尾矿库安全管理的重要性

第五节　尾矿库的安全管理

一、尾矿库的安全管理

（一）尾矿排放与筑坝

（1）尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿和回水的要求。

（2）尾矿筑坝必须有足够的安全超高、沉积干滩长度和下游坝面坡度。

（3）每一期筑坝充填作业之前，必须进行岸坡处理。岸坡处理应做隐蔽工程记录，如遇泉眼、水井、地道或洞穴等，要采取有效措施进行处理，经主管技术人员检查合格后方可充填筑坝。

（4）上游式尾矿筑坝法，应于坝前均匀分散放矿，修子坝或移动放矿管时除外，不得任意从库后或库侧放矿。同时满足以下要求:①粗颗粒尾矿沉积于坝前，细颗粒排至库内，在沉积滩范围内不允许有大面积矿泥沉积；②沉积滩顶应均匀平整；③沉积滩坡度及长度等应符合设计的要求；④严禁矿浆沿子坝内坡趾横向流动冲刷坝体；⑤放矿矿浆不得冲刷坝坡；⑥放矿应有专人管理。

（5）坝体较长时应采用分段交替放矿作业，使坝体均匀上升，应避免滩面出现侧坡、扇形坡或细颗粒尾矿大量集中沉积于一端或一侧。

（6）放矿口的间距、位置、同时开放的数量、放矿时间以及水力旋流器使用台数、移动周期与距离，应按设计要求或作业计划进行操作。分散放矿支管、导流槽伸入库内的长度和距滩面的高度应符合设计要求。

（7）为保护初期坝的反滤层免受尾矿水冲刷，应采用多管小流量的放矿方式，以利尽快形成滩面，并采用导流槽或软管将矿浆引至远离坝顶处排放。

（8）冰冻期、事故期或由某种原因确需长期集中放矿时，不得出现影响后续堆积坝体稳定的不利因素。

（9）岩溶发育地区的尾矿库应加强周边放矿，以加速形成防渗层，减少渗漏和落水洞漏水事故。

（10）每期子坝堆筑完毕，应进行质量检查，检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。主要检查内容包括子坝剖面尺寸、长度、轴线位置及边坡坡比，新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水面高程，尾矿筑坝质量。

（11）尾矿滩面及下游坝坡面上不得有积水坑。

（12）坝外坡面维护工作可视具体情况选用以下措施:坝面修筑人字沟或网状排水沟；坡面植草或灌木类植物；采用碎石、废石或山坡土覆盖坝坡。

（二）尾矿库水位控制与防汛

（1）控制尾矿库水位应遵循的原则是在满足回水水质和水量要求的前提下，尽量降低库水位；当回水与坝体安全对滩长和超高的要求有矛盾时，应确保坝体安全；水边线应与坝轴线基本保持平行。

尾矿库实际情况与设计要求不符时，应在汛期前进行调洪演算。

（2）汛期前应采取下列措施做好防汛工作:①明确防汛安全生产责任制，建立值班、巡查和下游居民撤离方案等各项制度，组建防洪抢险队伍；②疏浚库内截洪沟、坝面排水沟及下游排洪河（渠）道；③详细检查排洪系统及坝体的安全情况，要根据实际条件确定排洪口底坎高程，将排洪口底坎以上1.5倍调洪高度内的堵板全部打开，清除排洪口前水面漂浮物，确保排洪设施畅通；④库内设清晰醒目的水位观测标尺，标明正常运行水位和警戒水位；⑤备足抗洪抢险所需物资，落实应急救援措施；⑥及时了解和掌握汛期水情和气象预报情况，确保上坝道路、通讯、供电及照明线路可靠和畅通。

（3）排除库内蓄水或大幅度降低库水位时，应注意控制流量，非紧急情况不宜骤降。

（4）岩溶或裂隙发育地区的尾矿库，应控制库内水深，防止落水洞漏水事故。

（5）未经技术论证，不得用常规子坝拦洪。

（6）洪水过后应对坝体和排洪构筑物进行全面认真的检查与清理，发现问题应及时修复，同时，采取措施降低库水位，防止连续暴雨后发生垮坝事故。

（7）不得在尾矿滩面或坝肩设置泄洪口。地形条件允许的尾矿库，可设置非常排洪通道。

（8）尾矿库排水构筑物停用后的封堵，必须严格按设计要求施工，并确保施工质量。一般情况下，必须在井内井座顶部封堵或在隧洞支洞处封堵，严禁在排水井井筒上部封堵。

（三）排渗设施管理与渗流控制

（1）尾矿坝的排渗设施包括排渗棱体、排渗褥垫、排渗盲沟和各种排渗井等。在尾矿坝运行过程中如需增设或更新排渗设施，应经技术论证，并经企业安全管理部门批准。

（2）排渗设施属隐蔽工程，必须按设计要求精心选料、精心施工，详细填写隐蔽工程施工验收记录，并绘制竣工图。排渗设施的施工可参照《碾压式土石坝施工技术规范》执行。

（3）坝肩、盲沟等应严格按设计要求施工，防止发生集中渗流。

（4）尾矿库运行期间应加强观测，注意坝体浸润线逸出点的变化情况和分布状态，严格按设计要求控制。

（5）当发现坝面局部隆起、塌陷、流土、管涌、渗水量增大或渗水变浑等异常情况时，应立即采取措施进行处理并加强观察，同时报告企业安全管理部门，情况严重的，应报当地安全生产监督部门。

（四）尾矿库防震与抗震

（1）处于地震区的尾矿库，应制定相应的防震和抗震的应急计划，内容包括:抢险组织与职责；尾矿库防震和抗震措施；防震和抗震的物资保障；尾矿坝下游居民的防震应急避险预案；震前值班、巡坝制度等。

（2）尾矿库原设计抗震标准低于现行标准时，必须进行加固处理。

（3）严格控制库水位，确保抗震设计要求的安全滩长满足地震条件下坝体稳定的要求。

（4）上游建有尾矿库、排土场、水库等工程设施的，应了解上游所建设施的稳定情况，必要时应采取防范措施。

（5）地震后，必须对尾矿库进行巡查和检测，及时修复和加固破坏部分，确保尾矿库运行安全。

二、尾矿库的安全检查

（一）尾矿库防洪安全检查

（1）尾矿库防洪安全检查内容包括设计防洪标准、尾矿沉积滩的干滩长度和尾矿坝的安全超高等。

（2）检查设计采用的防洪标准是否符合现行尾矿设施设计规范的要求。当设计采用的防洪标准高于或等于现行设计规范的要求时，可按原设计的洪水参数进行检查；当设计采用的防洪标准低于现行设计规范的要求时，应重新进行洪水计算及调洪演算。

（3）尾矿库水位标高的检测，其测量误差应小于20mm。

（4）尾矿库滩顶标高的检测，应沿坝（滩）顶方向布置测点进行实测，其测量误差应小于20mm。

当滩顶一端高一端低时，应在低标高段选较低处检测1～3个点；当滩顶高低相间时，应选较低处不少于3个点；其他情况，每100m坝长选较低处检测1～2个点，但总数不少于3个点。各测点中的最低点作为尾矿库滩顶标高。

（5）尾矿库干滩长度的测定视坝长及水边线弯曲情况，选干滩长度较短处布置1～3个断面。测量断面应垂直于坝轴线布置，在几个量测结果中，选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。

（6）检查尾矿库沉积干滩的平均坡度时，应视沉积干滩的平整情况，每100m坝长布置不少于1～3个断面。测量断面应垂直于坝轴线布置，测点应尽量在各边坡点处进行布置，且测点间距不大于10～20m（干滩长者取大值），测点高程测量误差应小于5mm。尾矿库沉积干滩平均坡度应按各测量断面的尾矿沉积干滩平均坡度加权平均计算，尾矿库沉积干滩平均坡度与设计平均坡度的偏差应不大于10%。

（7）根据检测的滩顶标高、库水位和计算出的沉积干滩平均坡度，检查尾矿库最高洪水位时的最小干滩长度是否满足表7-3、表7-4要求。

（8）根据检测出的滩顶标高、库水位和计算沉积干滩平均坡度，检查尾矿库在最高洪水位时坝的安全超高是否满足表7-5、表7-6要求。

表7-3　上游式尾矿坝的最小干滩长度

表7-4　下游式、中线式尾矿坝的最小干滩长度

表7-5　尾矿库的等级

表7-6　尾矿坝的最小安全超高

（二）排水构筑物安全检查

（1）排水构筑物安全检查的主要内容。包括构筑物有无变形、移位、损毁、淤堵，排水能力是否满足要求等。

（2）排水井安全检查的内容。包括井的内径、窗口尺寸及位置，井壁剥蚀、脱落、渗漏，最大裂缝开展宽度，井身倾斜度和变位，井、管连结部位，进水口水面漂浮物，停用井的封盖方法等。

排水井最大裂缝开展宽度应符合表7-7的规定。

（3）排水料槽检查内容。包括斜槽断面尺寸，槽身变形、损毁或坍塌，盖板放置、断裂，最大裂缝开展宽度，盖板之间以及盖板与槽壁之间的防漏填充物，漏砂，斜槽内淤堵等。(www.chuimin.cn)

（4）排水涵管检查内容。包括涵管断面尺寸，变形、破损、断裂和磨蚀，最大裂缝开展宽度，管间止水及填充物，涵管内淤堵等。

（5）排水隧洞检查内容。包括隧洞断面尺寸，洞内塌方，衬砌变形、破损、断裂、剥落和磨蚀，最大裂缝的开展宽度，伸缩缝、止水及填充物，洞内淤堵等。

（6）溢洪道检查内容。包括溢洪道断面尺寸，沿线山坡滑坡、塌方，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内淤堵，溢流口底部高程，消力池及消力坎等。

（7）截洪沟断面检查内容。包括截洪沟断面尺寸，沿线山坡滑坡、塌方，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内物淤堵等。

（8）截水沟检查内容。包括截水沟断面尺寸，截水沟沿线山坡稳定性，护砌变形、破损、断裂和磨蚀，沟内淤堵等。

表7-7　钢筋混凝土结构构件最大裂缝宽度的允许值

注:①水利坡度为沿渗水路径的水头差与渗径距离之比。

（三）尾矿坝安全检查

（1）尾矿坝安全检查内容。包括坝的轮廓尺寸，变形、裂缝、滑坡和渗漏等。

（2）检测坝的外坡坡比。每100m坝长不少于两处，应选在最大坝高断面或坝坡较陡断面。水平距离和标高的测量误差不大于10mm；实测的坝外坡坡比不应陡于设计坡比减1。

（3）检查坝体位移。要求坝的位移量变化应均衡，无突变现象，且应逐年减小。当位移量变化出现突变或有增大趋势时，应查明原因，妥善处理。

（4）检查坝体有无纵、横向裂缝。坝体出现裂缝时，应查明裂缝的长度、宽度、深度、走向、形态和成因，判定危害程度。

（5）检查坝体滑坡。坝体出现滑坡时，应查明滑坡位置、范围和形态以及滑坡的动态趋势。

（6）检测坝体浸润线的位置。应查明坝面浸润线出逸位置、范围和形态。

（7）检查坝体渗漏。应查明有无渗漏逸出点，逸出点的位置、形态、流量及含砂量等。

（四）尾矿库库区安全检查

（1）尾矿库库区安全检查的主要内容包括周边山体稳定性，违章建筑、违章施工和违章民办采选活动等情况。

（2）检查周边山体滑坡、塌方和泥石流等情况时，要详细观察周边山体有无异常和急变，并根据工程地质勘察报告分析周边山体发生滑坡的可能性。

（3）检查库区范围内危及尾矿库安全的主要内容包括违章爆破、采石和建筑，违章取尾矿再选、取水，外来尾矿、废石、废水和废弃物排入，放牧和开垦等。

三、尾矿库安全评价和管理

主要根据尾矿库的防洪能力和尾矿坝坝体的稳定性确定。安全度分为危库、险库、病库和正常库。

1.危库

尾矿库有下列工况之一的为危库:尾矿库的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求，不能确保坝体的安全；排水系统严重堵塞或坍塌，不能排水或排水能力急剧降低；坝体出现深层滑动迹象；其他危及尾矿库的情况。

2.险库

尾矿库有下列工况之一的为险库:尾矿库的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求，但平时对坝体的安全影响不大；排水系统部分堵塞或坍塌，排水能力有所降低，达不到设计要求；坝体出现浅层滑动迹象；坝体出现贯穿性的横向裂缝，且出现较大的管涌，水质浑浊挟带泥砂或坝体渗流在堆积坝坡有较大范围逸出，且出现流土变形；其他影响尾矿库安全运行的情况。

3.病库

尾矿库有下列工况之一的为病库:尾矿库的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度达不到设计规范的要求；排水系统出现裂缝、变形腐蚀或磨损，排水管接头漏砂；坝体稳定安全系数小于设计规范规定值；浸润线位置过高，渗透水自高位逸出；坝体出现较多的局部纵向或横向裂缝等。

4.正常库

同时满足下列工况的为正常库:尾矿坝的最小安全超高和尾矿库的最小干滩长度均符合设计要求；排水系统各构筑物符合设计要求，工况正常；尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求，稳定安全系数及坝体渗流控制满足要求，工况正常。

5.安全管理

企业必须把尾矿库安全评价工作纳入安全管理工作计划，由有资质条件的终结技术服务机构每5年对尾矿库进行一次安全评价。尾矿库的安全评价报告必须报省级安全生产监督管理部门备案。

6.危库治理

对于危库，企业必须停产抢险，并采取以下应急措施:立即降低库水位，确保坝的安全和满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求，必要时可按最小干滩长度为坝顶宽度，用渠槽法抢筑子坝，以形成所需的安全超高和干滩长度；疏通、加固或修复排水构筑物，必要时可另开挖临时排洪通道；处理滑坡，加固坝体。

7.险库治理

对于险库，企业应采取以下措施在限定的时间前消除险情:降低库水位，确保满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求；疏通、加固或修复排水构筑物；处理滑坡，加固坝体，消除管涌和流土。

8.病库治理

对于病库，企业应采取以下措施尽快消除事故隐患:抓紧进行防洪治理工程，确保汛前彻底完成治理工程量；加固、修复排水构筑物；加固坝体或适当削坡，处理局部裂缝；实施降水措施降低浸润线，消除管涌和流土；修整坝坡，开挖坝肩截水沟。

9.检查周期

企业对非正常级尾矿库的检查周期:对“危”级尾矿库每周不少于1次；“险”级尾矿库每月不少于1次；对“病”级尾矿库每季不少于1次。

在暴雨和汛期期间，应根据实际情况对尾矿库增加检查次数。检查中如发现重大隐患，必须立即采取措施进行整改，并向安全生产监督部门报告。

四、案例

牛角垅尾矿库溃坝事故及教训:该库于1971年1月建成投产。初期坝采用有黏土防渗斜墙的干砌石坝，属不透水坝，初期坝高为16m；该矿尾矿平均粒径为0.08mm，后期坝为尾矿堆坝，设计堆高41.5m，总库容215万m³，有效库容为150万m³，等级为3级。垮坝前已堆尾矿量110万m³。库区汇水面积为3km²，调洪高度1.6m。尾矿水所需澄清距离为60m。排水沟及坝底涵洞全长570m，断面为1.2m×1.9m。1979年该涵洞压裂漏砂，后用钢材支护，水泥喷抹处理。尾矿库尾端建有一截洪沟，长222.7m，断面为4m×2.9m。

1985年8月24～25日连降暴雨，25日凌晨3点40分左右，山洪暴发，坡陡水急，洪水夹带大量泥砂石、杂草，排洪涵洞和截洪沟已无法承担，洪水直接冲入尾矿库，加之离尾矿坝基100m处发生1^＃和2^＃泥石流直冲库内，仅几分钟，洪水漫顶冲垮牛角垅尾矿库。事后测算，库内尾矿约被冲走110万吨。

损失情况:冲毁房屋39栋，造成危房22栋，还淹没房屋27栋；冲毁设备25台，冲走钢材200多吨、水泥1 200多吨、各种原材料84.7万元；冲毁输电线路3.5km、通讯线路4.38km、矿区自备公路4.3km、国家公路3km、桥梁3座，致使通讯、供电、交通全部中断。矿区直接经济损失1 300万元。在下游地区，倒塌部分大型临时工程，一些房屋进水，污染东河两岸农田15 454亩、生活水井29个，还造成东河河堤决口39处，冲垮拦河坝17座、涵洞15个、渠道11条，河床淤塞泥石量达201万m³，水系污染相当严重。

垮坝原因有:

（1）经多方面综合分析及现场勘察，认定为不可抗拒的自然灾害冲垮了尾矿坝。

（2）设计时收集的日最大降雨量为180mm，设计考虑的最大日降雨量为195mm，而实际达429.6mm，因此排洪设施无法满足要求。

（3）设计部门只按最大日降雨量和最大小时降雨量进行设计，也是不合适的。

经验教训:

（1）设计前的汇水面积、降雨量、降雨频率、排洪能力大小等主要因素应反复调查论证。

（2）山谷型尾矿库的排洪系统要建立防堵塞措施，还要解决泥石流对尾矿库侵害的可行措施。

（3）尾矿库的汇水面积不能只计算地表面积，还应考虑地下水的流量。

（4）尾矿库的供电及通讯线路要选择可靠的线路，绝不能从坝基向上输送。

（5）值班室不能建在坝下，要建在安全可靠的地点；坝下游已建好的生活、生产设施应组织撤退演习，要有明确的撤退通道。

（6）尾矿库绝对禁止超期服役。