摘要：本分從國內(nèi)外幾個典型尾礦壩事故分析入手，就導(dǎo)致尾礦壩失事的主要原因進行了論述，認(rèn)為管理、洪水、滲透及液化等是導(dǎo)致尾礦壩失事的主要原因，從而應(yīng)吸取相應(yīng)的教訓(xùn)。
　　關(guān)鍵詞：尾礦壩；垮塌；教訓(xùn)；1、 引言尾礦壩作為礦山開采的三大控制性建設(shè)工程之一，也是特殊的工業(yè)建筑物，盡管尾礦壩的建造有較長歷史，如Ｂｒｅｎｔ尾礦壩于１８３０年中期建成[1]，人們一直很重視它，但還是在世界各地出現(xiàn)了許多災(zāi)難性的事故，特別是在國內(nèi)近期礦難頻發(fā)，因此有必要對其產(chǎn)生的原因進行總結(jié)。
　　國內(nèi)外尾礦壩的各類災(zāi)害時有發(fā)生，這些災(zāi)害中，潰壩帶來的人員傷亡、環(huán)境污染及經(jīng)濟損失最為嚴(yán)重。西班牙Ａｚｎａｌｃ幃ｌｌａｒ尾礦壩１９９８年潰壩，致使下游４６００萬ｍ２區(qū)域受到污染。意大利Ｓｔａｖｅ尾礦壩１９８５年的潰壩導(dǎo)致了近３００人死亡和巨大的財產(chǎn)損失；１９９４年南非Ｍｅｒｒｉｅｓｐｒｕｉｔ尾礦壩潰壩，導(dǎo)致１７人死亡；１９９５年圭亞那Ｏｍａｉ金礦尾礦壩遭受破壞后，９００名圭亞那人因飲用氰化物污染水死亡；１９９４年Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ地震引起的ＴａｏＣａｎｙｏｎ尾礦壩潰壩，帶來了巨大的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染；１９５０年ＳｏｄａＢｕｔｔｅ河因一座尾礦壩潰壩使該區(qū)域受到嚴(yán)重污染。 在國內(nèi)，2000年廣西南丹尾礦庫垮塌，造成20多人死亡；2006年陜西鎮(zhèn)安某黃金尾礦壩潰壩，造成17 人死亡。
　　2、 尾礦壩垮塌事故案例及分析2.1 意大利斯塔瓦尾礦壩垮塌案例及分析斯塔瓦尾礦壩分為上方壩及下方壩，于1962 年開始建設(shè)下方壩，用上游法筑子壩，上升的最終高度大約為26m，壩的下游坡角平均為32 度；上方壩于的初期壩施工結(jié)束，初期壩高5m，由天然粘土建成，沒有采用任何地基處理及加固手段，在大壩升到10m 高以前是采用中線法筑壩，下游坡面角大約40 度，坡角伸入到下方匯水區(qū)域的軟沉積層中。10m高以上用上游法筑壩，下游坡面角角度不變。1975 年，上方壩繼續(xù)進行堆積，下游坡面角變緩平均為35 度。在19m高處修建了一個4m寬的馬道。1978年，上方壩堆積壩筑到26m高時暫停筑壩，可是自然地下水繼續(xù)流入上方庫的匯水區(qū)域。這樣兩壩后都蓄存著高水位水。
　　1985 年元月，當(dāng)上方壩達到28m 高時，在上方壩右側(cè)低處壩坡發(fā)生小塌陷，其原因是排水系統(tǒng)涵管凍結(jié)堵塞，從而由滲漏引起。1985 年6 月上旬，在下方庫匯水區(qū)域出現(xiàn)30m 寬，3-4m 深的漏洞，這是由于排水涵管破裂，大量泥性尾礦漏出。1785 年7 月19 日當(dāng)上方壩升高到30m，下方庫也蓄有大量的水時，上方壩首先發(fā)生災(zāi)難性潰壩，同時也沖毀了下方壩，上下兩壩的洪流淹沒了阿維蘇流域[2].該壩的破壞的主要類型有因排水系統(tǒng)凍結(jié)堵塞，滲漏管涌及流土破壞。
　　2.2 圭亞那阿邁金礦尾礦壩垮塌案例及分析阿邁金礦位于阿邁河岸邊，阿邁河寬僅幾米，水流量為4.5m3/s，與南非主要河流之一埃塞奎博河相臨接。1995 年8 月，當(dāng)尾礦壩中儲存尾砂的高度離最終高度僅差1 米時，曾對尾礦壩壩體檢查并未發(fā)現(xiàn)異常情況。但不久，即8 月19 日深夜，一位警覺的駕駛員發(fā)現(xiàn)尾礦壩一端漏水，黎明，壩體另一端開裂出水，噴泄而出的水，將含有25ppm 的氰化物尾砂廢水2.9Mm3排到了阿邁河及埃塞奎博河，造成了近千人的死亡及非常嚴(yán)重的環(huán)境污染。
　　阿邁金礦尾礦壩壩體建在殘余風(fēng)化土石基礎(chǔ)上，壩體建筑材料有粘質(zhì)、滲透性較差的殘余風(fēng)化土石，一座較寬的廢石堆與壩體相連，殘余風(fēng)化土石也是廢石堆的主要成分，廢石堆延伸400m 直至阿邁河邊。除壩的兩端（壩體破壞位置）
　　外，壩體均與廢石堆相連。壩體破壞后，遍布在壩體中的裂縫明顯可見，這些裂縫沿壩體整個長度擴展，最大的裂縫朝蓄水池方向旋轉(zhuǎn)傾斜，在迎水坡面上，有20多個落水洞及沉陷洼地。
　　究其原因，在建壩期間，在堤壩底部安裝了波紋排水鋼管臨時排水，在重型設(shè)備碾壓管線周圍的回填材料時，破壞了管路的完整性，為細(xì)粒材料流失創(chuàng)造了條件，由于沒有采取其他有效措施阻止或有效控制管道周圍回填料中的滲漏，引起壩體內(nèi)部侵蝕破壞。另外細(xì)砂層與廢石隊之間缺乏反濾，細(xì)砂可以容易的從廢石堆孔隙之間穿過，實際上是管涌破壞的典型。
　　該壩的破壞的主要類型有因滲漏管涌破壞。
　　2.3 南丹尾礦壩大坍塌案例及分析2000年10 月18日上午，隨著“轟隆”一聲巨響，1.5萬立方米的尾砂流沖破壩首，沿著20 米寬的山溝狂泄奔騰，瞬間濁流滾滾，尾砂流所到之處，雞飛狗跳，房屋倒塌。在當(dāng)?shù)氐囊恍┤罕娺€沒回過神來，就被尾砂流沖走。 據(jù)現(xiàn)場調(diào)查了解，坍塌的尾礦庫在事故發(fā)生前，已存入尾礦砂約2萬立方米，垮壩時約有4000 立方米的尾砂下泄，沖出距離達500 米，覆蓋面積約1.5 萬平方米。由于距離事故現(xiàn)場約4公里處有一個面積較大的水塘，這個水塘長期以來一直作為洗礦外排廢水的貯存池，事故發(fā)生時水塘對下泄廢水起到較好的緩沖和澄清作用，減輕了對下游地表水的污染。監(jiān)測結(jié)果表明，10月18日在距事故現(xiàn)場下游約1 公里處，采集外泄廢水樣中的砷、鉛、pH 值等各項指標(biāo)均超過《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)，其中砷濃度超出國家標(biāo)準(zhǔn)99.6 倍。10 月20 日在距離事故現(xiàn)場約10 公里的駱馬河鴛鴦橋處監(jiān)測地表水質(zhì)，其各項監(jiān)測指標(biāo)均未超過地表水環(huán)境質(zhì)量3類標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)與事故發(fā)生前呈明顯變化。
　　南丹尾礦壩大坍塌，事故原因主要是因為業(yè)主對尾礦庫管理不善，違規(guī)操作造成的。一方面，由于當(dāng)?shù)厍岸螘r間降水少，礦區(qū)生產(chǎn)用水不足，為節(jié)約用水、降低成本，業(yè)主有意使選礦廢水在庫內(nèi)停留沉淀的時間延長，以便廢水回用，于是違規(guī)操作，將溢流口的排水口設(shè)置在較高的位置，使大量的洗礦水積于庫內(nèi)，加上近來連續(xù)下雨，向庫內(nèi)補充了不少水量，庫容明顯增加，但業(yè)主仍未采取排水措施，致使庫內(nèi)水面與壩首持平，壩體尾砂難以固結(jié)，壩體無法承受庫內(nèi)水體的巨大壓力而造成坍塌；另一方面，由于這家個體選礦企業(yè)超出原來設(shè)計的生產(chǎn)能力進行超量生產(chǎn)，使尾礦砂大大超過尾礦庫的設(shè)計要求，加快了壩體壘高的速度，不利于壩首的加固，使壩體的抗壓能力明顯降低，從而易于垮壩。
　　該壩的破壞的主要類型實際上是因為人為的使庫水位升高，造成的流土破壞。
　2.4 鎮(zhèn)安尾礦壩大坍塌案例及分析鎮(zhèn)安縣黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司位于鎮(zhèn)安縣城東60 公里的米糧鎮(zhèn)光明村，始建于1993年10月，是集采、選、冶于一體的黃金企業(yè)，日處理礦石300噸。同期修筑的尾礦庫庫容約100萬立方米，曾先后5次增容加壩。2006 年4 月30日18時40分，鎮(zhèn)安縣黃金礦業(yè)有限責(zé)任公司對其尾礦庫實施第六期加壩增容施工時，部分主體壩突然垮塌，尾礦漿瞬間奔涌而下，將壩下9 戶群眾40 間房屋吞噬。初步查明，有17 人下落不明。據(jù)官方報道，金礦尾礦庫的六期加壩增容工程中，后四期都屬自行設(shè)計、自行施工的違規(guī)操作，設(shè)計、施工方并無相關(guān)資質(zhì)。
　　據(jù)了解，鎮(zhèn)安金礦尾礦庫一、二期工程設(shè)計容量為30 多萬立方米，三、四、五期違規(guī)加壩工程使尾礦庫增容至近百萬立方米。事故發(fā)生在尾礦庫壩第六次違規(guī)加壩增容時。還有專家認(rèn)為，在自行加高時，尾礦壩周圍在放炮，壩上有機械、車輛的震動，引起局部液化，這從破壞時噴出很遠的漿液可以判斷出。
　　另外，根據(jù)調(diào)查，有些中小尾礦壩，完全是復(fù)制其它尾礦壩的設(shè)計來應(yīng)付檢查，其中許多均沒有勘察設(shè)計及施工驗收資料，是典型的三無產(chǎn)品。
　　該壩的破壞的主要類型主要是因為屬自行設(shè)計、自行施工的違規(guī)操作。
　　2.5 云南錫業(yè)公司火谷都尾礦庫及江西贛南某鎢礦尾礦壩大坍塌等案例及分析云南錫業(yè)公司火谷都尾礦庫發(fā)生潰壩事故，死傷263 人，直接經(jīng)濟損失達2000 多萬元，直接原因就是洪水漫頂；江西銅業(yè)銀山鉛鋅礦，1962 年7 月2 日上午因排水管質(zhì)量差，引起排水管折裂，各管段相互錯動，減少過水?dāng)嗝?，排水量達不到設(shè)計要求，以致尾礦庫洪水漫頂、潰壩[3]；江西贛南某鎢礦尾礦壩，因為礦山資源枯竭等原因而停產(chǎn)關(guān)閉，礦井停產(chǎn)關(guān)閉后，尾礦庫也就自然停止使用，但沒有對尾礦庫實施閉庫處理，而是順其自然，無人管理。結(jié)果于1993 年5 月因尾礦庫內(nèi)排水井被樹枝石塊等雜物堵塞，排水不暢，導(dǎo)致尾礦庫內(nèi)的水位上漲，造成尾礦庫的主壩一半潰決，洪水夾帶著尾砂呼嘯而下，形成泥石流，沖毀了下游的許多民房，淹沒了數(shù)百畝良田，使下游的河床平均抬高了2.5ｍ，損失慘重，教訓(xùn)深刻。
　　該壩的破壞的主要類型主要是洪水漫頂、排洪排水管失效。
　　3、尾礦壩坍塌的主要原因分析3.1 尾礦壩自身特點尾礦庫的服務(wù)期也就是整個尾礦筑壩期。這個筑壩施工和生產(chǎn)使用合一的漫長時期，少則5 年、10 年，多則十幾年、幾十年。這是不同于一般建設(shè)工程的最突出特點，因此，適合于由業(yè)主自己施工，無法也無處請正規(guī)施工、監(jiān)理隊伍。多年來，尾礦筑壩都是由選礦廠的技術(shù)、生產(chǎn)部門負(fù)責(zé)組織實施。他們熟悉采礦、選礦、機械等專業(yè)，不熟悉和土石壩有關(guān)的土力學(xué)、水力學(xué)、水文學(xué)等學(xué)科知識。
　　他們需要壩工技術(shù)支持和服務(wù)。尾礦壩及其構(gòu)筑物所處的自然環(huán)境比較惡劣。需要經(jīng)常的管理、觀測、維護和大修，以保證充分發(fā)揮其工程功能。失察、失修或者工程措施不當(dāng)，為了節(jié)約成本隨意施工，都會留下隱患，甚至釀成大禍。由于以上原因，我國尾礦庫的正常運行比例偏低，病害不斷，時有重大事故發(fā)生，有的引發(fā)了巨大的災(zāi)害。
　　3.2 各自為政監(jiān)管滯后表面看來，監(jiān)管部門不少，有安檢、環(huán)保、土地、水保等等部門監(jiān)管，但是各管各的。例如，環(huán)保部門要求企業(yè)在壩上綠化植樹，安檢部門又從控制浸潤線角度不允許植樹。這樣往往造成部門之間政令互相打架現(xiàn)象。還有的監(jiān)管部門，由于缺乏專業(yè)知識，往往只管收錢罰款，很少去現(xiàn)場看看，有的去現(xiàn)場也看不懂哪里有問題，而且干擾了企業(yè)正常管理。
　　3.3 企業(yè)本身重視程度不夠由于尾礦壩是只花錢不見效益的工程，對于一些中小企業(yè)老板，讓其花大把錢按步舊班進行尾礦壩建設(shè)，其肯定心理不樂意。因此，他們利用勘察設(shè)計施工監(jiān)理市場不規(guī)范的漏洞，自行勘察設(shè)計，有的甚至不管水文及地質(zhì)情況，在反濾層、基礎(chǔ)處理及排洪系統(tǒng)等不可補救的關(guān)鍵部位偷工減料；特別是在尾礦壩管理上，他們用最少的投入，最少的人員應(yīng)付了事，這樣的事例在中小企業(yè)中時有發(fā)生。
　　3.4 技術(shù)手段落后及技術(shù)人員匱乏由于尾礦壩建設(shè)涉及的知識及專業(yè)較多，有些專業(yè)領(lǐng)域目前還處于不成熟階段，有些是需要進一步研究的，有些需要投入較多的資金，有些需要有較多的經(jīng)驗。因此在施工及管理中往往缺乏能正確識別存在的問題的技術(shù)人員及手段，導(dǎo)致一些不該發(fā)生的事故發(fā)生。
　　4、應(yīng)該吸取的教訓(xùn)尾礦壩的垮塌是危及環(huán)境及人民的生命財產(chǎn)的大事，從國內(nèi)外的的事故中我們應(yīng)吸取以下教訓(xùn)：4.1 教訓(xùn)一排洪（水）系統(tǒng)故障及洪水漫頂據(jù)不完全統(tǒng)計，我國有色金屬礦山因排洪系統(tǒng)失事引起的災(zāi)難幾乎占尾礦壩事故的50%，排洪系統(tǒng)一旦有病，會導(dǎo)致洪水漫頂，會引起潰壩發(fā)生。因此對尾礦壩排洪系統(tǒng)應(yīng)從規(guī)劃設(shè)計入手，嚴(yán)把施工關(guān)，進行科學(xué)管理，保證排洪系統(tǒng)安全暢通。
　　4.2 教訓(xùn)二流土管涌等滲透破壞千里之堤，潰于蟻穴。壩基、壩肩及其它不同材料接觸部位及尾礦與其它構(gòu)筑物的接觸部位是管涌破壞破壞的易發(fā)地，因此在施工中應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范及設(shè)計施工，這些部位的施工記錄應(yīng)該更為詳細(xì)，反濾層、土工布應(yīng)重點檢查，角落夯壓應(yīng)專人負(fù)責(zé)；更不得隨意抬高尾礦庫運行水位，采取措施降低壩體的“生命線”浸潤線。
　　4.3 教訓(xùn)三加強管理杜絕違規(guī)作業(yè)缺乏管理、違規(guī)作業(yè)是中小尾礦壩普遍存在的現(xiàn)象。南丹尾礦壩大坍塌、鎮(zhèn)安尾礦壩大坍塌，江西贛南某鎢礦，是違規(guī)作業(yè)的典型。有的是自行抬高庫內(nèi)水位；有的則屬自行設(shè)計、自行施工的違規(guī)操作，設(shè)計、施工；有的是無人管理；還有的是自行變更設(shè)計壩坡，壩高、排（水）洪洞尺寸，有的是復(fù)制其它尾礦壩圖紙來應(yīng)付檢查等等。所有這些，都可以通過強化監(jiān)管、加強培訓(xùn)、咨詢服務(wù)及行政與經(jīng)濟手段來進行預(yù)防。
　　5.結(jié)論尾礦壩建設(shè)是一個復(fù)雜而漫長的過程，不僅涉及到采礦、選礦、機械等專業(yè)，而且涉及到土力學(xué)、水力學(xué)、水文學(xué)及環(huán)境學(xué)等學(xué)科知識。因此尾礦壩建設(shè)要嚴(yán)格從把規(guī)劃設(shè)計質(zhì)量關(guān)開始，從責(zé)、權(quán)、利統(tǒng)一兼顧的施工管理出發(fā)，杜絕違規(guī)作業(yè)，杜絕自行設(shè)計、自行施工，在此基礎(chǔ)上，重點預(yù)防壩坡、壩基、壩肩滲水及流土管涌破壞特別是排（水）洪系統(tǒng)故障及洪水漫頂事故的發(fā)生。
　　參考文獻：［１］ Ｂａｂａｅｙａｎ-ＫｏｏｐａｅｉＫ，ＶａｌｅｎｔｉｎｅＥＭ，ＥｒｖｉｎｅＤＡ。Ｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｂｒｅｎｔｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｉｐｈｏｎｓｐｉｌｌ ｗａｙ［Ｊ］。ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００２，１２８（６）：５６２-５６７［２］ 徐日升 王海軍 北意大利斯塔瓦尾礦壩特大事故的分析 勞動保護科學(xué)技術(shù) 1994 14（2）：57-59［３］ 沈樓燕 關(guān)于尾礦庫排洪系統(tǒng)設(shè)計中的問題探討 有色金屬（礦山部分） 2003 55（3）38-40［４］ [英]邁克。劍橋 尾礦壩失事的回顧 水利水電快報 2002 23（5）6-7作者簡介：范恩讓，1963年2月生，男、高級工程師，1982-1989在西安理工大學(xué)學(xué)習(xí)水工及巖土工程專業(yè)，多年來一直從事水利及巖土工程方面的勘察設(shè)計工作及相關(guān)工作。
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