尾矿库环境事故因素分析及建议

袁华山; 张明慧; 陶霞; 王宏洋; 赵鑫; 张国宁; 江梅

doi:10.12153/j.issn.1674-991X.20230764

尾矿库环境事故因素分析及建议

doi: 10.12153/j.issn.1674-991X.20230764

袁华山^1,,
张明慧^2, ,,
陶霞³,
王宏洋²,
赵鑫⁴,
张国宁⁵,
江梅⁵

1.
北京市密云区生态环境局
2.
环境基准与风险评估国家重点实验室，中国环境科学研究院
3.
湖南省水处理过程与装备工程技术研究中心，中机国际工程设计研究院有限责任公司
4.
生态环境部机动车排污监控中心，中国环境科学研究院
5.
生态环境部环境标准研究所，中国环境科学研究院

基金项目: 国家重点研发计划项目（2023YFC3205600）

详细信息

作者简介:
袁华山（1979—），男，工程师，主要研究方向为环境污染与防治，13621348777@139.com

通讯作者:
张明慧（1983—），女，工程师，硕士，主要从事环境管理、水环境标准监测方法制定、污染控制技术研究，yuansuming@126.com

中图分类号: X507
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出版历程
- 收稿日期: 2023-10-20
- 录用日期: 2024-03-06
- 修回日期: 2024-03-01

Factors analysis and suggestions on environmental accident of tailings ponds

1.
Beijing Miyun District Ecology and Environment Bureau
2.
State Key Laboratory of Environmental Criteria and Risk Assessment, Chinese Research Academy of Environmental Sciences
3.
Hunan Water Treatment Process and Equipment Engineering Technology Research Center, China Machinery International Engineering Design and Research Institute Co., Ltd.
4.
Vehicle Emission Control Center, Chinese Research Academy of Environmental Sciences
5.
Institute of Environmental Standards, Chinese Research Academy of Environmental Sciences

摘要

摘要:
基于我国尾矿库环境风险特征，分析近年来尾矿库环境事故原因，并针对环境事故发生后的应急处理及环境次生灾害应急处理展开讨论。针对我国尾矿资源存量大、类型多，资源综合利用率较低以及矿山企业生产管理水平不高的实际问题，提出建议：一是要实现尾矿资源的综合利用，达到减量减排的目的；二是要对尾矿库采取系统性的污染治理，特别是针对因不可抗拒因素而引起的环境污染问题；三是要加强安全管理，减少溃坝等安全风险，从源头降低安全事故次生环境污染风险。
- 尾矿库 /
- 尾矿 /
- 环境风险 /
- 应急处置
Abstract:
Based on the environmental risk characteristics of tailings ponds in China, the causes of environmental accidents in recent years were analyzed, and the emergency treatment after environmental accidents and environmental secondary disasters were discussed. In view of the practical problems of China’s large stock and diverse types of tailings resources, low comprehensive utilization rate, and the low production management level of mining enterprises in China, some suggestions were put forward. The first is to achieve the comprehensive utilization of tailings resources and achieve the purpose of reducing emissions. The second is to take systematic pollution control for the tailings ponds, especially for the environmental pollution caused by irresistible factors. The third is to strengthen safety management, reduce safety risks such as dam break, and reduce secondary environmental pollution risks from the source of safety accidents.
- tailings pond /
- tailings /
- environmental risk /
- emergency response

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图 1 2002—2020年我国尾矿库数量和事故数统计

Figure 1. Statistics on the number of tailings ponds and accidents in China from 2002 to 2020

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表 1 尾矿库可能造成突发环境事故的隐患及控制策略

Table 1. Potential hazards that may cause sudden environmental accidents and the control strategy in tailings ponds

类型	隐患	危害及控制策略
设计施工	选址不当，包括位于敏感区域上游且靠近敏感区域（如野生动物保护区、人口发达地区、饮用水生态保护点），位于有开采价值的矿床上，处于不良地质现象严重的区域等	事故危害极大，按照管理规定进行改造，甚至闭矿，并且严格做好闭矿后的风险防控措施
	设计缺陷，包括设计洪水标准偏低，基础水文地质资料不准确，没有按照设计规范要求设计（如坝坡过陡、沉积滩过短、不设防洪设施、不设置反滤层、不设排水楼台等）	坝体稳定性变差，按照管理规定进行改造，甚至闭矿
	施工缺陷，包括筑坝材料不合格，基线清基不彻底，坝基、埋管与坝体结合处等处理不合规，表层雨水输送等设施的施工质量不合格，土工布（薄膜）铺设与搭接不良或接头不良，边坡未进行喷浆等	坝体稳定性变差，按照管理规定进行改造，甚至闭矿
运行	放矿作业不合规，包括超量、超速堆矿，未经设计的尾矿、废物或废水进入仓库，多种性质不同的尾矿不合规混合排放，冬季未采取冰下放矿作业，上游坝坝前不均匀放矿，长时间不调换放矿点，尾矿直接冲击坝体等	坝体稳定性变差，按照设计及运行要求进行整改，坝体出现浸润线过高、裂缝等稳定性问题的须及时维护解决
	筑坝作业不合规，包括每期子坝筑坝不进行质量检查，坝体达到设定高度不进行稳定性分析，不按设计施工（如坝外坡坡比陡于设计值、安全超高不足、沉积干滩长度不够、不进行岸坡处理、堆石坝外坡上覆土及植物没有达到设计要求），下游坡面坡度不合规，水边坡与坝轴线不平行，不设水位控制设施等	坝体稳定性变差，按照设计及运行要求进行整改，坝体出现浸润线过高、裂缝等稳定性问题的须及时维护解决
	巡坝作业不合规，包括未按要求检查坝体及各设施，未按要求检查库区，未按要求检查周边山体	全面系统进行检查、评估，一旦发现异常情况，立即采取处理措施，避免灾害发生。后续严格按要求开展巡坝作业
维护管理	坝体维护作业不合规，包括乱采、滥挖和非法爆破，坝体出现冲沟、裂缝、管涌、流土、变形等，坝体浸润线过高，坝外坡不维修，回水直接浸润坝体，雨水冲刷坝面、坝肩，汛期前后未进行检查维护等。为了提高水库的调蓄能力，一味地追求还水质量，导致水库调洪量减少	坝体稳定性变差，及时采取处理措施，避免灾害发生
	监测作业不合规，包括未按要求监测内外部坝体水平和垂直位移、浸润线、水库位置、安全高度、雨水含量、干滩长度、地下监测点位水质等	全面系统进行监测、评估，一旦发现异常情况，立即采取处理措施，避免灾害发生。后续严格按要求开展监测
	尾矿库安全管理体系不完善，责任落实不到位	建立健全尾矿库安全管理机制、责任追究机制。从制度上防范尾矿库事故发生
防排洪、排水、排渗等设施故障	相关设施（主要有排水井、排水斜槽、排水管、排水隧洞、截水沟等）进水口严重堵塞、倾斜或坍塌，基础沉陷错位致使漏沙严重，出现裂缝、腐蚀或磨损等	溃坝事故发生概率很大，立即采取处理措施，避免灾害发生
外界环境因素	降水、地震、泥石流、上游水库或尾矿库溃坝等	预防为主，设计阶段充分考虑自然因素对尾矿库的影响，日常加强巡查应对

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表 2 典型尾矿库突发环境事件清单

Table 2. List of typical environmental emergencies in tailings ponds

尾矿库突发事件	时间（年-月-日）	事故原因	事故危害	应急处置
广西南丹鸿图选矿厂尾矿库溃坝事故	2000-10-18	1）基础坝不透水，坝基和后坝群间存在着一个非常小的剪切滑动面； 2）尾矿坝长期大量的人工蓄水，干滩的长度不能满足要求	28人死亡，56人受伤，直接经济损失340万元	1）成立事故抢险救援指挥部，开展事故抢险救援，科学施策预防次生灾害；2）吸取教训，提高企业安全水平
镇安黄金矿业“4·30”尾矿库特大溃坝伤亡事故	2006-04-30	1）尾矿库坝体未进行安全论证、环境影响评价和正规设计，加坝扩容； 2）未按规程规定排放尾矿，尾矿库最小干滩长度和最小安全超高不符合安全规定	15人死亡，2人失踪，5人受伤，76间房屋毁坏淹没	1）紧急修建围堰和净水坝，拦截控制下泄尾矿渣； 2）采取防水减压措施，防止尾矿库内溃流的尾矿渣再次下泄； 3）实施改河工程，将清水河道与污染源彻底分离； 4）开辟截留处置场，开挖事故处理池，严密控制溃流污染物
辽宁海城西洋鼎洋矿业“11·25”尾矿库垮坝重大事故	2007-11-25	1）尾矿库坝体超高，导致库容增大，使大坝主体承载力变弱； 2）坝坡过陡，降低了坝体稳定性； 3）坝体密实度低，降低了筑坝土体的抗剪强度以及坝体稳定性	18人死亡，37人受伤，直接经济损失1 973.17万元	1）高度重视，认真履行安全监管责任，明确分工、压实任务； 2）强化监督，加强对尾矿库风险防控和预警预测，有效防范尾矿库安全风险
陕西安康汉阴黄龙金矿尾矿库泄漏事故	2009-08-29	因暴雨冲刷，尾矿库泄洪涵洞尾部断裂	1人死亡	1）在尾矿坝下300 m处设2道拦截坝，对排洪涵洞排出的尾矿砂进行拦截； 2）清理事故池，将排洪涵洞排出的废水引入事故池，添加石灰和漂白粉进行处理，确保氰化物有效处置
广东信宜银岩锡矿“9·21”尾矿库重大溃坝事故	2010-09-21	1）受台风影响，尾矿库初期坝漫坝后坝体右侧决口，发生溃坝； 2）在建设尾矿库的排水井时，由于未经许可，导致进水口水位升高，对尾矿库的操作、管理和安全责任不到位	22人死亡，直接经济损失 1 900万元	1）安全监督管理部门及相关部门切实加强安全监督管理； 2）完善并严控尾矿库建造项目的安全检查制度； 3）切实采取有效措施，加大非煤矿山风险隐患整改力度
湖北建始县磺厂坪矿业有限公司硫精矿洗矿场直排废水环境事故	2014-08-13	违法直排洗矿场废水，污染物流入3 km之外的重庆巫山县千丈岩水库，造成污染事件	千丈岩水库受到严重污染，水体由碧绿色变为暗黑色，并有刺激性气味，水库周边5万余人饮水受到影响	1）成立事故抢险救援指挥部，开展事故抢险救援，妥善做好善后处置，科学施策预防次生灾害； 2）认真排查治理尾矿库潜在的隐患，强化尾矿库工程安全监督管理，严格建设项目监管
陕西宁强汉中锌业铜矿排污致嘉陵江四川广元段铊污染事件	2017-05-05	非法处理多口炉烟灰，非法排污	嘉陵江由陕入川断面水质异常，西湾水厂饮用水水源地水质铊浓度超标4.6倍	切断污染源、应急供水、调蓄稀释、水厂工艺改造等各项应急处置工作
大冶铜绿山铜铁矿尾矿库“3·12”较大溃坝事故	2017-03-12	尾矿库3#坝体溃坝，采空区顶板花岗岩经长期风化浸蚀而坍塌，造成坝体失稳，流动的水体及尾砂对3#坝体施加水平冲击力，形成东段坝体呈扇形滑动发生溃坝事故	溃坝下泄淹没下游鱼塘近0.27 km²。总计赔付1 258万元生态环境损害赔偿	启动临时处置工程，在溃坝口处先采用抛石挤淤方法形成基础，再分层堆石碾压修筑土石拦挡坝，恢复坝顶标高至33 m。溃口于3月24日实现合拢，开始进入坝面调平加高阶段，基本完成尾砂坝临时处置工程

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表 3 尾矿库泄漏次生重大突发环境事件清单

Table 3. List of major emergent environmental events resulting from tailings pond leakage

突发事件	时间（年-月-日）	事故原因	事故危害	应急处置措施
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	2008-09-08	1）违法构建和生产致使尾矿堆积坝坡过陡； 2）大面积液化，坝体失稳，坝体绝大部分溃塌，泥浆从50 m高的半山腰涌出，造成溃坝	277人死亡、4人失踪，直接经济损失9 619.2万元。	1）加强安全管理，本着“安全第一，预防为主”的方针，认真履职尽责； 2）落实监管制度，保证尾矿库的安全运行，减少安全事故； 3）推行尾矿库资源利用化，加强闭库复垦和生态恢复措施
甘肃陇星锑业有限责任公司“11·23”尾矿库泄漏次生重大突发环境事件	2015-11-23	1）建设施工存在问题，建设施工违法违规、安全设施日常管理混乱； 2）尾矿库排水口的拱形结构不符合设计规范，其质量不符合设计标准。	甘肃省西和县到四川省广元市346 km河流中锑含量超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》规定限值，导致该地区锑污染经济损失达6120.79万元；甘肃省一些地区的村镇地下水中的锑含量超标，约108 000人的饮水被污染	1）封堵泄漏源、筑坝拦截污染物，关闭了葫芦头电站闸门，在葫芦头水库的上游和下游各建设5个拦河坝，为进一步处理受污染的水赢得更多的时间； 2）通过对沿途的水质进行调查测试，向群众通告被污染的水源停止使用，安排车辆送水，引入其他清洁水源，并对自来水厂的除锑流程进行改造，确保了沿线群众的生产、生活用水安全
河南栾川龙宇钼业有限公司尾矿库溢流井垮塌次生突发环境事件	2017-02-14	6号泄水孔塌方，导致该尾矿库循环水经泄水孔流入环境保护沉降池，并排入河流。	事件造成事发点下游约43 km河段和金牛岭水库受到不同程度污染	采取切断源头、筑坝拦截、投药降污和河道清淤的应急处置方案
黑龙江伊春鹿鸣矿业有限公司“3·28”尾矿库泄漏次生重大突发环境事件	2020-03-28	1）尾矿库4#排水井拱板和井架工程质量达不到设计和施工规范要求； 2）排水井建设施工严重违法违规，尾矿库安全设施日常管理混乱，不能及时将事故情况上报生态环境保护部门	尾矿库渗漏的钼量为89.39~117.53 t。导致伊吉米河到呼兰河340 km范围内的钼含量超过GB 3838—2002规定限值，铁力市第一水厂停止取水，约6.8万人用水因减压供水等受到一定影响，伊春市、绥化市境内部分受污染农田约2.87 km²、林地约5.86 km²。共造成直接经济损失4 420.45万元	1）封堵泄漏点，筑坝拦截，在事故点下游依吉密河构筑10道拦截坝，分段对泄漏水体进行拦截和导流，创造沉砂条件，在废水中加入絮凝剂和助凝剂，对废水中的污染物采取絮凝沉降处理，达到了分级削峰的目的； 2）饮水保障，关闭依吉密河水源地，启用原有的二次水源，并提供后备水源，保障居民临时用水安全

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