前言
尾礦庫(kù)是指筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成的,用以堆存金屬或非金屬礦山進(jìn)行礦石選別后排出尾礦或其他工業(yè)廢渣的場(chǎng)所。尾礦庫(kù)是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源,存在潰壩危險(xiǎn),一旦失事,容易造成重特大事故,不僅直接影響礦山企業(yè)生產(chǎn),也將會(huì)給壩體下游的居民帶來(lái)巨大的災(zāi)難。因而,尾礦庫(kù)潰壩是礦山運(yùn)營(yíng)面臨的重大風(fēng)險(xiǎn)之一。筆者對(duì)尾礦庫(kù)安全形勢(shì)、尾礦庫(kù)的選址要求、尾礦庫(kù)的等別劃分、關(guān)于尾礦庫(kù)的重要規(guī)定以及尾礦庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)防控的建議進(jìn)行了分析和探討,供讀者參考。
全球趨勢(shì)
尾礦庫(kù)最早在19世紀(jì)初建于日本和法國(guó),二戰(zhàn)后,隨著全球礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,尾礦庫(kù)的數(shù)量開(kāi)始增多。近幾十年來(lái),隨著全球礦業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,尾礦潰壩、尾礦沙泄漏等事故發(fā)生呈上升趨勢(shì),數(shù)據(jù)顯示,2019年全球共有尾礦壩1.8萬(wàn)個(gè),其中有3500個(gè)在役。過(guò)去20年已經(jīng)有46起尾礦壩潰壩事件(WiseUranium,2018年),并且這個(gè)數(shù)字一直在穩(wěn)步上升。美國(guó)的公害評(píng)定小組將尾礦庫(kù)危害列為世界93種災(zāi)害、隱患中的第18位。國(guó)際大壩委員會(huì)報(bào)告指出,在全球大壩事故中,尾礦庫(kù)的事故數(shù)量是其他壩體的2倍,給生態(tài)環(huán)境修復(fù)和治理帶來(lái)了諸多難題。制定全球標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。聯(lián)合國(guó)環(huán)境署于2020年6月發(fā)布最新尾礦庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)。2020年8月,全球尾礦庫(kù)評(píng)估(GTR)小組發(fā)布全球尾礦管理工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),涵蓋了從選址、設(shè)計(jì)建造、管理監(jiān)控,一直到關(guān)閉及關(guān)閉后的全生命周期。ICMM執(zhí)行主任TomButler表示,希望成員能在三到五年內(nèi)達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求。該組織成員占全球礦業(yè)行業(yè)的1/3,在全球運(yùn)營(yíng)著1.2萬(wàn)個(gè)尾礦壩。尾礦庫(kù)的再利用也值得關(guān)注,有可能成為新的礦產(chǎn)資源的重要來(lái)源。
國(guó)外重大尾礦潰壩事故的分析
2014年8月4日,加拿大Mount Polley金銅礦尾礦壩由于壩基設(shè)計(jì)未考慮冰層而引發(fā)潰壩,約2500萬(wàn)m3尾礦及廢水瞬間傾出,破壞性巨大的尾礦泥砂將下游Hazeltine河寬度由1m沖刷到45m,淹沒(méi)大片森林與湖泊,生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重毀壞。根據(jù)事故聽(tīng)證會(huì)獨(dú)立專(zhuān)家工程調(diào)查和審查小組發(fā)言表明,事故原因?yàn)閴位O(shè)計(jì)不合理,設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到與外圍堤防基礎(chǔ)相關(guān)的冰下和冰前地質(zhì)環(huán)境的復(fù)雜性所致。(Margaret Armstrong et al.2019)2015年11月5日,巴西Samarco鐵礦Fundao尾礦庫(kù)因小型地震觸發(fā)本身已接近飽和的超高壩體液化潰決,約3200萬(wàn)m3尾礦涌出,淹沒(méi)下游5公里外BentoRodrigues村莊158座房屋,造成至少19人遇難,污染600公里河流并匯入大西洋,引發(fā)巴西史上最嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)害。根據(jù)事故聽(tīng)證會(huì)獨(dú)立專(zhuān)家工程調(diào)查和審查小組發(fā)言表明,壩體液化堆積高度接近飽和,小型地震增加重力導(dǎo)致壩體液化承受不住重量向下潰決。2019年1月25日,巴西Feijiao尾礦庫(kù)潰壩事故,尾礦庫(kù)泄容量多達(dá)970萬(wàn)立方米,造成至少270人死亡。尾礦以每小時(shí)80公里的流速涌向公司辦公區(qū),淹沒(méi)了房屋、車(chē)輛、樹(shù)木和人員,一公里以外的Vila Ferteco社區(qū)。當(dāng)日下午3時(shí)50分,潰壩泥石流流入巴拉奧秘拉河。根據(jù)事故聽(tīng)證會(huì)獨(dú)立專(zhuān)家工程調(diào)查和審查小組發(fā)言表明,隨著時(shí)間的推移(2011-2019年),地表水分含量呈下降趨勢(shì),池塘水完全消失,表明水逐漸向下滲透填充物并引起滲流侵蝕,使尾礦壩飽和。破裂時(shí)大壩的大規(guī)模坍塌(拉伸破壞)表明填充材料已經(jīng)飽和。(Luiz Henrique Silva Rottaa 等,2020)巴西尾礦庫(kù)潰壩事故,直接導(dǎo)致全球鐵礦價(jià)格上漲,帶動(dòng)其他資源價(jià)格上漲。巴西、智利、秘魯、厄瓜多爾、加拿大(部分)禁止使用上游法尾礦庫(kù)。Earthwork發(fā)布尾礦管理指導(dǎo),禁止使用上游法筑壩,獲得全球多個(gè)礦業(yè)、尾礦組織支持。聯(lián)合國(guó)環(huán)境署發(fā)布最新尾礦庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)(2020年6月版)。
尾礦庫(kù)潰壩的原因
筆者認(rèn)為,造成尾礦壩潰壩的原因多種多樣,通常存在自然因素(天災(zāi))和人為因素(人禍)兩個(gè)方面。自然因素包括地震、雨季大量降水、地基巖土結(jié)構(gòu)等。人為因素主要有礦山不合理的設(shè)計(jì);利益驅(qū)動(dòng),降低管理投入,管理不善;缺少有尾礦管理技能和經(jīng)驗(yàn)的人才;事故應(yīng)急管理體系不完備等。從整體上看,人為因素占主導(dǎo)和決定性作用。
巴西尾礦潰壩后的改革
巴西國(guó)家礦業(yè)局(ANM)于2019年8月13日發(fā)布了第13號(hào)決議(ANM2019)2、制定了嚴(yán)格的尾礦壩的監(jiān)管措施,特別是那些采用上游方法建造或堆砌的尾礦壩,或采用聲明為未知方法修筑的尾礦壩。3、礦業(yè)公司需安裝自動(dòng)化大壩儀表系統(tǒng)以進(jìn)行實(shí)時(shí)和全時(shí)監(jiān)控,并且對(duì)于被歸類(lèi)為高相關(guān)潛在損害的大壩,安裝警報(bào)器以提醒大壩附近的居民4、禁止維護(hù)大壩下游的采礦設(shè)施。
中國(guó)尾礦庫(kù)的現(xiàn)狀
據(jù)廖國(guó)禮教授公開(kāi)報(bào)告,我國(guó)目前有6731座尾礦庫(kù),最大庫(kù)容8.35億m3,最大壩高325m。一、二等庫(kù)208座;三等820座;四、五等庫(kù)5689座;其中,頭頂庫(kù)909座。據(jù)廣州綠網(wǎng)環(huán)境保護(hù)中心2018年發(fā)布的《全國(guó)尾礦庫(kù)數(shù)據(jù)分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)尾礦庫(kù)主要分布在北方,其中數(shù)量最多的三個(gè)省份是河北、遼寧和山西。從礦種來(lái)看,全國(guó)尾礦庫(kù)共涉及64個(gè)礦種,其中最多的鐵、鋅、鉛。據(jù)央視網(wǎng)報(bào)道,2001年至2013年,全國(guó)共發(fā)生尾礦庫(kù)事故85起,平均每年近7起事故。我國(guó)目前尾礦庫(kù)存在諸多問(wèn)題;主要包括:(1)小尾礦庫(kù)多,缺勘察,缺乏設(shè)計(jì);(2)四、五等尾礦庫(kù)占總數(shù)的84.5%,小尾礦庫(kù)安全投入不足;(3)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員配備不足,設(shè)備簡(jiǎn)陋,管理不到位,責(zé)任不落實(shí);(4)排尾隨意性大,壩體有裂縫、排洪系統(tǒng)故障。2020年3月2日,應(yīng)急管理部等八部門(mén)聯(lián)合發(fā)布《防范化解尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)工作方案》,明確指出,從今年起,全國(guó)尾礦庫(kù)數(shù)量原則上只減不增,不再產(chǎn)生新的“頭頂庫(kù)”,即下游1公里左右有居民或重要設(shè)施的尾礦庫(kù)。到2022年年底,尾礦庫(kù)安全生產(chǎn)責(zé)任體系進(jìn)一步完善,安全風(fēng)險(xiǎn)管控責(zé)任全面落實(shí),堅(jiān)決遏制非不可抗力因素導(dǎo)致的潰壩事故。2021年9月1日起正式實(shí)行的國(guó)標(biāo)《尾礦庫(kù)安全規(guī)程》,規(guī)范了干式尾礦庫(kù)的安全生產(chǎn)要求,提高了尾礦庫(kù)安全防范標(biāo)準(zhǔn),提出了尾礦庫(kù)回采的安全措施要求。2021年9月28日發(fā)布的《國(guó)家礦山安全監(jiān)察局關(guān)于印發(fā)加強(qiáng)非煤礦山重點(diǎn)地區(qū)安全生產(chǎn)工作方案的通知》(礦安【2021】123號(hào))中也對(duì)尾礦庫(kù)的監(jiān)管提出了新的要求。綜上,全球尾礦庫(kù)安全形勢(shì)嚴(yán)峻,尾礦庫(kù)安全監(jiān)管的力度也相應(yīng)加強(qiáng),無(wú)論從企業(yè)層面,還是政府層面,都開(kāi)始重視尾礦庫(kù)的安全管理,加大尾礦安全管理的投入。