尾矿库

专注地信

摘要尾矿库的概述　　
指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事，容易造成重特大事故。冶炼废渣形成的赤泥库，发电废渣形成的废渣库，也应按尾矿库进行管理。尾矿是指金属或非金属矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿后排放的“废渣”。这些尾矿由于数量大，含有暂时不能处理的有用或有害成分，随意排放，将会造成资源流失，大面积覆没农田或淤塞河道，污染环境。
作用
　　1. 保护环境

　　选矿厂产生的尾矿不仅数量大，颗粒细，且尾矿水中往往含有多种药剂，如不加处理，则必造成选厂周围环境严重污染。将尾矿妥善贮存在尾矿库内，尾矿水在库内澄清后回收循环利用，可有效地保护环境。

　　2. 充分利用水资源

　　选矿厂生产是用水大户，通常每处理一吨原矿需用水4～6吨；有些重力选矿甚至高达10～20吨。这些水随尾矿排入尾矿库内，经过澄清和自然净化后，大部分的水可供选矿生产重复利用，起到平衡枯水季节水源不足的供水补给作用。一般回水利用率达70％～90％。

　　3. 保护矿产资源

　　有些尾矿还含有大量有用矿物成份，甚至是稀有和贵重金属成份，由于种种原因，一时无法全部选净，将其暂贮存于尾矿库中，可待将来再进行回收利用。
特点
1. 尾矿库是矿山选矿厂生产不可缺少的设施

　　尾矿库是矿山企业最大的环境保护工程项目。可以防止尾矿向江、河、湖、海沙漠及草原等处任意排放。一个矿山的选矿厂只要有尾矿产生，就必须建有尾矿库。所以说尾矿库是矿山选矿厂生产必不可少的组成部分。

　　2. 尾矿库基建投资及运行费用巨大

　　尾矿库的基建投资一般约占矿山建设总投资的10％以上，占选矿厂投资的20％左右，有的几乎接近甚至超过选矿厂投资。尾矿设施的运行成本也较高，有些矿山尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30％以上。为了减少运行费，有些矿山的选矿厂厂址取决于尾矿库的位置。

　　3. 尾矿库是矿山企业生产最大的危险源

　　尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。在长达十多年甚至数十年的期间里，各种自然的（雨水、地震、鼠洞等）和人为的（管理不善、工农关系不协调等）不利因素时时刻刻或周期性地威胁着它的安全。事实一再表明，尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失。
构成
　　尾矿库一般由尾矿堆存系统、尾矿库排洪系统、尾矿库回水系统等几部分组成。

　　
1. 尾矿堆存系统：

　　该系统一般包括坝上放矿管道、尾矿初期坝、尾矿后期坝、浸润线观测、位移观测以及排渗设施等。

　　2. 尾矿库排洪系统：

　　该系统一般包括截洪沟、溢洪道、排水井、排水管、排水隧洞等构筑物。

　　3. 尾矿回水系统：

　　该系统大多利用库内排洪井、管将澄清水引入下游回水泵站，再扬至高位水池。也有在库内水面边缘设置活动泵站直接抽取澄清水，扬至高位水池。
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，后期尾矿堆坝相对较易管理维护，当堆坝较高时，可获得较大的库容；库区纵深较长，尾矿水澄清距离及干滩长度易满足设计要求；但汇水面积较大时，排洪设施工程量相对较大。我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。

　　
2、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。它的特点是初期坝相对较长,初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大；由于库区纵深较短，尾矿水澄清距离及干滩长度受到限制，后期坝堆的高度一般不太高，故库容较小；汇水面积虽小，但调洪能力较低，排洪设施的进水构筑物较大；由于尾矿水的澄清条件和防洪控制条件较差，管理、维护相对比较复杂。国内低山丘陵地区中小矿山常选用这种类型尾矿库。

　　
3、平地型尾矿库

　　平地型尾矿库是在平缓地形周边筑坝围成的尾矿库。其特点是初期坝和后期尾矿堆坝工程量大，维护管理比较麻烦；由于周边堆坝，库区面积越来越小，尾矿沉积滩坡度越来越缓，因而澄清距离、干滩长度以及调洪能力都随之减少，堆坝高度受到限制，一般不高；但汇水面积小，排水构筑物相对较小；国内平原或沙漠戈壁地区常采用这类尾矿库。例如金川、包钢和山东省一些金矿的尾矿库。

　　
4、截河型尾矿库

　　截河型尾矿库是截取一段河床，在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库。有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度，三面筑坝围成尾矿库，也属此类。它的特点是不占农田；库区汇水面积不太大，但尾矿库上游的汇水面积通常很大，库内和库上游都要设置排水系统，配置较复杂，规模庞大。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂，国内采用的不多。
选址 正确选择尾矿库库址极为重要。设计时一般须选择多个库址，进行技术经济比较予以确定。寻找库址应综合考虑下列原则：

　　1、一个尾矿库的库容力求能容纳全部生产年限的尾矿量。如确有困难，其服务年限以不少于五年为宜。

　　2、库址离选矿厂要近，最好位于选厂的下游方向。可使尾矿输送距离缩短，扬程小，且可减少对选厂的不利影响。

　　3、尽量位于大的居民区、水源地、水产基地及重点保护的名胜古迹的下游方向。

　　4、尽量不占或少占农田，不迁或少迁村庄；

　　5、未经技术论证，不宜位于有开采价值的矿床上部。

　　6、库区汇水面积要小，纵深要长纵坡要缓。可减小排洪系统的规模

　　7、库区口部要小，“肚子”要大。可使初期坝工程量小，库容大。

　　8、尽量避免位于有不良地质现象的地区，以减少处理费用。
分级 　　尾矿库安全度主要根据尾矿库防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定，分为危库、险库、病库、正常库四级。

　　一、危库

　　危库指安全没有保障，随时可能发生垮坝事故的尾矿库。危库必须停止生产并采取应急措施。

　　当尾矿库防洪能力严重不足，出现洪水漫顶可能，或坝体稳定性严重不足，出现垮坝迹象，或出现其他严重危及尾矿库安全运行时都属于危库。危库完全不具备安全生产的基本条件，必须停产，排除险情，并迅速向安全生产监督管理部门和当地政府报告，启动相应的应急预案，根据险情的实际可采取以下应急措施：

　　1、立即降低库水位，扩大调洪库容，加高坝体，严防洪水漫顶；

　　2、为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，用渠槽法抢筑宽顶子坝，以形成所需的安全超高和干滩长度；

　　3、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；

　　4、紧急加固坝体。

　　二、险库

　　险库指安全设施存在严重隐患，若不及时处理将会导致垮坝事故的尾矿库。险库必须立即停产，排除险情。

　　当尾矿库排洪系统存在严重隐患，防洪能力不足，或坝体存在严重隐患，威胁坝体安全稳定性时都属于险库。险库不具备安全生产的基本条件，应根据险情实际，采取措施，排除险情。

　　1、降低库水位，扩大调洪库容，满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求；

　　2、疏通、加固或修复排水构筑物；

　　3、增建或扩建排水系统；

　　4、处理滑坡，加固坝体；

　　5、降低浸润线、消除管涌和流土。

　　三、病库

　　病库指安全设施不完全符合设计规定，但符合基本安全生产条件的尾矿库。病库应限期整改。

　　病库是指坝体稳定性和尾矿库防洪能力总体上能满足要求，但局部上不完全符合规定，不影响尾矿库总体安全。对于病库，应采取以下措施在限定的时间内按照正常库标准进行整治，消除事故隐患：

　　1、抓紧进行防洪治理，确保汛前彻底完成治理工作量；

　　2、加固、修复排水构筑物；

　　3、加固坝体或适当削坡，处理局部裂缝；

　　4、实施降水措施降低浸润线，消除管涌和流土；

　　5、修整坝坡，开挖坝肩截水沟。

　　四、正常库

　　尾矿库同时满足下列工况的为正常库：

　　1、尾矿库在设计洪水位时能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求；

　　2、排水系统各构筑物符合设计要求，工况正常；

　　3、尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求，稳定安全系数满足设计要求；

　　4、坝体渗流控制满足要求，运行工况正常。

　　正常库应运行工况正常、管理规范、资料齐全，完全具备安全生产条件，按规定每3~5年进行一次安全现状评价。
安全 　　尾矿库与水库有相似之处，库内有水。因此关键问题是确保尾矿坝安全可靠，为此要注意下列事项：

　　
（1）尾矿库必须有防洪设施。

　　尾矿库内不仅存放有尾矿浆带来的水，而且尾矿库汇水面积内的水都会以地表迳流的渠道进入尾矿库。在设计尾矿库时，应按设计规范计算洪水量。为了防止意外情况，由于洪水季节地表迳流水量大，则应修筑截流沟渠，把一部分地表迳流在上游截出库外。在一些老尾矿库，沿尾矿库的纵坡方向修建一些排水井，井井相连，并通过井下排水管或排水沟渠把多余的澄清水排往库外。尾矿堆到一定高度时则从尾矿坝端向上游顺次序封闭已经完成任务的排水井。在设计和施工这种排水设施时，应充分考虑排水管道系统承受堆积尾矿的压力，以防排水系统被压垮，以免造成整个排水系统报废。

　　初期坝旁修筑防洪道，在尾矿库的中后部设主备用的浮动泵站。

　　（2）保证子坝的稳定性。

　　无论采用哪种筑坝方法，必须对堆筑子坝的尾矿的粒度组成按试验成果严加控制。生产实践证明，小于37微米的细粒级尾矿所占比例过高时，将会影响子坝的稳定性。

　　（3）尾矿坝要有一定的安全高度。

　　尾矿库在生产过程中，尾矿坝的高度要高出实际排放在库内的尾矿堆积面1-2米以上，这样才能保证尾矿坝的安全。如果尾矿堆积面的高度与尾矿坝的坝顶高度相差无几，这是危险因素，一场暴雨可能使尾矿溢出坝顶，尤其利用尾矿堆筑子坝阶段更要确保安全高度。

　　（4）尾矿坝应该是透水坝。

　　尾矿库中的水不断地经过坝体（坝墙）排走一部分，排水线以下的坝体均含水或被水润湿，通常称这一排水线为润湿曲线。润湿曲线愈低，坝愈稳定。如果润湿曲结已升高到最高一层子坝的坝顶，说明尾矿水已淹没到子坝的顶部，尾矿坝已是被水浸泡的砂堆，坝体随时可能崩塌。为了确保坝体的安全，尾矿浆的排放应从坝顶均匀地向库内上游方向排放，把尾矿水尽量往库内压，使坝的内坡离积存尾矿水的位置有相当的距离。尾矿库的纵坡长度通常为50-120米为宜，对小型尾矿库可相应变短，这段干坡（即表面无积水）的长度与润湿曲线的高度成反比。
安全监管 　　世界各国都非常重视尾矿库的安全，美国、加拿大等国都把对尾矿库的安全列为该国劳动部门安全监察的重要内容。在美国，劳工部矿山安全卫生署所属的技术中心制定有尾矿库的安全检查指南。矿山安全卫生署下属６个区的安全检查总部及各检查站对尾矿库每年必须检查２次，对检查出的安全隐患及时发出通知限期治理。对未及时处理又没有充分理由说明原因的，处以严厉的经济处罚甚至起诉。加拿大等国都规定，尾矿库的设计和验收都必须经劳动部门的审查。

　　国际大坝委员会在１９８４年组建了国际大坝委员会矿山和工业尾矿坝分会 这个分会目前已经独立出来 ，针对全世界日益增多的尾矿库制定一系列安全方面的方针，交流各国对尾矿库安全工作的法规资料和技术经验，促进尾矿库安全技术的发展。

　　新中国建立后，在党和国家的重视和关怀下，尾矿库工程专业队伍从无到有，现已拥有尾矿工程科研、勘察、设计、施工与生产管理的各类人才，且专业齐全、水平较高、素质过硬。在尾矿浓缩与输送的理论研究和新型高效设备的应用，高堆坝渗流与稳定分析的理论研究和生产实践，降低坝内浸润线增加坝体稳定的理论与实践，岩溶区和地震区的尾矿库建设，尾矿水处理，尾矿坝观测系统，中线法和下游法筑坝工艺研究和实践，细泥筑坝理论与实践，排水系统、复垦和尾矿的综合利用等方面都达到了很高水平。

　　为了加强对尾矿库的管理，我国以立法的形式特别强调了对尾矿设施的安全监督。在《中华人民共和国矿山安全法》中规定：矿山企业对尾矿库可能引起的危害应当采取预防措施。并明确：国务院劳动行政主管部门对全国矿山安全工作实施统一监督。县级以上各级人民政府劳动行政主管部门对本行政区域内的矿山安全工作实施统一监督。

　　随着国家机构的改革，目前由国家和地方政府安全生产监督管理部门行使安全生产监督管理职权。国家安全生产监督管理部门为主体实施的安全监督是代表国家监督。这种具有法律形式的统一监督具有如下的基本特征：

　　１、权威性：体现国家意志，是其他种类的监督和其他部门的工作职责中所不具有的。

　　２、强制性：是以国家强制力作为后盾的。

　　３、普遍的约束性：对我国管辖领域内的矿产资源开采活动，劳动部门的监督具有普遍约束力
库安全监督管理的主要法规 　　１、基本法规

　　尾矿库作为矿山重要的生产设施和环保设施，同时又是重要的危险源，它的建设和管理必须遵守：

　　《中华人民共和国矿山安全法》

　　《中华人民共和国矿山安全法实施条例》

　　２、工程建设的主要法规和标准

　　（１）《选矿厂尾矿设施设计规范》（ＺＢＪ１－９０）

　　（２）《铀水冶厂尾矿库安全设计规定》（ＥＪ７９４－９３）

　　（３）《尾矿设施施工及验收规程》（ＹＳ５４１８－９５）

　　（４）《碾压式土石坝施工技术规范》（ＳＤＪ２１３－８３）

　　（５）《上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规程》（ＹＢＴ１１－８６）

　　（６）《尾矿库闭库安全规程》 待发

　　３、生产管理的主要法规和标准

　　（１）《冶金矿山尾矿设施管理规程》 （９０）冶矿字第１８５号

　　（２）《尾矿库安全管理规定》（国家经贸委２０号令）

　　（３）《矿山特种作业人员安全操作资格考核规定》（劳动部 １９９６ ３５号）

　　（４） 《尾矿库安全技术服务机构资质审查与管理暂行办法》 待发

　　４、安全监督的主要法规和标准

　　（１）《尾矿库安全管理规定》（国家经贸委２０号令）

　　（２）《关于尾矿库闭库安全验收工作的通知》（国家经贸委）

　　（３） 地方有关规定

　　擅自动工万万不行

　　《尾矿库安全管理规定》第十九条规定，闭库后的尾矿库的重新启用或改作他用时，必须经过可行性设计论证，并报安全生产监督管理部门审查批准。

　　１、初期坝；２、堆积坝；３、排水管；４、第一个排水井；５、后续排水井；６、尾矿沉积滩

　　正像水库用来蓄水，尾矿库是用于堆存尾矿的。但是与水坝不同的是，尾矿坝通常要有良好的渗水性，以排除库内积水。尾矿坝由初期坝和堆积坝组成。初期坝一般由毛石堆砌，堆积坝则是随着尾矿的增加，用沉积的粗粒尾矿堆积。这种坝体的结构含有大面积的厚层细泥夹层，使坝体具有不稳定性。在发生洪涝灾害，或受到人为破坏时，坝坡会出现圆弧形滑动面造成溃坝

　　黄金矿山的尾矿库更有其特殊性，一是尾矿库 坝 址的选择，往往为了少占农田，多数地形条件差，山谷狭窄、坡陡、库容量小，汇水面积较大，调洪库容小，致使坝体相对较高。干旱地区如选矿厂有回水要求时，坝内水位长期居高不下，形成人工建起的高势能“泥石流”。二是由于选矿工艺的特点，金矿多采用浮选、氰化或浮选与氰化等联合工艺提金，并且近年来为提高金的回收率，加大了磨矿细度，－２００目尾矿粒度达７０％～９５％，给尾矿筑坝带来一定困难，通常容易造成堆积坝体的浸润线偏高，出现坝外坡渗流、管涌和坝脚的沼泽化，给坝体稳定性带来不利因素。

　　为了防止滥挖尾矿库造成严重危害，在国家经济贸易委员会第２０号令中公布的《尾矿库安全管理规定》第十四条规定，未经技术论证和批准，任何单位和个人不得在库区从事采矿作业。严禁在库区爆破、滥挖尾矿和炸鱼等危害尾矿库安全的活动。

　　目前，对于已经闭库的尾矿库要加以开发利用，必须经过地、市两级环保部门和地、市、省三级安全生产监督部门的批准。

　　
尾矿库的开发利用
　　

　　在我们广阔的国土上，存在着大量废弃的尾矿库、排土场、露采坑以及因采矿破坏的荒山荒地。据估计，我国现有各类工矿废弃土地约６０００万亩，这是一片多大的土地，又是一份多大的资源！这些资源如何加以有效的利用？

　　这是一个世界性的难题，尾矿库的利用涉及地质与资源、矿山工程、环境保护、景观美学、生物生态、金属毒性毒理等多门学科。由于尾砂的平均粒径只有０．０７毫米，力学指标很差，难以大规模用于土方工程。国内有些地方用尾砂制砖，但只是利用了极其少量的一点点。目前，主要还是着力进行土地复垦，国内已经有了很好的典范。

　　在安徽铜陵有色金属公司所属五公里尾矿库，已经建成了无土复垦示范场。昔日尘沙飞扬的尾砂滩，今日已被绿草覆盖，绿树成行，成为沿长江绿化带的一景。

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