止的重点部位，明确尾矿仓库下游的环境敏感保护目标，全面分析二次灾害和衍生灾害，制定切断污染源、消除污染、减轻污染的应急处置措施。针对检测到的污染隐含问题，制定可执行的改善方案，建立相关业务存档[10]。

5.3 制定应急预案，落实应急保障措施并加强应急培训演练

企业应该自主开展环境风险评估，制定尾矿库环境紧急对策方案并提交。同时要实行各种紧急保障措施，特别要把握本企业的紧急物资和装备种类、数量、保管位置和使用方法，同时把握周边地区紧急物资和装备企业的联系方式、储备等相关情况。通过紧急训练，让所有企业员工掌握尾矿污染物的危害和防护措施，根据紧急计划组织实施常规训练，并根据国家要求和本企业紧急资源变化情况及时进行计划更新和改善。

5.4 分类管理、精准防控

政府部门采用定性和定量相结合的方式对尾矿仓库进行分级，首先根据尾矿所属矿种的类型和周边环境的敏感度进行定性分类，此外，根据尾矿仓库的生产状态，对尾矿仓库的启动时期、环境风险的防止和控制水平、防止污染设施等重要指标进行定量分析，最终确定尾矿库的环境限制的优先顺序，之后进行差别化的环境限制。为了继续进行尾矿仓库的等级分类工作，建议积极推进全国尾矿仓库环境管理数据库的建设。将尾矿库纳入全国土壤污染情况调查、全国污染源调查等工作，持续动态更新，补充更新等级分类所需的各种信息，保障等级分类体系的持续改善。

5.5 进行生态修复并开展尾矿综合利用探索，实现固体废物的资源化

根据调查评价与动态监控的成果，综合考虑了尾矿库的位置、规模、成分、环境安全风险等因素，对各种尾矿库进行了再选、封存、复垦、回填、造林等合适的处置方法。根据矿山的环境状况，对矿山的采掘、压占、土地退化、地质环境损害等进行了分析，并对矿山的环境恢复进行了探讨。采用现代精炼工艺对矿石进行二次分离，实现了对矿石中的各种金属和非金属的综合回收。通过对尾矿的特性分析，可以将其输送至矿井的地下开采区域，以达到降低其对环境的影响，同时也能产生较好的经济效益。此外，尾砂还可以用作水泥、砖、陶瓷、微晶玻璃等建材。所以，强化尾矿资源的开发，既可降低其对生态的影响，又可增加其经济价值。

6 结语

在各种金属及非金属矿渣中，尾矿是数量最多，综合利用价值最大的一类。在世界范围内，特别是在国内，由于矿产资源的短缺，对长期积累的大量尾矿进行开发利用，是实现矿山可持续发展的必要措施，同时也是解决尾矿库环境风险和有效路径。文章通过对我国目前存在的尾矿库环境问题进行了研究，建立了评价指标，并给出了相应的处理方法和方法。