尾礦庫:堆積工業廢渣的場所-中文百科頻道

簡介

尾礦是指金屬或非金屬礦山開采出的礦石，經選礦廠選出有價值的精礦後排放的“廢渣”。尾礦庫是指築壩攔截谷口或圍地構成的，用以堆存尾礦或其他工業廢渣的場所。尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流危險源，存在潰壩危險，一旦失事，容易造成重特大事故。冶煉廢渣形成的赤泥庫，發電廢渣形成的廢渣庫，也應按尾礦庫進行管理。

構成

尾礦庫一般由尾礦堆存系統、尾礦庫排洪系統、尾礦庫回水系統等幾部分組成。

尾礦堆存系統

該系統一般包括壩上放礦管道、尾礦初期壩、尾礦後期壩、浸潤線觀測、位移觀測以及排滲設施等。

尾礦庫排洪系統

該系統一般包括截洪溝、溢洪道、排水井、排水管、排水隧洞等構築物。

尾礦回水系統

該系統大多利用庫内排洪井、管将澄清水引入下遊回水泵站，再揚至高位水池。也有在庫内水面邊緣設置活動泵站直接抽取澄清水，揚至高位水池。

類型

山谷型尾礦庫

山谷型尾礦庫是在山谷谷口處築壩形成的尾礦庫。它的特點是初期壩相對較短，壩體工程量較小，後期尾礦堆壩相對較易管理維護，當堆壩較高時，可獲得較大的庫容；庫區縱深較長，尾礦水澄清距離及幹灘長度易滿足設計要求；但彙水面積較大時，排洪設施工程量相對較大。中國現有的大、中型尾礦庫大多屬于這種類型。

傍山型尾礦庫

傍山型尾礦庫是在山坡腳下依山築壩所圍成的尾礦庫。它的特點是初期壩相對較長,初期壩和後期尾礦堆壩工程量較大；由于庫區縱深較短，尾礦水澄清距離及幹灘長度受到限制，後期壩堆的高度一般不太高，故庫容較小；彙水面積雖小，但調洪能力較低，排洪設施的進水構築物較大；由于尾礦水的澄清條件和防洪控制條件較差，管理、維護相對比較複雜。中國國内低山丘陵地區中小礦山常選用這種類型尾礦庫。

平地型尾礦庫

平地型尾礦庫是在平緩地形周邊築壩圍成的尾礦庫。其特點是初期壩和後期尾礦堆壩工程量大，維護管理比較麻煩；由于周邊堆壩，庫區面積越來越小，尾礦沉積灘坡度越來越緩，因而澄清距離、幹灘長度以及調洪能力都随之減少，堆壩高度受到限制，一般不高；但彙水面積小，排水構築物相對較小；國内平原或沙漠戈壁地區常采用這類尾礦庫。例如金川、包鋼和山東省一些金礦的尾礦庫。

截河型尾礦庫

截河型尾礦庫是截取一段河床，在其上、下遊兩端分别築壩形成的尾礦庫。有的在寬淺式河床上留出一定的流水寬度，三面築壩圍成尾礦庫，也屬此類。它的特點是不占農田；庫區彙水面積不太大，但尾礦庫上遊的彙水面積通常很大，庫内和庫上遊都要設置排水系統，配置較複雜，規模龐大。這種類型的尾礦庫維護管理比較複雜，中國國内采用的不多。

分級

尾礦庫安全度主要根據尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩定性确定，分為危庫、險庫、病庫、正常庫四級。

危庫

危庫指安全沒有保障，随時可能發生垮壩事故的尾礦庫。危庫必須停止生産并采取應急措施。

當尾礦庫防洪能力嚴重不足，出現洪水漫頂可能，或壩體穩定性嚴重不足，出現垮壩迹象，或出現其他嚴重危及尾礦庫安全運行時都屬于危庫。危庫完全不具備安全生産的基本條件，必須停産，排除險情，并迅速向安全生産監督管理部門和當地政府報告，啟動相應的應急預案，根據險情的實際可采取以下應急措施：

1.立即降低庫水位，擴大調洪庫容，加高壩體，嚴防洪水漫頂；

2.為滿足汛期最小安全超高和最小幹灘長度的要求，必要時，可按最小幹灘長度為壩頂寬度，用渠槽法搶築寬頂子壩，以形成所需的安全超高和幹灘長度；

3.疏通、加固或修複排水構築物，必要時可另開挖臨時排洪通道；

4.緊急加固壩體。

險庫

險庫指安全設施存在嚴重隐患，若不及時處理将會導緻垮壩事故的尾礦庫。險庫必須立即停産，排除險情。

當尾礦庫排洪系統存在嚴重隐患，防洪能力不足，或壩體存在嚴重隐患，威脅壩體安全穩定性時都屬于險庫。險庫不具備安全生産的基本條件，應根據險情實際，采取措施，排除險情。

1.降低庫水位，擴大調洪庫容，滿足汛期最小安全超高和最小幹灘長度的要求；

2.疏通、加固或修複排水構築物；

3.增建或擴建排水系統；

4.處理滑坡，加固壩體；

5.降低浸潤線、消除管湧和流土。

病庫

病庫指安全設施不完全符合設計規定，但符合基本安全生産條件的尾礦庫。病庫應限期整改。

病庫是指壩體穩定性和尾礦庫防洪能力總體上能滿足要求，但局部上不完全符合規定，不影響尾礦庫總體安全。對于病庫，應采取以下措施在限定的時間内按照正常庫标準進行整治，消除事故隐患：

1.抓緊進行防洪治理，确保汛前徹底完成治理工作量；

2.加固、修複排水構築物；

3.加固壩體或适當削坡，處理局部裂縫；

4.實施降水措施降低浸潤線，消除管湧和流土；

5.修整壩坡，開挖壩肩截水溝。

正常庫

尾礦庫同時滿足下列工況的為正常庫：

1.尾礦庫在設計洪水位時能同時滿足設計規定的安全超高和最小幹灘長度的要求；

2.排水系統各構築物符合設計要求，工況正常；

3.尾礦壩的輪廓尺寸符合設計要求，穩定安全系數滿足設計要求；

4.壩體滲流控制滿足要求，運行工況正常。

正常庫應運行工況正常、管理規範、資料齊全，完全具備安全生産條件，按規定每3~5年進行一次安全現狀評價。

作用

保護環境

選礦廠産生的尾礦不僅數量大，顆粒細，且尾礦水中往往含有多種藥劑，如不加處理，則必造成選廠周圍環境嚴重污染。将尾礦妥善貯存在尾礦庫内，尾礦水在庫内澄清後回收循環利用，可有效地保護環境。

利用水資源

選礦廠生産是用水大戶，通常每處理一噸原礦需用水4～6噸；有些重力選礦甚至高達10～20噸。這些水随尾礦排入尾礦庫内，經過澄清和自然淨化後，大部分的水可供選礦生産重複利用，起到平衡枯水季節水源不足的供水補給作用。一般回水利用率達70％～90％。

保護礦産資源

有些尾礦還含有大量有用礦物成份，甚至是稀有和貴重金屬成份，由于種種原因，一時無法全部選淨，将其暫貯存于尾礦庫中，可待将來再進行回收利用。

特點

不可缺少

尾礦庫是礦山企業最大的環境保護工程項目。可以防止尾礦向江、河、湖、海沙漠及草原等處任意排放。一個礦山的選礦廠隻要有尾礦産生，就必須建有尾礦庫。所以說尾礦庫是礦山選礦廠生産必不可少的組成部分。

費用巨大

尾礦庫的基建投資一般約占礦山建設總投資的10％以上，占選礦廠投資的20％左右，有的幾乎接近甚至超過選礦廠投資。尾礦設施的運行成本也較高，有些礦山尾礦設施運行成本占選礦廠生産成本的30％以上。為了減少運行費，有些礦山的選礦廠廠址取決于尾礦庫的位置。

危險源

尾礦庫是一個具有高勢能的人造泥石流的危險源。在長達十多年甚至數十的期間裡，各種自然的（雨水、地震、鼠洞等）和人為的（管理不善、工農關系不協調等）不利因素時時刻刻或周期性地威脅着它的安全。事實一再表明，尾礦庫一旦失事，将給工農業生産及下遊人民生命财産造成巨大的災害和損失。

選址原則

正确選擇尾礦庫庫址極為重要。設計時一般須選擇多個庫址，進行技術經濟比較予以确定。尋找庫址應綜合考慮下列原則：

1.一個尾礦庫的庫容力求能容納全部生産年限的尾礦量。如确有困難，其服務年限以不少于五年為宜。

2.庫址離選礦廠要近，最好位于選廠的下遊方向。可使尾礦輸送距離縮短，揚程小，且可減少對選廠的不利影響。

3.盡量位于大的居民區、水源地、水産基地及重點保護的名勝古迹的下遊方向。

4.盡量不占或少占農田，不遷或少遷村莊。

5.未經技術論證，不宜位于有開采價值的礦床上部。

6.庫區彙水面積要小，縱深要長縱坡要緩。可減小排洪系統的規模。

7.庫區口部要小，“肚子”要大。可使初期壩工程量小，庫容大。

8.盡量避免位于有不良地質現象的地區，以減少處理費用。

安全防範

尾礦庫與水庫有相似之處，庫内有水。因此關鍵問題是确保尾礦壩安全可靠，為此要注意下列事項：

尾礦庫必須有防洪設施

尾礦庫内不僅存放有尾礦漿帶來的水，而且尾礦庫彙水面積内的水都會以地表迳流的渠道進入尾礦庫。在設計尾礦庫時，應按設計規範計算洪水量。為了防止意外情況，由于洪水季節地表迳流水量大，則應修築截流溝渠，把一部分地表迳流在上遊截出庫外。在一些老尾礦庫，沿尾礦庫的縱坡方向修建一些排水井，井井相連，并通過井下排水管或排水溝渠把多餘的澄清水排往庫外。尾礦堆到一定高度時則從尾礦壩端向上遊順次序封閉已經完成任務的排水井。在設計和施工這種排水設施時，應充分考慮排水管道系統承受堆積尾礦的壓力，以防排水系統被壓垮，以免造成整個排水系統報廢。

初期壩旁修築防洪道，在尾礦庫的中後部設主備用的浮動泵站。

保證子壩的穩定性

無論采用哪種築壩方法，必須對堆築子壩的尾礦的粒度組成按試驗成果嚴加控制。生産實踐證明，小于37微米的細粒級尾礦所占比例過高時，将會影響子壩的穩定性。

尾礦壩要有一定的安全高度

尾礦庫在生産過程中，尾礦壩的高度要高出實際排放在庫内的尾礦堆積面1-2米以上，這樣才能保證尾礦壩的安全。如果尾礦堆積面的高度與尾礦壩的壩頂高度相差無幾，這是危險因素，一場暴雨可能使尾礦溢出壩頂，尤其利用尾礦堆築子壩階段更要确保安全高度。

尾礦壩應該是透水壩

尾礦庫中的水不斷地經過壩體（壩牆）排走一部分，排水線以下的壩體均含水或被水潤濕，通常稱這一排水線為潤濕曲線。潤濕曲線愈低，壩愈穩定。如果潤濕曲結已升高到最高一層子壩的壩頂，說明尾礦水已淹沒到子壩的頂部，尾礦壩已是被水浸泡的砂堆，壩體随時可能崩塌。為了确保壩體的安全，尾礦漿的排放應從壩頂均勻地向庫内上遊方向排放，把尾礦水盡量往庫内壓，使壩的内坡離積存尾礦水的位置有相當的距離。尾礦庫的縱坡長度通常為50-120米為宜，對小型尾礦庫可相應變短，這段幹坡（即表面無積水）的長度與潤濕曲線的高度成反比。

監管措施

世界各國都非常重視尾礦庫的安全，美國、加拿大等國都把對尾礦庫的安全列為該國勞動部門安全監察的重要内容。在美國，勞工部礦山安全衛生署所屬的技術中心制定有尾礦庫的安全檢查指南。礦山安全衛生署下屬6個區的安全檢查總部及各檢查站對尾礦庫每年必須檢查2次，對檢查出的安全隐患及時發出通知限期治理。對未及時處理又沒有充分理由說明原因的，處以嚴厲的經濟處罰甚至起訴。加拿大等國都規定，尾礦庫的設計和驗收都必須經勞動部門的審查。

國際大壩委員會在1984年組建了國際大壩委員會礦山和工業尾礦壩分會，這個分會已經獨立出來，針對全世界日益增多的尾礦庫制定一系列安全方面的方針，交流各國對尾礦庫安全工作的法規資料和技術經驗，促進尾礦庫安全技術的發展。

為了加強對尾礦庫的管理，中國以立法的形式特别強調了對尾礦設施的安全監督。在《中華人民共和國礦山安全法》中規定：礦山企業對尾礦庫可能引起的危害應當采取預防措施。并明确：國務院勞動行政主管部門對全國礦山安全工作實施統一監督。縣級以上各級人民政府勞動行政主管部門對本行政區域内的礦山安全工作實施統一監督。