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骇人听闻的尾矿库污染,关于尾矿库,你想了解的都在这里
发布时间:2020-08-21 有310人点击

汉江上游的秦巴山区硫铁污染事件,又一次让尾矿库污染走进大众的视线,也触动着当下人们对环境保护越来越重视的神经。

安康市白河县凤凰村,因为矿渣地方流水呈土黄色

秦巴山区山高沟深,安康、汉中村级以下的地名多以“沟”命名。未到雨季,但几乎每个沟里都有水,有硫铁矿渣的地方,流下来的水就呈现褚黄色甚至棕红色。在陕西省安康市白河县最南端的卡子镇,境内褚黄色的厚子河十分扎眼,自上世纪五六十年代硫铁矿开采后,山间堆放的矿渣氧化,与雨水、溪流发生化学反应分解出酸性物质和大量铁离子顺着山沟汇入,作为汉江二级支流的厚子河就再也没有清澈过。这只是地球尾矿库污染的一角。

我国尾矿库总量居世界第一。

据统计,目前全国共有14217个尾矿库,主要分布在北方,全国近40%尾矿库分布在河北、辽宁和山西。

在中国乃至世界各地,尾矿库都是潜在的危险源。

尾矿库平均每年7起事故,原因多为溃坝:


2008年9月8日上午7时58分,山西省临汾市襄汾县新塔矿业有限公司980沟尾矿库发生溃坝事故,造成227人死亡、4人失踪、33人受伤,直接经济损失达9619.2万元。


2013年5月14日晚,湖南均醴陵市均楚莹石矿发生决堤,库内约2000立方米尾矿随洪水倾泻。7个农户家被冲进了尾砂,菜地、堤坝受损,有4座小桥被洪水冲垮。在尾矿库下游沿河15公里范围内,共有9家农户被淹,约130亩农田受到影响。


2019年1月25日,全球最大铁矿石开采商巴西淡水河谷公司在米纳斯吉拉斯州布鲁马迪纽市的一座尾矿库溃坝,废料泥浆形成“河流”,吞没大量居民区,致使超过250人死亡,迄今仍有11人下落不明。

对生态环境的危害犹如洪水猛兽般的尾矿库,究竟是什么?

尾矿库是一个矿山企业不可缺少的组成部分。从矿区挖出的矿石,在经过选矿厂粉碎、选冶形成精矿后,剩下的矿渣和泥浆等通过尾矿输送管道运送至尾矿库贮存,以免对周围环境造成污染。


尾矿设施


金属或非属矿山开采出的矿石,经选矿厂选出有价值的精矿产生砂一样的“废渣”,称作尾矿。将选矿厂排出的尾矿送往指定地点堆存或利用的过程称作尾矿处理。为尾矿处理所建造的设施系统称作尾矿设施。 

尾矿设施示意图

🔹尾矿设施是维持矿山生产的重要设施

为保护环境、保护资源、节约用水、维持矿山正常生产,必须设有完善的尾矿库处理设施。尾矿库作为堆存尾矿的设施是矿山不可缺少的生产设施。

🔹尾矿设施是重要的污染源

尾矿库堆存的尾矿和尾矿水都是重要的污染物,若得不到妥善处理,必然会对周围环境造成严重污染,因此尾矿库是矿山的重要污染源。

🔹尾矿设施是重要的危险源

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时间里,各种自然的和人为的不利因素都会直接威胁着它的安全。事实一再表明,尾矿库一旦失事,必将对下游人民的生命财产造成严重损失。

尾矿库重要性

尾矿库主要有三种作用:

1.保护环境,贮存选矿厂排出的尾矿和含有多种化学药剂的废水;

2.节约水资源,选矿厂排出的废水,经过尾矿库的澄清和自然净化后,可以重新回到选矿厂供使用;

3.保护矿产,尾矿中也含有矿物成分,有一定的经济价值。

尾矿库类型


01


山谷型尾矿库

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,后期尾矿堆坝较易管理维护;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;我国现有的大、中型尾矿库大多属于这种类型。


02


傍山型尾矿库


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;汇水面积较小,但调洪能力较低,库区纵深较短,尾矿水澄清距离及干滩长度受到限制,堆积坝的高度和库容一般较小;国内低山丘陵地区中小矿山常选用这种类型尾矿库。


03


平地型尾矿库

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;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。


04


截河型尾矿库

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。它的特点是库区汇水面积不大,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洪系统,配置较复杂。这种类型的尾矿库维护管理比较复杂,国内采用的不多。

库容


尾矿库库容示意图

🔹全库容

尾矿坝某标高顶面、下游坡面及库底面所围空间的容积。

🔹有效库容

某坝顶标高时,初期坝内坡面、堆积坝外坡面以里(对下游式尾矿筑坝则为坝内坡面以里),沉积滩面以下,库底以上的空间,即容纳尾矿的库容。

🔹调洪库容

某坝顶标高时,沉积滩面、正常水位以上的库底、正常水位三者以上,最高洪水位以下的空间。

🔹总库容

设计最终堆积标高时的全库容。

尾矿库安全设施



直接影响尾矿库安全的设施,包括:

1.初期坝、堆积坝、副坝、排渗设施;

2.尾矿库排水设施;

3.尾矿库监测设施;

4.其他影响尾矿库安全的设施。

尾矿坝


01


定义

🔹尾矿坝 — 挡尾矿和水的尾矿库外围构筑物,常泛指尾矿库初期坝和堆积坝的总体。

🔹初期坝 — 基建中用作支撑后期尾矿堆存体的坝。

🔹堆积坝 — 生产过程中在初期坝坝顶以上用尾矿充填堆筑而成的坝。

尾矿库示意图


02


初期坝

🔹初期坝的类型

🔸不透水初期坝 ──用透水性较小的材料筑成的初期坝。因其透水性差,不利于后期坝的稳定。这种坝型适用于挡水式尾矿坝或尾矿堆坝不高的尾矿坝。

🔸透水初期坝  ──用透水性较好的材料筑成的初期坝。因其透水性强,有利于后期坝的稳定性。它是比较合理的初期坝坝型。

🔹初期坝的坝型

(1)均质土坝 

(2)透水堆石坝

(3)废石坝

(4)砌石坝

(5)混凝土坝

03


堆积坝

🔹堆积坝功能与特点

实质上是尾矿沉积体,这种水力充填沉积的砂性土边坡稳定性能较差;大、中型尾矿堆积坝最终的高度往往比初期坝高得多,是尾矿坝的主体部分。堆积坝一旦失稳,灾害惨重。所以如何确保堆积坝的安全历来是设计和生产部门十分重视的一项工作,也是安全生产管理和安全监督管理工作的重点之一。

上游式尾矿坝


中线式尾矿坝


下游式尾矿坝


尾矿库排洪设施

排洪设施是尾矿库必须设置的安全设施,其功能在于将汇水面积内洪水安全地排至库外,保证尾矿库在洪水运行期的安全运行。它的安全性和可靠性直接关系到尾矿库防洪安全。


排洪方式

1.井(塔)—管(洞)式      

2.斜槽—管(洞)式     

3.截洪沟      

4.溢洪道 

5.截洪坝—管(洞)式

井(塔)—管(洞)式排洪示意图 


斜槽—管(洞)式排洪示意图

截洪沟式排洪示意图

截洪坝—管(洞)式排洪示意图



尾矿库监测设施

🔹库水位监测

🔹坝体位移观测

🔹浸润线监测

🔹构筑物变形监测

🔹渗流水监测

🔹孔隙水监测

🔹坝体固结监测

尾矿库安全度

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。据2012年数据,全国病险危尾矿库占到10%

尾矿库安全度划分的主要原则是依据尾矿库防洪能力和尾矿坝体稳定性的安全程度。

1)尾矿库防洪能力的安全程度或可靠程度主要指防洪标准、调洪排洪能力及排洪设施安全可靠性是否符合安全规定及符合程度;

2)尾矿坝稳定性安全程度主要指坝体在规定的工况条件下静力、动力和渗流稳定性是否符合安全规定及符合程度。

尾矿库安全度是通过安全现状评价对影响尾矿库安全的各种危险有害因素进行定性、定量分析而确定的。评价报告应对尾矿库安全度作出明确结论。

切实提高尾矿库安全监管的信息化水平,刻不容缓。据悉,到2022年6月底前,湿排尾矿库要实现对坝体位移、浸润线、库水位等的在线监测和重要部位的视频监控,干式堆存尾矿库要实现对坝体表面位移的在线监测。


2020年3月2日,应急管理部等八部门联合发布《防范化解尾矿库安全风险工作方案》,明确指出,从今年起,全国尾矿库数量原则上只减不增,不再产生新的“头顶库”,即下游1公里左右有居民或重要设施的尾矿库。到2022年年底,尾矿库安全生产责任体系进一步完善,安全风险管控责任全面落实,坚决遏制非不可抗力因素导致的溃坝事故。随着尾矿库的监督管理不断强化,尾矿库事故在未来应该会越来越少发生。




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