尾礦壩危害因數(shù)及安全事故預(yù)防

尾礦壩危害因數(shù)及安全事故預(yù)防Er_fan@163.com摘要:論述尾礦壩勘察、設(shè)計、施工、運行和閉庫各個階段可能產(chǎn)生的有害因數(shù)，并對導(dǎo)致產(chǎn)生危險的原因進(jìn)行了詳細(xì)分析,指出尾礦庫安全管理中的重點管理的對象，提出了相應(yīng)的事故預(yù)防措施。關(guān)鍵詞:尾礦壩;有害因數(shù);安全事故預(yù)防；1、 前言尾礦設(shè)施是礦山生產(chǎn)設(shè)施的重要組成部分，其投資較大，一般約占礦山建設(shè)總投資的5%?10%。尾礦庫是尾礦設(shè)施的主要部分，包括尾礦壩、庫區(qū)等。尾礦中還含有各種有毒有害物質(zhì)，并且是一種人造的具有高勢能的泥石流形成區(qū)，其安全運行直接關(guān)系到下游人民的生命財產(chǎn)安全和庫區(qū)周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境［1］。隨著工業(yè)發(fā)展，尾礦壩數(shù)量越來越多，壩體堆積越來越高。目前,世界上正在使用的尾礦庫和工業(yè)廢料庫約有20多萬個，因此，尾礦庫的安全問題是一個很嚴(yán)峻的問題⑵,識別尾礦壩危險信號和控制已成為尾礦壩安全工作的重要任務(wù)之一。文中運用現(xiàn)代安全管理理論，結(jié)合尾礦壩實際，辨識對尾礦壩的危害因數(shù)和實施防治工作，為完善和提高尾礦壩安全管理水平，建立安全重大危險預(yù)警機(jī)制進(jìn)行了探討。2、 識別尾礦壩有害因數(shù)2.1尾礦壩有害因數(shù)及識別尾礦壩有害因數(shù)可劃分為尾礦壩壩基壩坡失穩(wěn)、排洪系統(tǒng)故障、浸潤線過高及管涌等滲透穩(wěn)定問題。2.2.1導(dǎo)致潰壩的有害因數(shù)：尾礦壩最大的危險是潰壩，一旦潰壩會引起滑坡泥石流等重大災(zāi)害，引起重大人員傷亡、財產(chǎn)損失和環(huán)境污染。引起潰壩的原因很多，如:①調(diào)洪高度不能滿足需要、安全超高不夠、泄洪排水系統(tǒng)防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低、泄洪排水構(gòu)筑物破壞或堵塞、庫區(qū)內(nèi)發(fā)生大的泥石流、岸坡發(fā)生滑坡和坍塌等;②壩基未處理或處理不當(dāng)、壩體邊坡過陡、有局部坍塌或隆起、壩面有沖刷或塌坑等不良現(xiàn)象;裂縫、壩基下存在軟弱地層或巖溶，壩體疏松;③未按設(shè)計要求進(jìn)行放礦沖填尾礦庫,沉積灘面出現(xiàn)側(cè)坡、扇形坡或細(xì)粒尾礦大量沉積于壩的某一端;④獨頭放礦，礦漿沿子壩內(nèi)坡趾流動沖刷壩體；沉積干灘長度不足，浸潤線過高，下游壩坡沼澤化；⑤排滲設(shè)施失效或破壞，滲流破壞不斷擴(kuò)大，產(chǎn)生管涌、流土。主要觸發(fā)原因有滑坡、浪涌或洪水漫壩、壩坡失穩(wěn)、堆積壩潰口、滲流破壞?，F(xiàn)對可能引起潰壩的各個有害因數(shù)分析如下。（1）滑坡（岸坡坍塌）：由于尾礦庫建在陡峭山體上，采礦活動、巖體風(fēng)化、尾礦庫水淹浸泡而導(dǎo)致山體失穩(wěn)，最終引起滑坡。（2）泥石流。由于庫區(qū)存在大量細(xì)粒尾砂，當(dāng)遇到暴雨時會引起泥石流。（3）浪涌或洪水漫壩。由于風(fēng)速過大、泄洪排水構(gòu)筑物破壞、堵塞、庫區(qū)內(nèi)發(fā)生大的泥石流或岸坡發(fā)生滑坡和坍塌等原因，引起水流高速沖擊壩體或庫區(qū)水位超過壩頂，致使壩坡失穩(wěn)決口潰壩。（4）壩坡失穩(wěn)。由于壩體邊坡過陡，有局部坍塌或隆起，壩面有沖刷、塌坑等不良現(xiàn)象;裂縫，壩基下存在軟基或巖溶，壩體疏松使?jié)B流破壞不斷擴(kuò)大導(dǎo)致壩體裂縫、管涌或流土,引起壩體滑坡坍塌。（5）壩面拉溝。未進(jìn)行壩面維護(hù)，壩面無防沖刷措施，遇暴雨會引起壩面拉溝。（6）滲流破壞。由于浸潤線的位置過高,尾礦沉積灘的長度過短，壩面或下游發(fā)生沼澤化。導(dǎo)致壩體、壩肩和不同材料結(jié)合部位有滲流水流出，滲流量增大，滲流水混濁引起管涌。（7）管涌。當(dāng)庫區(qū)水位過高而引起壩基滲透壓力過大，排滲設(shè)施失效時就會引起管涌。（8）壩體地震液化。當(dāng)筑壩尾砂粒度不符合要求，壩坡處于飽和狀態(tài)，地震時或其它震動會引起壩體液化。（9）裂縫。由于壩體、壩基不均勻沉陷或滑坡、壩體施工質(zhì)量差或壩身結(jié)構(gòu)及斷面尺寸設(shè)計不當(dāng),當(dāng)壩體滑移、暴雨或低溫冰凍時就會使壩體產(chǎn)生裂縫。（10）粉塵。由于堆積壩外坡大面積裸露，未護(hù)坡，尾砂粒度細(xì)、含水低，會引起沙塵暴污染環(huán)境。（11）漏礦和滲水。由于將尾礦庫建在斷裂帶、溶洞等不良工程地質(zhì)條件下，使庫區(qū)地層滲水通道和庫外連通，使水或礦漏出。（12）滾石。由于山體陡峭、采礦活動、或巖體風(fēng)化等原因，引起巖石從山體脫落沖擊排洪設(shè)施，導(dǎo)致排洪設(shè)施破壞或由于滾石下落或重物落下?lián)糁腥梭w而引起的事故。2.2.2引起排洪系統(tǒng)故障的有害因數(shù)由于滾石、樹枝雜草、低溫冰凍、地基產(chǎn)生不均勻沉陷等原因?qū)е屡潘苄购槟芰档褪А嗔?，最終引起排洪系統(tǒng)故障。在尾礦庫整個事故中，潰壩事故發(fā)生的危害性最大，潰壩事故一旦發(fā)生，會引起重大人員傷亡財產(chǎn)損失和環(huán)境污染，并且因潰壩而引起的重特大事故比較多，確。如云南錫業(yè)公司火谷都尾礦庫1962年09月26日發(fā)生潰壩事故，涌出尾礦330萬m3,水38萬m3,沖毀耕地36.05hm2,11座村寨和一個農(nóng)場，共13970人受災(zāi),其中死亡171人、傷92人,直接經(jīng)濟(jì)損失2000萬元,也是迄今為止我國發(fā)生的最嚴(yán)重的一起尾礦壩事故;最近的一次如2006年4月30日陜西鎮(zhèn)安尾礦壩坍塌事故死亡17人。其次是洪水漫壩、決口、滑坡坍塌、地震液化、滾石、泥石流等事故一旦發(fā)生，會引起危險性較大，并較難以控制,容易發(fā)生傷亡、或群傷，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失⑶，這些事故的發(fā)生也有可能導(dǎo)致潰壩，。如1994年07月12日，湖北新冶銅礦尾礦庫洪水漫頂潰壩，死亡26人失蹤2人；1992年05月24日，河南灤川縣赤土店鄉(xiāng)鉬礦搶修尾礦庫排洪洞發(fā)生大規(guī)模塌方，死亡14人，重傷4人。在國外,此類事故亦不鮮見。第三是滲透破壞如流土、管涌、這些事故的發(fā)生也有可能導(dǎo)致潰壩。如圭亞那阿邁金礦尾礦壩垮塌，直接原因是在建壩期間，在堤壩底部安裝了波紋排水鋼管臨時排水，在重型設(shè)備碾壓管線周圍的回填材料時，破壞了管路的完整性，為細(xì)粒材料流失創(chuàng)造了條件，由于沒有采取其他有效措施阻止或有效控制管道周圍回填料中的滲漏，引起壩體內(nèi)部侵蝕破壞。另外細(xì)砂層與廢石堆之間缺乏反濾，細(xì)砂可以容易的從廢石堆孔隙之間穿過。第四是違規(guī)作業(yè)誘發(fā)以上各種事故的發(fā)生。3尾礦庫各階段的病害及預(yù)防措施3.1勘察階段對庫區(qū)、壩基、尾礦堆積壩壩體及沉積灘的勘察質(zhì)量低劣，排洪管線等處的不良地質(zhì)條件未能查明，導(dǎo)致穩(wěn)定分析、排洪驗算等結(jié)論不可靠⑷，造成庫內(nèi)滑坡、壩體變形、壩基滲漏、排洪涵管斷裂、排水井倒塌等事故隱患。3.2設(shè)計階段設(shè)計質(zhì)量低劣，基礎(chǔ)資料不確切、設(shè)計方案及技術(shù)論證方法不當(dāng)、不遵循設(shè)計規(guī)范、對庫區(qū)水位及浸潤線深度的控制不明確，和要求不切實際等方面。而由此造成的隱患大多數(shù)是壩體在中后期穩(wěn)定性和防洪能力不夠，不能滿足設(shè)計規(guī)范的要求。其次，排水構(gòu)筑物出現(xiàn)斷裂、氣蝕、倒塌等現(xiàn)象也往往由于設(shè)計人員素質(zhì)不高或經(jīng)驗不足所造成的。因此，尾礦庫必須做到精心設(shè)計，必須委托有設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計單位進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計前應(yīng)切實做好基礎(chǔ)資料的收集和方案論證工作，并且進(jìn)行尾礦土工試驗，必要時應(yīng)進(jìn)行筑壩試驗，以校驗設(shè)計方案的準(zhǔn)確性。必須嚴(yán)格按《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》ZBJ1-90和《尾礦庫安全管理規(guī)定》的等規(guī)范進(jìn)行。設(shè)計完成以后必須請具備評價資格的機(jī)構(gòu)進(jìn)行尾礦庫安全預(yù)評價,評價合格后方可施工筑壩。3.3施工階段在初期壩施工過程中，由于清基不徹底、壩體密實不均、壩料不符合要求、反濾層鋪設(shè)不當(dāng)?shù)纫蛩?可能會造成壩體沉降不均、壩體或壩基漏礦、后期壩局部塌陷等事故;若排洪構(gòu)筑物有蜂窩、麻面或強度不達(dá)標(biāo)，且負(fù)荷逐漸增大時,便會造成掉塊、露筋、斷裂、甚至倒塌等危害⑸。因此，在施工時必須按《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》（ZBJ1-90）和《尾礦庫安全管理規(guī)定》的規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，在尾礦庫施工驗收階段必須嚴(yán)格按《尾礦設(shè)施施工及驗收規(guī)程》（YS5418-95）的要求進(jìn)行，并且要進(jìn)行安全現(xiàn)狀評價，評價合格后方可運行。3.4運行階段科學(xué)管理，尾礦壩管理應(yīng)由有資質(zhì)的人員經(jīng)培訓(xùn)后進(jìn)行管理，并建立健全規(guī)章制度和檢查臺賬。由于尾礦庫具有邊施工邊使用的特點，壩體形成的過程要借助尾砂堆壩,堆壩周期較長。隨著壩體逐年增高，需要依次封堵排水井的進(jìn)水口和進(jìn)行其它管理工作，只有長期一貫保持良好的堆壩質(zhì)量，才能保證壩體安全。在堆壩過程中，基壩、排水井和泄洪溝長期受水壓、滲透、沖刷、溶蝕、氣蝕、磨損、腐蝕等物理、化學(xué)作用，經(jīng)受洪水、嚴(yán)寒、冰凍等惡劣氣候條件的影響，尾礦設(shè)施很難保持始終如一的良好運行狀態(tài)。壩體要在運行期間形成，需要不斷維護(hù)和控制，還要做好放礦,筑壩、防汛、防滲、防震、維護(hù)、修理檢查，觀測等日常管理工作，一套科學(xué)有效的管理制度和與之配套的組織機(jī)構(gòu)必不可少⑹。運行時必須每隔3a對尾礦庫作安全現(xiàn)狀評價，否則禁止再運行。3.5閉庫階段尾礦庫即使停止了使用，庫內(nèi)已無積水，但洪水及地震的威脅將長期存在，況且?guī)靸?nèi)沉積灘面在常年風(fēng)雨吹淋之下，灘面坡度漸趨平緩、調(diào)洪庫容隨之減少、洪水位的安全高度及安全灘長大多不能滿足安全要求。排洪構(gòu)筑物的壽命也是有限的，灘面表面干燥,甚至開裂，但內(nèi)部仍呈飽和狀態(tài)，一旦失事，其造成的災(zāi)害和正在使用的尾礦庫的失事同等嚴(yán)重⑺。因此，從尾礦庫使用到最終設(shè)計高程前2?3a必須進(jìn)行閉庫設(shè)計，且設(shè)計和施工方案應(yīng)符合《尾礦庫安全管理規(guī)定》的安全法律、法規(guī)等技術(shù)規(guī)范，并須報省級以上安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門審查，進(jìn)行閉庫安全評價。閉庫工程結(jié)束后須經(jīng)省級以上安全生產(chǎn)監(jiān)督管理部門組織驗收。閉庫后的安全要求基本上與正在使用的尾礦庫類似，庫的等級、穩(wěn)定、安全系數(shù)、防洪標(biāo)準(zhǔn)都與終期尾礦庫的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)一致。閉庫后所有安全管理工作仍由原企業(yè)負(fù)責(zé)。3.6從制度上建立杜絕尾礦庫主要危害的管理措施，以便于對尾礦庫在勘察、設(shè)計、施工、運行和閉庫階段的潛在危險的防治，可以看出，尾礦庫的有些潛在危險發(fā)生的可能性比較大。安全監(jiān)管部門和企業(yè)對于尾礦庫存在的主要潛在危險的控制必須做到以下工作。（1）在國家現(xiàn)行法律、法規(guī)的框架下,建立和完善尾礦庫政府規(guī)章制度體系，出臺配套的、主要專業(yè)齊全的實施細(xì)則，依法管理，安全生產(chǎn)。（2）貫徹國家《安全生產(chǎn)法》，建立企業(yè)負(fù)責(zé)、國家監(jiān)察、行業(yè)管理、社會監(jiān)督的安全生產(chǎn)管理體系，落實尾礦庫安全責(zé)任制，有效開展尾礦安全管理。（3）企業(yè)必須嚴(yán)格執(zhí)行勘察、設(shè)計、施工和操作管理的規(guī)范、規(guī)程，從源頭杜絕隱患。（4）完善安全監(jiān)督檢查和安全管理的體系、制度。（5）制定事故應(yīng)急救援預(yù)案，完善搶險救援機(jī)制。（6）嚴(yán)格安全巡查制度及臺賬，及時發(fā)現(xiàn)險情。（7）建立尾礦庫風(fēng)險基金，為尾礦庫安全打下有力的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。4結(jié)論本文對尾礦庫建設(shè)和運行的各個階段和各單元的潛在危險進(jìn)行論述和分析,并對可能導(dǎo)致潛在危險的原因進(jìn)行了分析，提出相應(yīng)的事故預(yù)防措施，該項工作是加強尾礦庫安全生產(chǎn)管理及預(yù)防尾礦庫事故發(fā)生的基礎(chǔ)性工作。必須要引起安全監(jiān)督部門和企業(yè)的重視。參考文獻(xiàn)：《金屬非金屬礦山安全》編委會.金屬非金屬礦山安全[M].湖北科學(xué)技術(shù)出版社,2003.211?215.祝