典型尾矿坝垮塌事故与应吸取的教训

典型尾矿坝溃坝事故及应吸取的教训范恩让
摘要:通过对国内外几起典型尾矿坝事故的分析，论述了尾矿坝溃坝的主要原因，认为管理、洪水、渗流、液化是尾矿坝溃坝的主要原因，应吸取相应的教训。
关键词:尾矿坝；崩溃；教训；1.尾矿坝作为矿业三大控制性建设工程之一，也是一种特殊的工业建筑。虽然尾矿坝的修建历史悠久，如1830年中期修建的布伦特尾矿坝[1]，人们一直很重视，但世界各地还是发生了很多灾难性的事故，尤其是最近矿难频发的中国。所以有必要总结一下原因。
国内外各种尾矿坝灾害时有发生。在这些灾害中，溃坝造成的人员伤亡、环境污染和经济损失最为严重。1998年，西班牙Aznalc的Llar尾矿库溃坝，造成下游4600万m2的污染。1985年发生在意大利的尾矿坝溃坝事故造成了近300人死亡和巨大的财产损失。1994年，南非梅里埃斯普鲁特尾矿库溃坝，导致17人死亡；1995年圭亚那Omai金矿尾矿坝受损后，900名圭亚那人因饮用被氰化物污染的水而死亡。1994年美国加州地震导致陶峡谷尾矿坝溃坝，造成了巨大的经济损失和环境污染。1950年，Sodabute河被一座尾矿坝严重污染。在国内，2000年广西南丹尾矿库垮塌，造成20多人死亡；2006年，陕西镇安一座黄金尾矿坝发生溃坝，造成17人死亡。
2。尾矿库溃坝案例及分析2.1意大利斯塔瓦德尾矿库溃坝案例及分析。Stavad的尾矿坝分为上坝和下坝。1962年修建下坝，采用上游法修建副坝。最终的上升高度约为26米，大坝的下游坡角平均为32度。大坝上方的初期坝施工完成。最初的大坝高5米，由天然粘土制成。未采取地基处理和加固措施。在大坝上升到10m高之前，采用中线法筑坝。下游的坡角约为40度，坡角延伸至下游集水区的软沉积层。高度大于10m时，采用上游法筑坝，下游坡角不变。1975年上坝继续淤积，下游坡角减缓至平均35度。在19 m的高度修建了一条4m宽的马道，1978年上坝的堆积坝达到26m的高度时，大坝建设暂停，但天然地下水继续流入上水库的集水区。这样，高水位的水就储存在两个大坝的后面。
1985年1月，上坝达到28m高时，上坝右侧下坝坡发生小规模坍塌。原因是排水系统的涵洞冻堵了，是漏水造成的。1985年6月初，下水库汇水区出现一条宽30m、深3-4m的裂缝。这是由于排水涵洞破裂，大量淤泥尾矿泄漏。1985年7月19日，上坝加高至30m，下水库大量蓄水时，上坝首先溃决，同时下坝被冲走，上下坝的山洪淹没了阿比祖河流域[2]。大坝的主要损坏类型是排水系统冻结堵塞、管道渗漏和流土损坏。
2.2圭亚那阿迈金矿尾矿坝垮塌案例及分析阿迈金矿位于仅有几米宽、水流4.5m3/s的阿迈河畔，毗邻南非主要河流之一埃塞奎博河。1995年8月，当尾矿坝储存的尾矿高度距离最终高度仅1米时，在检查尾矿坝时未发现异常情况。然而不久之后，也就是8月19日深夜，一名机警的司机发现尾矿坝的一端出现了渗漏。黎明时分，大坝的另一端裂出水来，排出的水将含有25ppm的氰化物尾矿废水2.9Mm3排入阿迈河和埃塞奎博河，造成近千人死亡，环境污染非常严重。
阿麦金矿尾矿坝建在残积风化土石的基础上。大坝建筑材料为残积风化土石，粘性和渗透性差。一个宽阔的矸石堆与大坝相连，残留的风化土石也是矸石堆的主要成分。废石堆延伸400米至阿迈河。除了大坝两端(坝体受损位置)
，坝体与矸石堆相连。坝体破坏后，遍布坝体的裂缝明显可见。这些裂缝沿坝体全长延伸，其中一些裂缝向水库方向旋转倾斜。在临水的斜坡上，有20多个天坑和下陷的洼地。
原因是大坝建设时，在坝底安装了波纹排水钢管，用于临时排水。当重型设备在管道周围碾压回填材料时，破坏了管道的完整性，为细粒材料的损失创造了条件。由于没有采取其他有效措施防止或有效控制管道周围回填材料的渗漏，导致大坝内部冲刷破坏。另外，细砂层与矸石堆之间缺乏过滤，细砂很容易通过矸石堆的孔隙，这其实是典型的管涌破坏。
该大坝的主要破坏形式为渗漏管涌破坏。
2.3南丹尾矿坝垮塌案例及分析。2000年10月18日上午，随着“轰”的一声，15000立方米的尾矿流冲破坝头，沿着一条20米宽的山沟疯狂奔涌。瞬间浊流翻滚，尾矿流所到之处，鸡飞狗跳，房屋倒塌。当地有些人还没回过神来就被尾矿流冲走了。据现场调查，事故发生前，已有约2万立方米的尾矿堆积在坍塌的尾矿库内，溃坝时有约4000立方米的尾矿排出，冲出距离500米，覆盖面积约1.5万平方米。由于距事故现场约4公里处有一个大池塘，这个池塘长期以来一直被用作洗矿废水的储水池。事故发生时，池塘对排放的废水起到了良好的缓冲和澄清作用，从而减少了对下游地表水的污染。监测结果显示，10月18日，距事故现场下游约1公里处，采集的泄漏废水样品中砷、铅、pH值等指标均超过《污水综合排放标准》一级标准，砷浓度超标99.6倍。10月20日，在距离事故现场约10公里的罗马鸳鸯桥监测地表水水质。各项监测指标均未超过地表水环境质量ⅲ类标准，水质较事故前有明显变化。
南丹尾矿坝垮塌。事故主要是业主对尾矿库管理不善，违规操作造成的。一方面，由于前段时间当地降水不足，矿区生产用水紧张，为了节约用水，降低成本，业主打算延长选矿废水在仓库的沉淀时间，使废水得到再利用。因此，业主违规操作，将溢流口的出水口设置在较高的位置，使大量的洗水在仓库内堆积。另外，最近连续下雨，给仓库补充了很多水，储存量明显增加。但业主仍未采取排水措施，导致仓库内水面。另一方面，由于这个个别选矿企业超出原设计生产能力超量生产，尾矿砂大大超过了尾矿库的设计要求，加快了坝基高度，不利于坝头的加固，明显降低了坝体的抗压能力，容易垮坝。
大坝的主要破坏类型其实是人为抬高水库水位造成的流土破坏。