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【摘 要】 本文首先介绍了尾矿库设施，然后指出了退役尾矿坝存在的危险因素，最后探讨了环境保护措施。
【关键词】 退役尾矿坝;危险因素;环境保护;措施
尾矿对环境有严重危害，如一旦出现滑坡现象，将会对环境造成难以估计的破坏。尾矿坝坝体和壩基渗漏可能导致大量锰和硫化物通过地下水流向环境中的水体，从而污染水体。尾矿坝的倒塌将污染周边环境，严重影响居民健康。因此，在尾矿库退役后，必须对其环境安全问题进行分析。尾矿坝发生事故的原因主要有：（1）由于大雨，溢洪道发生故障或设计泄洪量不够，导致坝顶漫溢;（2）坝体、坝基或坝肩由于水力坡降发生细粒尾砂的侵蚀和渗漏等，引起溃坝;（3）由于地震，使坝基和坝体内松散的饱和粉细砂或粉土中产生过大孔隙水压力，使局部甚至整体发生液化，进而导致溃坝或严重沉陷或变形。可见，尾矿坝的环境安全问题主要决定于坝体和坝基的渗流、坝体土的渗透变形和坝体的稳定性。
全世界每年采出金属和非金属矿石、煤、石材、粘土、砂砾约100×109t，而相应排弃废石和尾矿约50×109t。我国作为一个矿业大国，每年选矿产生的尾矿约3×109t（需占地约20km2），而这些尾矿除了一小部分作为矿山充填或综合利用外，绝大部分都要储存在尾矿库;据国家安监总局统计，目前全国共有尾矿库6261座（尾矿库座数最多的是河北省，有1846座，占全国尾矿库总数的29.48%，我国尾矿库的数量之多、库容之大和坝体之高在世界上是少见的。尾矿库发生事故给人民群众的生命及财产造成重大损失，对环境安全构成严重威胁;由此可见，尾矿库的安全已成为一个严峻的问题，只有通过对其潜在的危险因素辨识分析，有针对性地进行防范，消除各种事故隐患，才能最大程度地杜绝和减少尾矿库的生产安全事故发生，最大限度地保障下游生态环境与居民生命及财产的安全。
1 尾矿库设施
1.1尾矿库的类型及特点
尾矿库是指在山谷口部或洼地的周围筑坝，将金属和非金属矿山企业进行矿石选别后的尾矿或其他工业废渣入其内进行沉淀的贮存场所（其基建费用一般约占矿山建设总投资的5%-10%，占选矿厂投资的20%左右）。根据地形不同，常见的有以下3种类型。
（1）山谷型尾矿库。山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较短，坝体工程量较小;后期管理和维护相对较容易，当后期堆筑坝较高时，可获得较大的库容，但汇水面积较大，排水设施工程量大。我国大中型尾矿库大多属于此类型。
（2）平地型尾矿库。平地型尾矿库是在平地四周堆筑坝围成的尾矿库。其特点是初期坝和后期尾矿堆筑坝工程量大，建设费用高，维护管理较麻烦;由于四周堆坝，库区面积越来越小。
（3）傍山型尾矿库。傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库，其特征是初期坝相对较长，初期坝和后期尾矿堆筑坝工程量较大，库容较小，管理维护相对复杂。
1.2尾矿库设施的组成
尾矿库设施一般由尾矿输送系统、尾矿堆存系统、尾矿排水系统、尾矿水处理系统等组成。
（1）尾矿输送系统。该系统一般包括尾矿浓缩池、（分级）砂泵站、尾矿输送管道、尾矿自流沟（渠）及事故池等设施。
（2）尾矿堆存系统。该系统包括坝上放矿管道、初期坝、后期尾矿堆坝、浸润线观测、位移观测及排渗设施等。
（3）尾矿排水系统。该系统由截洪沟、溢洪道、排水井（塔）、排水管、排水隧洞等水工构筑物组成。
（4）尾矿水处理系统。该系统一般由尾矿库澄清水的回水设施和尾矿水的净化设施组成。
2 退役尾矿坝存在的危险因素
2.1尾矿坝单元潜在的危险因素
近年来，随着矿山企业生产规模日益扩大，尾矿排放量不断增加，尾矿堆存体积越来越大，随之带来的安全问题日益凸显，作为尾矿库的主骨架—“尾矿坝”是否安全稳定，直接涉及到尾矿库的正常使用。尾矿坝最大的危险因素是溃坝，一旦溃坝会引起滑坡、泥石流等重大灾害，造成重大人员伤亡、财产损失和环境污染。现对可能引起溃坝的各个危险因素分析如下。
（1）滑坡（岸坡坍塌）。由于尾矿库建在陡峭山体上，爆破取石筑路活动、岩体风化、尾矿库水淹浸泡而导致山体失稳，最终引起滑坡。
（2）坝坡失稳。由于坝体边坡过陡，有局部坍塌或隆起，坝面有冲刷、塌坑等不良现象;坝基下存在软基或岩溶、坝体疏松使渗流破坏不断扩大导致坝体裂缝、管涌或漏砂，引起坝体滑坡坍塌。
（3）坝体局部浸润线过高。上游式尾矿坝主要是通过冲填形成尾砂滤水体排去浸入坝体内部的渗透水，一旦滤水体结构因某些原因（如坝体内细粒级的沉积矿泥夹层过多等）而难以形成或被破坏，坝体内部的浸润线就会升高，渗透水就可能从坝坡逸出，在坝面形成沼泽阴。
（4）坝面拉沟。未进行坝面维护，坝面无防冲刷措施，遇暴雨会引起坝面拉沟，局部塌陷。
（5）渗流破坏。由于浸润线的位置过高，尾矿沉积干滩的长度过短，坝面或下游发生沼泽化，导致坝体、坝肩和不同材料结合部位有渗流水流出，渗流量增大，渗流水混浊引起管涌。
（6）管涌。当库区水位过高而引起坝基渗透压力过大，排渗设施失效时就会引起管涌。
（7）裂缝。由于坝体、坝基不均匀沉陷或滑坡、坝体施工质量差或坝身结构及断面尺寸设计不当，当坝体滑移、暴雨或低温冰冻时就会使坝体产生裂缝。
2.2放矿系统潜在的危险因素
矿石经过选矿厂的浮选，将尾矿经分级泵站输送至尾矿坝顶铺设的放矿管道，同时在放矿主管道上连接放矿支管来实现坝面放矿。由于堆积坝坝面距离一般较长，故在放矿时存在以下危险因素。
（1）未按设计要求进行放矿冲填尾矿库，沉积滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量沉积于坝体的某一端。 （2）独头放矿，矿浆沿堆积子坝内坡坡面流动冲刷坝体。
（3）放矿支管开启太少，造成沉积滩坡度过缓，导致调洪库容不足。
（4）未能均匀放矿，沉积滩此起彼伏，形成堆积体，造成库内干滩长度过短，坝体浸润线过高。
（5）长时间不调换放矿点，造成个别放矿点的矿浆外溢，冲刷坝体。
2.3排水系统潜在的危险因素
尾矿库设计排水系统的作用有两方面：一是为了及时排除雨季蓄积在库内的雨水，同时确保不让尾砂从排洪系统泄漏—俗称“跑浑”或“跑黑”，即排水不排砂;二是兼作回收库内尾矿澄清水供生产循环使用。排水设施一般由进水构筑物、输水构筑物和坝坡排水沟组成。排水单元存在的危险因素如下。
（1）排水单元出现故障，导致排泄不顺畅。尾矿库排洪系统出现故障使洪水无法正常排泄，库内水位急剧升高，造成洪水从尾矿堆积坝顶溢流排出。
（2）泄漏尾砂。排洪构筑物局部結构存在问题，如现浇排水管分缝处施工不良，预制排水管连接不良，排水井挡板封堵不严，排水斜槽盖板局部损坏等，将会导致排洪系统漏水漏砂，随着时间推移，可能会导致排洪系统淤塞或坍塌。
（3）排洪隧洞出现坍塌。在我国尾矿库排洪隧洞大都采用浆砌石做成，整体性较差，承压能力较低。由于受运行时间、承重荷载、渗漏水侵蚀影响造成洞体结构坍塌，导致隧洞排水淤堵。
2.4回水系统潜在的危险因素
（1）触电。由于尾矿库的回水泵站设备较多，作业环境差，在日常生产活动中容易发生触电事故。引起触电事故的主要原因除了设备缺陷，设计不周等技术因素外，大部分是由于违章指挥、违章操作引起的。
（2）淹溺。由于回水池（回水池一般深度达数米甚至十几米）四周缺乏安全防护装置或防护装置局部损坏未及时修补，导致坠入、滑落池内，引起的淹溺事故;生产运行时，违规操作进入回水池平台发生的淹溺事故。
（3）火灾。电气设备及电缆起火;雷击起火;疏忽管理，人员违章用火;摩擦（静电）起火;车间工业油料起火。
3 环境保护措施
尾矿库的污染物主要来源于三个方面：①固体悬浮物，这是尾矿水中最主要的污染物，在各种类型的选矿厂中都存在;②矿石中含有污染环境的重金属离子，如汞、镉、砷、铬、铅等，这些元素经选矿后，仍然存在于尾矿中;③选矿工艺中添加的药剂分解出组分，如氰、酚以及各种盐、酸根等。
尾矿库污染物的扩散通常以风和水为载体，风刮起粉尘污染的滩面和坡面小则数万平方米，大则上百万平方米;有些尾矿粉尘中含有害、有毒元素，后果更为严重。粉尘在向外扩散过程中，受风向、风速、地形等的影响。对于上述污染源，矿山企业应采取以下措施来防治。
3.1尾矿库管理部门应按《环境保护图形标志—固体废物贮存（处置）场》（GB15562.2）设置环境保护图形标志，并按其规定进行检查和维护。
3.2对坝面利用废石块进行铺设覆盖或覆土恢复植被，以免刮风引起尾砂飞扬造成环境污染，同时可以保土固堤、防止坝体水土流失。
3.3在气候干燥多风的地方，可采用洒水和水幕法治理粉尘。
3.4用覆盖膜防尘、在尾矿上喷洒一种乳状溶液的覆盖剂，以其特有的胶结性能，使尾矿表面粘结成一层2-3mm的薄膜，防止尾矿被风吹走，这种覆盖剂无毒，具有溶水性、抗风性，且耐雨和抗寒。
3.5改进选矿生产工艺、加大技术创新。选矿车间应尽量选用对环境污染小的选矿药剂，减少污染物进入尾矿库。
3.6提高回水利用率，尽量减少污水的排放量。目前，我国的尾矿回水率一般在70%以下，在国外尾矿回水的循环利用率已达80%以上。所以矿山企业应建立回水处理、净化系统来提高水的循环利用率。
3.7对于已关停的尾矿库，特别是已闭坑矿山的老尾矿库，相关部门应加强监督检查与管理，不仅要对尾矿坝薄弱环节进行加固护坡，同时应对表面进行固化或无害化处理，如复土植树种草、复土造田等。例如大冶铁矿在洪山等老尾矿库上种植梨树、桃树等，并种植大片火构等药材林，取得了良好的经济效益。
参考文献：
[1]沈楼燕.关于尾矿库排洪系统设计中的问题探讨[J].有色金属（矿山部分），2008，（3）
[2]张培安.浅谈尾矿库的安全技术管理[J]有色矿山.2009
[3]黄荣.尾矿坝的构筑与环境保护[J].矿业研究与开发，2009，（18）
【关键词】 退役尾矿坝;危险因素;环境保护;措施
尾矿对环境有严重危害，如一旦出现滑坡现象，将会对环境造成难以估计的破坏。尾矿坝坝体和壩基渗漏可能导致大量锰和硫化物通过地下水流向环境中的水体，从而污染水体。尾矿坝的倒塌将污染周边环境，严重影响居民健康。因此，在尾矿库退役后，必须对其环境安全问题进行分析。尾矿坝发生事故的原因主要有：（1）由于大雨，溢洪道发生故障或设计泄洪量不够，导致坝顶漫溢;（2）坝体、坝基或坝肩由于水力坡降发生细粒尾砂的侵蚀和渗漏等，引起溃坝;（3）由于地震，使坝基和坝体内松散的饱和粉细砂或粉土中产生过大孔隙水压力，使局部甚至整体发生液化，进而导致溃坝或严重沉陷或变形。可见，尾矿坝的环境安全问题主要决定于坝体和坝基的渗流、坝体土的渗透变形和坝体的稳定性。
全世界每年采出金属和非金属矿石、煤、石材、粘土、砂砾约100×109t，而相应排弃废石和尾矿约50×109t。我国作为一个矿业大国，每年选矿产生的尾矿约3×109t（需占地约20km2），而这些尾矿除了一小部分作为矿山充填或综合利用外，绝大部分都要储存在尾矿库;据国家安监总局统计，目前全国共有尾矿库6261座（尾矿库座数最多的是河北省，有1846座，占全国尾矿库总数的29.48%，我国尾矿库的数量之多、库容之大和坝体之高在世界上是少见的。尾矿库发生事故给人民群众的生命及财产造成重大损失，对环境安全构成严重威胁;由此可见，尾矿库的安全已成为一个严峻的问题，只有通过对其潜在的危险因素辨识分析，有针对性地进行防范，消除各种事故隐患，才能最大程度地杜绝和减少尾矿库的生产安全事故发生，最大限度地保障下游生态环境与居民生命及财产的安全。
1 尾矿库设施
1.1尾矿库的类型及特点
尾矿库是指在山谷口部或洼地的周围筑坝，将金属和非金属矿山企业进行矿石选别后的尾矿或其他工业废渣入其内进行沉淀的贮存场所（其基建费用一般约占矿山建设总投资的5%-10%，占选矿厂投资的20%左右）。根据地形不同，常见的有以下3种类型。
（1）山谷型尾矿库。山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库。它的特点是初期坝相对较短，坝体工程量较小;后期管理和维护相对较容易，当后期堆筑坝较高时，可获得较大的库容，但汇水面积较大，排水设施工程量大。我国大中型尾矿库大多属于此类型。
（2）平地型尾矿库。平地型尾矿库是在平地四周堆筑坝围成的尾矿库。其特点是初期坝和后期尾矿堆筑坝工程量大，建设费用高，维护管理较麻烦;由于四周堆坝，库区面积越来越小。
（3）傍山型尾矿库。傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库，其特征是初期坝相对较长，初期坝和后期尾矿堆筑坝工程量较大，库容较小，管理维护相对复杂。
1.2尾矿库设施的组成
尾矿库设施一般由尾矿输送系统、尾矿堆存系统、尾矿排水系统、尾矿水处理系统等组成。
（1）尾矿输送系统。该系统一般包括尾矿浓缩池、（分级）砂泵站、尾矿输送管道、尾矿自流沟（渠）及事故池等设施。
（2）尾矿堆存系统。该系统包括坝上放矿管道、初期坝、后期尾矿堆坝、浸润线观测、位移观测及排渗设施等。
（3）尾矿排水系统。该系统由截洪沟、溢洪道、排水井（塔）、排水管、排水隧洞等水工构筑物组成。
（4）尾矿水处理系统。该系统一般由尾矿库澄清水的回水设施和尾矿水的净化设施组成。
2 退役尾矿坝存在的危险因素
2.1尾矿坝单元潜在的危险因素
近年来，随着矿山企业生产规模日益扩大，尾矿排放量不断增加，尾矿堆存体积越来越大，随之带来的安全问题日益凸显，作为尾矿库的主骨架—“尾矿坝”是否安全稳定，直接涉及到尾矿库的正常使用。尾矿坝最大的危险因素是溃坝，一旦溃坝会引起滑坡、泥石流等重大灾害，造成重大人员伤亡、财产损失和环境污染。现对可能引起溃坝的各个危险因素分析如下。
（1）滑坡（岸坡坍塌）。由于尾矿库建在陡峭山体上，爆破取石筑路活动、岩体风化、尾矿库水淹浸泡而导致山体失稳，最终引起滑坡。
（2）坝坡失稳。由于坝体边坡过陡，有局部坍塌或隆起，坝面有冲刷、塌坑等不良现象;坝基下存在软基或岩溶、坝体疏松使渗流破坏不断扩大导致坝体裂缝、管涌或漏砂，引起坝体滑坡坍塌。
（3）坝体局部浸润线过高。上游式尾矿坝主要是通过冲填形成尾砂滤水体排去浸入坝体内部的渗透水，一旦滤水体结构因某些原因（如坝体内细粒级的沉积矿泥夹层过多等）而难以形成或被破坏，坝体内部的浸润线就会升高，渗透水就可能从坝坡逸出，在坝面形成沼泽阴。
（4）坝面拉沟。未进行坝面维护，坝面无防冲刷措施，遇暴雨会引起坝面拉沟，局部塌陷。
（5）渗流破坏。由于浸润线的位置过高，尾矿沉积干滩的长度过短，坝面或下游发生沼泽化，导致坝体、坝肩和不同材料结合部位有渗流水流出，渗流量增大，渗流水混浊引起管涌。
（6）管涌。当库区水位过高而引起坝基渗透压力过大，排渗设施失效时就会引起管涌。
（7）裂缝。由于坝体、坝基不均匀沉陷或滑坡、坝体施工质量差或坝身结构及断面尺寸设计不当，当坝体滑移、暴雨或低温冰冻时就会使坝体产生裂缝。
2.2放矿系统潜在的危险因素
矿石经过选矿厂的浮选，将尾矿经分级泵站输送至尾矿坝顶铺设的放矿管道，同时在放矿主管道上连接放矿支管来实现坝面放矿。由于堆积坝坝面距离一般较长，故在放矿时存在以下危险因素。
（1）未按设计要求进行放矿冲填尾矿库，沉积滩面出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量沉积于坝体的某一端。 （2）独头放矿，矿浆沿堆积子坝内坡坡面流动冲刷坝体。
（3）放矿支管开启太少，造成沉积滩坡度过缓，导致调洪库容不足。
（4）未能均匀放矿，沉积滩此起彼伏，形成堆积体，造成库内干滩长度过短，坝体浸润线过高。
（5）长时间不调换放矿点，造成个别放矿点的矿浆外溢，冲刷坝体。
2.3排水系统潜在的危险因素
尾矿库设计排水系统的作用有两方面：一是为了及时排除雨季蓄积在库内的雨水，同时确保不让尾砂从排洪系统泄漏—俗称“跑浑”或“跑黑”，即排水不排砂;二是兼作回收库内尾矿澄清水供生产循环使用。排水设施一般由进水构筑物、输水构筑物和坝坡排水沟组成。排水单元存在的危险因素如下。
（1）排水单元出现故障，导致排泄不顺畅。尾矿库排洪系统出现故障使洪水无法正常排泄，库内水位急剧升高，造成洪水从尾矿堆积坝顶溢流排出。
（2）泄漏尾砂。排洪构筑物局部結构存在问题，如现浇排水管分缝处施工不良，预制排水管连接不良，排水井挡板封堵不严，排水斜槽盖板局部损坏等，将会导致排洪系统漏水漏砂，随着时间推移，可能会导致排洪系统淤塞或坍塌。
（3）排洪隧洞出现坍塌。在我国尾矿库排洪隧洞大都采用浆砌石做成，整体性较差，承压能力较低。由于受运行时间、承重荷载、渗漏水侵蚀影响造成洞体结构坍塌，导致隧洞排水淤堵。
2.4回水系统潜在的危险因素
（1）触电。由于尾矿库的回水泵站设备较多，作业环境差，在日常生产活动中容易发生触电事故。引起触电事故的主要原因除了设备缺陷，设计不周等技术因素外，大部分是由于违章指挥、违章操作引起的。
（2）淹溺。由于回水池（回水池一般深度达数米甚至十几米）四周缺乏安全防护装置或防护装置局部损坏未及时修补，导致坠入、滑落池内，引起的淹溺事故;生产运行时，违规操作进入回水池平台发生的淹溺事故。
（3）火灾。电气设备及电缆起火;雷击起火;疏忽管理，人员违章用火;摩擦（静电）起火;车间工业油料起火。
3 环境保护措施
尾矿库的污染物主要来源于三个方面：①固体悬浮物，这是尾矿水中最主要的污染物，在各种类型的选矿厂中都存在;②矿石中含有污染环境的重金属离子，如汞、镉、砷、铬、铅等，这些元素经选矿后，仍然存在于尾矿中;③选矿工艺中添加的药剂分解出组分，如氰、酚以及各种盐、酸根等。
尾矿库污染物的扩散通常以风和水为载体，风刮起粉尘污染的滩面和坡面小则数万平方米，大则上百万平方米;有些尾矿粉尘中含有害、有毒元素，后果更为严重。粉尘在向外扩散过程中，受风向、风速、地形等的影响。对于上述污染源，矿山企业应采取以下措施来防治。
3.1尾矿库管理部门应按《环境保护图形标志—固体废物贮存（处置）场》（GB15562.2）设置环境保护图形标志，并按其规定进行检查和维护。
3.2对坝面利用废石块进行铺设覆盖或覆土恢复植被，以免刮风引起尾砂飞扬造成环境污染，同时可以保土固堤、防止坝体水土流失。
3.3在气候干燥多风的地方，可采用洒水和水幕法治理粉尘。
3.4用覆盖膜防尘、在尾矿上喷洒一种乳状溶液的覆盖剂，以其特有的胶结性能，使尾矿表面粘结成一层2-3mm的薄膜，防止尾矿被风吹走，这种覆盖剂无毒，具有溶水性、抗风性，且耐雨和抗寒。
3.5改进选矿生产工艺、加大技术创新。选矿车间应尽量选用对环境污染小的选矿药剂，减少污染物进入尾矿库。
3.6提高回水利用率，尽量减少污水的排放量。目前，我国的尾矿回水率一般在70%以下，在国外尾矿回水的循环利用率已达80%以上。所以矿山企业应建立回水处理、净化系统来提高水的循环利用率。
3.7对于已关停的尾矿库，特别是已闭坑矿山的老尾矿库，相关部门应加强监督检查与管理，不仅要对尾矿坝薄弱环节进行加固护坡，同时应对表面进行固化或无害化处理，如复土植树种草、复土造田等。例如大冶铁矿在洪山等老尾矿库上种植梨树、桃树等，并种植大片火构等药材林，取得了良好的经济效益。
参考文献：
[1]沈楼燕.关于尾矿库排洪系统设计中的问题探讨[J].有色金属（矿山部分），2008，（3）
[2]张培安.浅谈尾矿库的安全技术管理[J]有色矿山.2009
[3]黄荣.尾矿坝的构筑与环境保护[J].矿业研究与开发，2009，（18）