尾矿库溃坝事尾矿库溃坝事故案例故案例国家安全生产监督管理总局相桂生 教授级高级工程师一、尾矿库事故几率分析 v根据尾矿库实际发生事故的统计资料分析，尾矿库事故中几乎占l/3的是由于洪水原因所造成的，其中包括泄洪能力不足，超标洪水、排洪设施损坏或淤堵等；其次坝基渗漏事故约占1/5强，其中运行前5年发生事故的约占1/3，而其中运行第一年发生事故的约占一半；排洪设施事故多发生在投入运行后的第一年的约占1/3，其中大半发生在汛期泄流时，其他事故中包括坝坡失稳以及地震液化等。一、尾矿库事故几率分析 二、因洪水而发生的事故 v1.美国布法罗河煤泥库v该库位于美国西弗吉尼亚州的布法罗河上，该库由三座相连的小库组成，下游库坝高45m、顶宽152m、坝长365m，坝材为煤矸石、低质煤、页岩、砂岩等。v在下游坝上游180m及364m处又用煤矸石新建两座新坝，新坝坝高13m、顶宽146m、坝长167m，库内设有直径610mm排水管，以控制上游库内水位。自1972年2月23日起，连续降雨三天，23日雨量达94mm，致库内水位急剧上涨，水位高于坝顶标高2m，上游坝体出现纵向裂缝，继而坝坡产生大滑动。塌滑体挤压第二库(中库)，致造成第二库(中库)内泥浆涌起而越过坝顶，高达4m进入下游库区，致泥浆流冲开下游坝体宽度15m、深达7m的缺口，使上游库内4.8lO5m3煤泥废水在15分钟内全部泄空，3小时内泄流距离24km，达到布法罗河口。v布法罗河煤泥库溃坝事故，造成125人死亡、4000多人无家可归，并冲毁桥梁9座、一段公路、经济损失达6200多万美元。v2.岿(kui)美山尾矿库v该库位于我国江西省赣州地区，因尾矿库泄洪能力不足，1960年8月27日，洪水漫顶造成溃坝。该库初期坝坝高17 m、宽度3 m、坝长198 m、相应库容5.0lO5m3，库内设有直径1.6m的排水管、上部为0.5m0.6m双格排水斜槽。v溃坝之前已连续降雨16小时，雨量达136mm，库内已是汪洋一片，排水斜槽盖板已被泥沙覆盖，泄流不足，导致洪水漫顶、坝体溃决，冲走土方4104m3，尾矿3104m3，近千亩田地受害。v3.牛角垅尾矿库v该库位于湖南省郴州地区，为一山谷型尾矿库。初期坝坝高16m、坝顶宽度3m、坝长92m。后期坝采用上游法水力冲填坝，尾矿堆积坝坝高41.5m、库容150104m3。库内设有断面为1.2 ml.9 m的排水沟及涵洞、长度约570m，库尾还设有断面为4m2.9m、长度222.7m的截洪沟，将库区洪水排入东河。v溃坝前该库已堆尾矿约110104m3，溃坝前连降暴雨，雨量达到429.8mm，属于数百年不遇之特大洪水(郴州地区最大降水量为180mm)，1985年8月25日由于洪水超标，加之暴雨时大量泥石流下泄，上游洪水越过截水沟进入尾矿库，超标洪水致尾矿库水位上涨，造成洪水漫顶冲垮坝体近60m长的缺口，致高达23m的尾矿堆积坝全部冲溃，尾矿流失量达100104t左右。本次超标洪水灾害造成49人死亡，冲毁房屋39栋，输电、通讯线路被毁近8km，公路损坏7.3km，直接经济损失达1300多万元。v类似洪水漫顶溃坝事故实例还有：银山铅锌矿尾矿坝于1962年7月2日，因洪水造成初期坝决口溃坝，致部分尾矿泄漏造成环境污染，所幸未造成人员伤亡；新冶铜矿龙角山尾矿坝于1994年7月12日，因发生超标洪水，造成洪水漫顶导致溃坝，本次事故造成26人死亡、2人失踪和重大经济损失。 三、因坝体失稳而发生的事故 v火谷都尾矿库v1.概况v该库位于我国云南省红河州境内，为一个自然封闭地形。它位于个旧市城区以北6km，西南与火谷都车站相邻，东部高于个旧一开远公路约100m，水平距离160m，北邻松树脑村，再向北即为乍甸泉出水口，高于该泉300m，周围山峦起伏、地势陡峻。库区有两个垭口，北面垭口底部标高1625m，东部垭口底部标高1615m，设计最终坝顶标高1650m，东部垭口建主坝，待尾矿升高后，再以副坝封闭北部垭口。v坝体构造v该库位于溶岩不甚发育地区，周边有少许溶洞，主坝位于库区东部垭口处。原设计为土石混合坝(图3)，因工程量大分两期施工。第一期工程为土坝，坝高18m，坝底标高1615m，坝顶标高1633m，内坡为1:2.5l:2，外坡为1:2，相应库容475104m3，土方量12104m3。第二期工程为土石混合坝，坝高35m，坝顶标高1650m，相应库容1275104m3，土方量32104m3，石方量18104m3。第一期土坝工程施工质量良好，实际施工坝高降低了5.5m，坝顶标高为1627.5m，相应减少土方工程量9104m3，相应库容量为325104m3。生产运行中，坝体情况良好，未发现异常现象。v按原设计意图在第一期工程投入运行后，即应着手进行尾矿堆筑坝体试验工作，若不能实现利用尾矿堆筑坝体，则应按原设计进行二期工程建设。v该库于1958年8月投入运行，至1959年底，库内水位已达1624.3m，距坝顶相差3.2m，库容将近满库，此时尚未进行第二期工程施工。v为了维持生产，于1960年全年，生产单位组织人员在坝内坡上分5层填筑了一座临时小坝，共加高了6.7 m、坝顶标高为1634.2m，如图4所示。筑坝与生产放矿同时进行(边生产边放矿)，大部分填土没有很好夯实，筑坝质量很差。v1960年12月，临时小坝外坡发生漏水，在降低水位进行抢险时又发生了滑坡事故。经研究将二期工程的土石混合坝坝型改为土坝，坝顶标高1639.5m，并将坝体边坡改陡至内坡1:1.5，外坡1:(1.51.75)，以维持生产。v第二期筑坝工程施工质量理应按第一期工程的质量要求进行工程施工，至于第二期坝体能否堆筑在临时小坝坝体之上以减少筑坝工程量，必须等待工程地质勘察做出结论后再行决定。v1961年3月第二期工程坝体已施工至l625m标高，但筑坝速度(坝体增高)落后于库内水位上升速度。为了维持生产并减少筑坝工程量，在没有进行工程地质勘察情况下，即决定将第二期工程部分坝体压在临时小坝上，同时提出进一步查明工程地质情况和尾矿沉积情况后，再决定第二期工程坝体采取前进(全部压在临时小坝上)方案或后退(只压临时小坝1/3)方案。1961年5月，在未进行工程地质勘察的情况下，决定将第二期工程坝体全部压在临时小坝上，且坝体增高4.5m，即坝顶标高为l 644m，土坝内坡为1:1.5，外坡分别为1:1.5、l:1.6、1:1.75，修改后坝体断面构造如下图所示。v第二期工程从1961年2月开工到1962年2月完工。按原设计要求施工时每层铺土厚度1520cm、土料控制含水率20时，相应干密度不小于1.85t/m3。但施工中压实后坝体干密度降低为1.7t/m3，没有规定土料上坝的含水率，并且施工与生产运行齐头并进，甚至有45个月时间，由于库内水位上升很快，不得不先堆筑土坝来维持生产，因此施工中坝体的结合面较多(较大的结合面有6处)。坝体的结合部位没有采取必要的处理措施，施工质量差，施工中经试验后规定每层铺土厚度为50cm，实际铺土厚度大部分为4060cm，个别铺土厚度达80cm，施工中质检大部分坝体湿密度达1.7t/m3以上。在施工期间已发现临时小坝后坡有漏水现象，有一段100mlmlm的坝体(为后来的决口部位)含水较多，没有压实。在临时小坝内还存在抢险时遗留的钢轨、木杆、草席等杂物，以及临时小坝外坡长约43m、高59m的毛石挡土墙。v第二期工程完工后不久，于1962年3月曾发现坝顶有长84m、宽23cm的纵向裂缝一条，经过一个多月的观测，裂缝仍在发展，于5月将裂缝进行了开挖回填处理。 v溃坝事故v由于施工期生产与施工作业同时进行，未进行坝前排放尾矿、坝前水位较高，加之事故前3天下了中雨，至库内水位已达l641.66m；1962年9月20日曾发现坝南端及后来溃坝决口处的坝顶上各有宽23mm的裂缝两条，长度约12m左右；另外，在内坡距坝顶0.8m处(事故决口部位上)亦发现同样裂缝一条。v1962年9月26日，在坝体中部(坝长441m)发生溃坝，决口顶宽113m，底宽45m(位于1933m一期坝高)深约14m，流失尾矿330104m3，澄清水38104m3，共流失尾矿及澄清水达368104m3。v此次溃坝事故共造成171人死亡、92人受伤，造成11个村寨及1座农场被毁，近8200亩农田被冲毁及淹没，冲毁房屋575间，受灾人达13970人，同时还冲毁和淹没公路长达4.5km，本次事故造成了巨大的人民生命、财产损失，是我国尾矿库事故中最为严重的一次。v产生本次溃坝事故的主要原因是：坝体边坡过陡；施工质量差，且临时小坝基础为尾矿和矿泥，自身不稳，而二期坝体又筑在临时小坝之上；坝前又未排放尾矿，坝体完全处于饱和状态；对事故发生前已有滑坡迹象又未得到足够的重视，最终导致坝内临时小坝失稳向库内滑动，从而导致整个坝体溃决。 v鸿图选矿厂尾矿库溃坝事故v鸿图选矿厂位于广西壮族自治区南丹县大厂镇，是一家民营企业，设计生产规模120t/d。1999年建成投产，实际处理能力为200t/d。尾矿库为山谷型，未进行正规设计，初期坝是浆砌石不透水坝，坝顶宽4m，坝长25.5m，地上部分高2.2m，埋入地下约4m，后期坝采用集中放矿上游式筑坝，后期坝总高9m，库容2.74104m3，尾矿库基本未设排洪设施。尾矿坝下有几户农民和铜坑矿基建队的10多间职工宿舍，1999年下半年，便陆续有外地民工在此搭建工棚。v2000年10月18日上午9时50分，尾矿库后期坝中部底层首先垮塌，随后整个后期堆积坝全面垮塌，尾砂和库内积水直冲坝下游对面山坡反弹后，再沿坝侧20m宽的山谷向下游冲出700m，共冲出水和尾砂1.43104m3，其中水2700m3，尾砂1.16104m3，库内尚留存尾砂11.3104m3。此次垮坝事故造成28人死亡，56人受伤，其中铜坑矿基建队职工家属死亡5人，外来人员死亡23人，冲毁民工工棚34间和铜坑矿基建队的房屋36间，直接经济损失340万元。v事故的直接原因是初期坝坝不透水，尾矿库长期高水位运行(干滩长仅4m)，坝体处于饱和状态，坝面沼泽化严重，造成坝体失稳。 v镇安金矿尾矿坝v镇安金矿位于陕西商洛市镇安县，目前选矿厂日处理量450t。尾矿库为山谷型，原设计初期坝高20m，后期坝采用上游法尾矿筑坝，尾矿较细，粒径小于0.074mm的占90以上。堆积坡比1:5，并设排渗设施。堆积高度16m，总坝高36m，总库容28104m3。1993年投入运行，在生产中改为土石料堆筑后期坝至标高735m时，已接近设计最终堆积标高736m，下游坡比为1:1.5。此后，未经论证、设计，擅自进行加高扩容，采用土石料按l:1.5坡比向上游推进实施了三次加高增容工程，总坝高50m，总库容约105104m3。2006年4月又开始进行第四次(六期坝)加高扩容，采用土石料向库内推进10m加筑4m高子坝一道，至4月30日18时24分子坝施工至最大坝高处突发坝体失稳溃决，流失尾矿浆约15104m3，造成17人失踪，伤5人，摧毁民房76间，同时流失的尾矿浆还含有超标氰化物污染了环境，经采取应急措施得到控制。 v事故经过事故经过v2006年年4月月30日下午，镇安县黄金矿业有限责任公司日下午，镇安县黄金矿业有限责任公司（以下简称镇安黄金矿业公司）组织（以下简称镇安黄金矿业公司）组织1台推土机和一台推土机和一台自卸汽车及台自卸汽车及4名作业人员在尾矿库进行坝体加高施名作业人员在尾矿库进行坝体加高施工作业。工作业。18时时24分左右，在第四期坝体外坡，坝面分左右，在第四期坝体外坡，坝面出现蠕动变形，并向坝外移动，随后产生剪切破坏，出现蠕动变形，并向坝外移动，随后产生剪切破坏，沿剪切口有泥浆喷出，瞬间发生溃坝，形成泥石流，沿剪切口有泥浆喷出，瞬间发生溃坝，形成泥石流，冲向坝下游的左山坡，然后转向右侧，约冲向坝下游的左山坡，然后转向右侧，约12万立方万立方米尾矿渣下泄到距坝脚约米尾矿渣下泄到距坝脚约200余米处，其中绝大部分余米处，其中绝大部分尾矿渣滞留在坝脚下方的尾矿渣滞留在坝脚下方的200m70m范围内，少部范围内，少部分尾矿渣及污水流入米粮河。正在施工的分尾矿渣及污水流入米粮河。正在施工的1台推土机台推土机和和1台自卸汽车及台自卸汽车及4名作业人员随溃坝尾矿渣滑下。名作业人员随溃坝尾矿渣滑下。下泄的尾矿渣造成下泄的尾矿渣造成15人死亡，人死亡，2人失踪，人失踪，5人受伤，人受伤，76间房屋毁坏淹没的特大尾矿库溃坝事故。间房屋毁坏淹没的特大尾矿库溃坝事故。v尾矿库四次加高扩容情况尾矿库四次加高扩容情况v1992年年12月，镇安黄金矿业公司尾矿库由兰州有色月，镇安黄金矿业公司尾矿库由兰州有色冶金设计研究院提供初步设计，初期坝坝顶标高冶金设计研究院提供初步设计，初期坝坝顶标高720米，坝高米，坝高20米，坝顶长米，坝顶长56米；五年后坝顶标高米；五年后坝顶标高734米（企业称为后期坝或二期坝，下同），坝高米（企业称为后期坝或二期坝，下同），坝高34米，坝顶长米，坝顶长68米，总库容为米，总库容为27.11万立方米。当时工万立方米。当时工程发包给当地村民进行施工。程发包给当地村民进行施工。v1997年年7月、月、2000年年5月、月、2002年年7月，在初步设计月，在初步设计坝顶标高坝顶标高734米基础上，镇安黄金矿业公司又分别米基础上，镇安黄金矿业公司又分别三次组织对尾矿库坝体加高扩容（企业称为三期坝、三次组织对尾矿库坝体加高扩容（企业称为三期坝、四期坝和五期坝，下同），工程发包给当地村民进行四期坝和五期坝，下同），工程发包给当地村民进行施工。三次坝体加高扩容使尾矿库实际库容达到施工。三次坝体加高扩容使尾矿库实际库容达到105万立方米，坝高达到万立方米，坝高达到50米，坝顶长米，坝顶长164米，坝顶标高米，坝顶标高750米。米。v2006年年4月，镇安黄金矿业公司又第四次组织对尾矿月，镇安黄金矿业公司又第四次组织对尾矿库坝体加高扩容（企业称为六期坝，下同），子坝高库坝体加高扩容（企业称为六期坝，下同），子坝高4米，施工由尾矿库坝体左岸向右岸至约米，施工由尾矿库坝体左岸向右岸至约83米处时发米处时发生溃坝。生溃坝。 v尾矿库安全评价情况尾矿库安全评价情况v2005年年5月月20日，受镇安黄金矿业公司委托，日，受镇安黄金矿业公司委托，陕西旭田安全技术服务有限公司对镇安黄金陕西旭田安全技术服务有限公司对镇安黄金矿业公司尾矿库安全生产现状进行评价，并矿业公司尾矿库安全生产现状进行评价，并于于2005年年7月出具安全评价报告，评价结论月出具安全评价报告，评价结论为为“该尾矿库是由具有资质的单位设计，通过该尾矿库是由具有资质的单位设计，通过对镇安金矿尾矿库现场查看及安全管理分析，对镇安金矿尾矿库现场查看及安全管理分析，初期坝是稳定的，子坝高度与外坡比、安全初期坝是稳定的，子坝高度与外坡比、安全超高及坡比构成符合设计要求，后期坝坝面超高及坡比构成符合设计要求，后期坝坝面末发现塌陷、流土、管涌及冲刷现象，坝体末发现塌陷、流土、管涌及冲刷现象，坝体总体稳定，本次评价认定该尾矿库运行正常总体稳定，本次评价认定该尾矿库运行正常”。v事故原因分析事故原因分析v（一）事故原因分析（一）事故原因分析v1）多次违规加高扩容，尾矿库坝体超高并形成高陡）多次违规加高扩容，尾矿库坝体超高并形成高陡边坡。边坡。1997年年7月、月、2000年年5月和月和2002年年7月，镇安月，镇安黄金矿业公司在没有勘探资料、没有进行安全条件论黄金矿业公司在没有勘探资料、没有进行安全条件论证、没有正规设计的情况下擅自实施了三期坝、四期证、没有正规设计的情况下擅自实施了三期坝、四期坝和五期坝加高扩容工程；使得尾矿库实际坝顶标高坝和五期坝加高扩容工程；使得尾矿库实际坝顶标高达到达到750米，实际坝高达米，实际坝高达50米，均超过原设计米，均超过原设计16米；米；下游坡比实为下游坡比实为1:1.5，低于安全稳定的坡比，形成高，低于安全稳定的坡比，形成高陡边坡，造成尾矿库坝体处于临界危险状态。陡边坡，造成尾矿库坝体处于临界危险状态。v2）不按规程规定排放尾矿，尾矿库最小干滩长度和）不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。该矿山矿石属氧化矿，最小安全超高不符合安全规定。该矿山矿石属氧化矿，经选矿后，尾矿渣颗粒较细，在排放的尾矿渣粒度发经选矿后，尾矿渣颗粒较细，在排放的尾矿渣粒度发生变化后，镇安黄金矿业公司没有采取相应的筑坝和生变化后，镇安黄金矿业公司没有采取相应的筑坝和放矿方式，并且超量排放尾矿渣，造成库内尾矿渣升放矿方式，并且超量排放尾矿渣，造成库内尾矿渣升高过快，尾矿渣固结时间缩短，坝体稳定性变差。高过快，尾矿渣固结时间缩短，坝体稳定性变差。v3）擅自组织尾矿库坝体加高增容工程。由于尾矿库）擅自组织尾矿库坝体加高增容工程。由于尾矿库坝体稳定性处于临界危险状态，坝体稳定性处于临界危险状态，2006年年4月，镇安黄月，镇安黄金矿业公司又在未报经安监部门审查批准的情况下进金矿业公司又在未报经安监部门审查批准的情况下进行六期坝加高扩容施工，将行六期坝加高扩容施工，将1台推土机和台推土机和1台自卸汽台自卸汽车开上坝顶作业，使总坝顶标高达到车开上坝顶作业，使总坝顶标高达到754米，实际米，实际坝高达坝高达54米，加大了坝体承受的动静载荷，加大了米，加大了坝体承受的动静载荷，加大了高陡边坡的坝体滑动力，加速了坝体失稳。高陡边坡的坝体滑动力，加速了坝体失稳。v4）当坝体下滑力大于极限抗滑强度，导致圆弧型滑）当坝体下滑力大于极限抗滑强度，导致圆弧型滑坡破坏。与溃坝事故现场目测的滑坡现状吻合。同时坡破坏。与溃坝事故现场目测的滑坡现状吻合。同时由于垂直高度达由于垂直高度达50-54米，势能较大，滑坡体本身呈米，势能较大，滑坡体本身呈饱和状态，加上库内水体的迅速下泄补给，滑坡体迅饱和状态，加上库内水体的迅速下泄补给，滑坡体迅速转变为粘性泥石流，形成冲击力，导致尾矿库溃坝。速转变为粘性泥石流，形成冲击力，导致尾矿库溃坝。v（二）事故直接原因（二）事故直接原因v经分析认定，造成此次尾矿库特大溃坝伤亡经分析认定，造成此次尾矿库特大溃坝伤亡事故的直接原因是：镇安黄金矿业公司在尾事故的直接原因是：镇安黄金矿业公司在尾矿库坝体达到最终设计坝高后，未进行安全矿库坝体达到最终设计坝高后，未进行安全论证和正规设计，而擅自进行三次加高扩容，论证和正规设计，而擅自进行三次加高扩容，形成了实际坝高形成了实际坝高50米、下游坡比为米、下游坡比为1:1.5的临的临界危险状态的坝体。更为严重的是在界危险状态的坝体。更为严重的是在2006年年4月，该公司未进行安全论证、环境影响评价月，该公司未进行安全论证、环境影响评价和正规设计，又违规组织对尾矿库坝体加高和正规设计，又违规组织对尾矿库坝体加高扩容，致使坝体下滑力大于极限抗滑强度，扩容，致使坝体下滑力大于极限抗滑强度，导致坝体失稳，发生溃坝事故。导致坝体失稳，发生溃坝事故。v（三）事故间接原因（三）事故间接原因v经分析认定，造成此次尾矿库特大溃坝伤亡事故的间经分析认定，造成此次尾矿库特大溃坝伤亡事故的间接原因是：接原因是：v1）西安有色冶金设计研究院矿山分院工程师王建军）西安有色冶金设计研究院矿山分院工程师王建军私自为镇安黄金矿业公司提供了不符合工程建设强制私自为镇安黄金矿业公司提供了不符合工程建设强制性标准和行业技术规范的增容加坝设计图，传真给该性标准和行业技术规范的增容加坝设计图，传真给该矿，对该矿决定并组织实施增容加坝起到误导作用，矿，对该矿决定并组织实施增容加坝起到误导作用，是造成事故的主要原因。是造成事故的主要原因。v2）陕西旭田安全技术服务有限公司没有针对镇安黄）陕西旭田安全技术服务有限公司没有针对镇安黄金矿业公司尾矿库实际坝高已经超过设计坝高和企业金矿业公司尾矿库实际坝高已经超过设计坝高和企业擅自三次加高扩容而使该尾矿库已成危库的实际状况擅自三次加高扩容而使该尾矿库已成危库的实际状况作出符合现状的、正确的安全评价。评价报告的内容作出符合现状的、正确的安全评价。评价报告的内容与尾矿库实际现状不符，作出该尾矿库属运行正常库与尾矿库实际现状不符，作出该尾矿库属运行正常库的结论错误，对继续使用危库和实施第四次坝体加高的结论错误，对继续使用危库和实施第四次坝体加高起到误导作用，是造成事故的主要原因。起到误导作用，是造成事故的主要原因。四、因渗流破坏而发生的事故 v1.黄梅山(金山)尾矿库v该库位于安徽省马鞍山市，隶属黄梅山铁矿，该库原设计初期坝坝址位于金山坳公路，库区纵深338m，尾矿坝总高30m，库容240104m3，库区汇水面积0.25km2。施工中为减少占地，将初期坝址向库内推移188m，库区纵深仅为150m，汇水面积0.2km2，当尾矿堆积坝顶标高50m时，相应库容103104m3。初期坝坝高6m，为均质土坝，于1980年建成投入运行，采用上法筑坝，至发生事故时，总坝高21.7m(至子坝顶)，库内贮存尾矿及水84104m3。由于库深仅为150m，为确保澄清水质、尾矿库内经常处于高水位运行状态，一般干滩长度仅保持在20m左右，达不到规范要求。v1986年4月30日凌晨发生溃坝事故，溃坝前子坝顶部标高45.7m(此前设计单位经核算已明确提出尾矿坝顶标高不得超过45m)、子坝前滩面标高44.88m(子坝高0.82m、坝顶宽1.2m、为松散尾矿所堆筑)、库内水位已达44.96m(处于子坝拦水状态，并且根据此前观测记录，坝内浸润线已接近坝坡，坝体完全饱和)。由于松散尾矿堆筑的子坝的渗流破坏导致溃坝、坝顶溃决宽度245.5m、底部溃决宽度11lm，致使库内84104m3的尾矿及水大部分倾泻。下游2km范围内的农田及水塘均被淹没，坝下回水泵站不见踪影(仅有设备基础尚存)。本次事故造成19人死亡、95人受伤，生命财产损失惨重。v造成此次溃坝的主要原因是子坝挡水，是典型的渗流破坏导致溃坝的实例。坝体溃决前的断面如下图所示。v2、前苏联诺戈尔斯克选矿厂尾矿库v诺戈尔斯克选矿厂尾矿库初期坝为均质土坝，坝高10m，未设排渗设施，后期尾矿堆积坝高30m、总坝高40m、库内水位较高、坝前尾矿干滩面较短。坝前形成不透水夹层和细矿泥沉积体，造成尾矿堆积坝体浸润线从初期坝(土坝)顶部逸出，尾矿堆积坝外坡下段较陡(坡度为l:2)，1965年造成尾矿堆积坝下部因发生局部严重管涌造成渗流破坏。五、因排洪设施损坏发生的事故 v1.栗西沟尾矿库v栗西沟尾矿库位于陕西省华县，隶属于金堆城钼业公司。栗西沟属于黄河水系的南洛河的四级支流，栗西沟水流人麻坪河经石门河进入南洛河中。栗西沟尾矿库汇水面积10km2，尾矿库洪水经排洪隧洞排人邻沟中再注入麻坪河。尾矿库初期坝为透水堆石坝，坝高40.5m，上游式筑坝，尾矿堆积坝高124m，总坝高164.5m，总库容1.65108m3。尾矿库排洪系统设于库区左岸，原设计由排洪斜槽、两座排洪井、排洪涵管及排洪隧洞组成。后因排洪涵管基础存在不均匀沉陷等问题，将原设计排洪系统改为使用35年后，另外建新的排洪系统。v新排洪系统是在距排洪隧洞进口的49.5m处新建一座内径3.0m的排洪竖井，井深46.774m，上部建一柜架式排洪塔，塔高48m，新建系统简称为新一号井。排洪隧洞断面为宽3.0m、高3.72m的城门洞型，底坡1.25，全长848m，其中进口高30m为马蹄型明洞，隧洞中有614m长洞段拱顶未进行衬砌，尾矿库平面图如图7所示。v该库于1983年10月投入运行、排洪隧洞于1984年7月起开始排洪。随着生产运行，库内尾矿堆积逐年增高，隧洞内漏水量亦相应增大，至1988年4月6日漏水量已达332.3m3/h(库内水位1189m) 。v1988年4月13日23时左右在距新一号井4345m处，隧洞线上(距轴约1.5m)水面发生旋涡，水面开始下降。至4月14日凌晨3时30分左右，库内水位已下降1m多，库内存水已基本泄尽。此时，库面发现1号塌陷区，长约26.5m、宽度42m、深度约27m、塌陷体约为1.8104m3。至晚上9时左右又发生第二个塌陷区、长度约14 m、宽度27 m、深度达48 m、塌陷体约为1.5104m3，两塌陷体总体积达3.3104m3。v本次隧洞塌落事故共流失尾矿及水体136104m3，造成栗裕沟下游的栗裕沟、麻坪河、石门沟、洛河、伊洛河及黄河沿线长达440km(跨两省一市)范围内河道受到严重污染。本次事故造成736亩耕地被淹没，危及树木235万株、水井118眼，冲毁桥梁132座(中小型)、涵洞14个，公路8.9km被毁，受损河堤长度18km，死亡牲畜及家禽6885头(只)，致沿河8800人饮水困难，经济损失近3000万元。v产生这一事故的主要原因是在排洪隧洞施工中未及时处理塌落的临空区(高达19m多)，造成隐患。当库内堆存尾矿达到一定厚度时，临空区上部承载力失衡造成突然塌落，从而导致隧洞被破坏，造成我国尾矿库运行史上的重大污染事故。 v2.木子沟尾矿库v该库位于陕西省华县金堆城镇，隶属于金堆城铜业公司。木子沟为文峪河支流，文峪河直接入南洛河。v该库为峪型尾矿库，汇水面积为5km2。初期坝为透水坝，筑坝材料为采矿废石，坝高61m，坝长160m，坝顶宽度40m，内坡比1:1.66，外坡比1:1.68。由于坝体不均匀沉陷，曾进行了加固处理，处理后坝顶宽度30m，外坡比调整为1:33.5。尾矿后期坝采用上游法筑坝，最终堆积标高l240.5m，尾矿堆积坝高61.5m，总坝高122.5m，总库容2200104m3。尾矿库平面图如下图所示。v尾矿库排洪系统由排水斜槽(双格0.8m0.8 m、长度50m)、涵洞(断面为2m2的蛋形钢筋混凝土结构，长317.07m)及隧洞(断面为4m2，长604.2m)所组成。v该库于1970年投入运行，运行前10年情况基本正常。但在1980年底以后，先后多次发现尾矿库内沉积滩面发生塌陷，经检查发现在3号井与4号井之间涵洞产生横向断裂，裂缝呈左宽右窄、上宽下窄形状，为环向贯通裂缝，裂缝宽度最小20 mm，最大180mm，裂缝深度达250mm以上。分布钢筋全部断开，在裂缝两边各3m范围尚有10余处小裂缝，裂缝宽度28mm不等。在距大裂缝6m处原施工沉降缝有较大开裂(原设计缝宽30mm，现在缝宽度已达120mm)并在底部形成上高下低的台阶状。v经洞内衬砌封堵处理后，仍不能正常运行，在洞顶水头(从底板起标)25.67m(库内水位标高l208m)条件下，发生呈间歇式阵发型大量泄漏尾矿，裂缝处呈喷射状泄漏，射距达4m。再次处理后，并采取了封闭灌浆，在断裂处经聚氨酯灌浆进行固砂封闭后，基本上未再发生新的泄漏事故。v产生排洪涵洞断裂原因是基础的不均匀沉降和侧向位移所致。该处工程地质资料表明断裂地段是淤泥质亚粘土与基岩的过渡地段，且涵洞基础又置淤泥质亚粘土地基之上。本次涵洞断裂事故造成了对木子沟及文峪河的严重污染，经济损失达450万元。v山西省太原市娄烦县山西省太原市娄烦县“8.15”尾矿库尾矿库溃坝事故 v2006年年8月月15日晚日晚22时左右时左右,位于太原市娄烦县的银岩选矿厂和位于太原市娄烦县的银岩选矿厂和新阳光选矿厂相继发生一起尾矿库溃坝事故，造成新阳光选矿厂相继发生一起尾矿库溃坝事故，造成6人死亡、人死亡、1人失踪、人失踪、21人受伤的重大伤亡事故。人受伤的重大伤亡事故。v事故单位概况事故单位概况v（一）娄烦县银岩选矿厂基本情况（一）娄烦县银岩选矿厂基本情况v娄烦县银岩选矿厂，位于娄烦县马家庄乡蔡家庄村随羊沟，建娄烦县银岩选矿厂，位于娄烦县马家庄乡蔡家庄村随羊沟，建于于2005年年4月，法定代表人：牛拴奎，为私营企业，营业执照、月，法定代表人：牛拴奎，为私营企业，营业执照、环保手续齐全。厂（矿）长安全资格证过期，尾矿库未设计，环保手续齐全。厂（矿）长安全资格证过期，尾矿库未设计，未领取安全生产许可证，已列入当地政府的关闭名单。尾矿库未领取安全生产许可证，已列入当地政府的关闭名单。尾矿库库容量约为库容量约为24万立方米。事故发生前该企业一直在私自组织生万立方米。事故发生前该企业一直在私自组织生产。产。v（二）娄烦县新阳光选矿厂基本情况（二）娄烦县新阳光选矿厂基本情况v娄烦县新阳光选矿厂建于娄烦县新阳光选矿厂建于2004年年3月月8日，法人代表：刘晓林，日，法人代表：刘晓林，为私营企业，为私营企业，2004年年11月领取了厂（矿）长安全资格证，营业月领取了厂（矿）长安全资格证，营业执照、环保手续、安全管理员证及特殊工种作业证齐全。该厂执照、环保手续、安全管理员证及特殊工种作业证齐全。该厂距上游的银岩选矿厂尾矿坝距上游的银岩选矿厂尾矿坝350米，距下游的蔡家庄村米，距下游的蔡家庄村600余米，余米，尾矿库库容量约为尾矿库库容量约为70万立方米。事故前，该企业按山西环经环万立方米。事故前，该企业按山西环经环境资源管理咨询有限公司做的补充设计方案，对尾矿库存在的境资源管理咨询有限公司做的补充设计方案，对尾矿库存在的问题进行了整改，太原市安监局已对其设计进行了审查批复，问题进行了整改，太原市安监局已对其设计进行了审查批复，省安监局政务大厅已受理了该企业的安全生产许可申请，没有省安监局政务大厅已受理了该企业的安全生产许可申请，没有颁发安全生产许可证。颁发安全生产许可证。 v事故发生经过及抢救情况事故发生经过及抢救情况v2006年年8月月15日晚日晚21时时30分左右，随羊沟内上游的分左右，随羊沟内上游的娄烦县银岩选矿厂尾矿库溃坝，坝内储存的水、尾砂娄烦县银岩选矿厂尾矿库溃坝，坝内储存的水、尾砂涌入下游的新阳光选矿厂尾矿库，正在库房内打电话涌入下游的新阳光选矿厂尾矿库，正在库房内打电话的该库保管员张士锐此时听到屋外有水声，发现该厂的该库保管员张士锐此时听到屋外有水声，发现该厂尾矿库坝内水从排洪管和坝顶往外流，随即通知企业尾矿库坝内水从排洪管和坝顶往外流，随即通知企业负责人，并通知上游的银岩选矿厂立即停止生产。负责人，并通知上游的银岩选矿厂立即停止生产。v大约大约22时，新阳光选矿厂尾矿库坝空隙水压力增大，时，新阳光选矿厂尾矿库坝空隙水压力增大，造成该库坝体垮塌，大量的尾矿浆参着虚土形成泥石造成该库坝体垮塌，大量的尾矿浆参着虚土形成泥石流沿着河道直冲入下游，将流沿着河道直冲入下游，将10余亩土地及附近的一余亩土地及附近的一个临时加油站淹没，冲毁大量房屋、商铺，高压电线个临时加油站淹没，冲毁大量房屋、商铺，高压电线杆倾倒后产生的电火花引发储油罐着火，接到火警报杆倾倒后产生的电火花引发储油罐着火，接到火警报告后，县公安局出动消防大队、交警大队的告后，县公安局出动消防大队、交警大队的80多人多人赶到现场，发现大量泥石流沿着河床往下游流动，立赶到现场，发现大量泥石流沿着河床往下游流动，立即将此情况报告县委、县政府，同时组织干警抢险救即将此情况报告县委、县政府，同时组织干警抢险救援。县委、县政府有关领导接到报告后，立即赶赴现援。县委、县政府有关领导接到报告后，立即赶赴现场，并组织场，并组织300余人开展事故抢险搜救工作。经过搜余人开展事故抢险搜救工作。经过搜救找到受伤人员救找到受伤人员22名，被找到的名，被找到的22名受伤人员被紧名受伤人员被紧急送往医院救治。急送往医院救治。 v事故发生的原因事故发生的原因v据事故调查组的分析，事故发生的原因：据事故调查组的分析，事故发生的原因：v（一）直接原因：（一）直接原因：v银岩选矿厂尾矿库坝体为黄土堆筑不透水坝，库内长银岩选矿厂尾矿库坝体为黄土堆筑不透水坝，库内长期单测集中放浆，而且未设置任何排渗排水设施，致期单测集中放浆，而且未设置任何排渗排水设施，致使库内水位长期过高，加之使库内水位长期过高，加之8月月1315日降雨水相对日降雨水相对集中，引起坝体浸润线短期急剧升高，同时集中，引起坝体浸润线短期急剧升高，同时15日铲日铲车上坝产生振动引起坝体局部液化，是造成银岩选矿车上坝产生振动引起坝体局部液化，是造成银岩选矿厂尾矿库垮塌的主要原因。厂尾矿库垮塌的主要原因。v新阳光选矿厂尾矿库坝为利用旋流器产生的尾砂筑坝，新阳光选矿厂尾矿库坝为利用旋流器产生的尾砂筑坝，库内设有库内设有500mm的排洪管及排洪井，但库容小，的排洪管及排洪井，但库容小，容纳不了上游尾矿库坝的浆液，必然要产生漫顶，从容纳不了上游尾矿库坝的浆液，必然要产生漫顶，从现场的痕迹也证实了这一点。同时，坝体外围没有石现场的痕迹也证实了这一点。同时，坝体外围没有石砌加固，坝体及周边山体土质的稳固性差，不能有效砌加固，坝体及周边山体土质的稳固性差，不能有效阻挡尾浆的冲击力，造成垮坝，引发泥石流。阻挡尾浆的冲击力，造成垮坝，引发泥石流。 v间接原因：间接原因：v银岩选矿厂尾矿库严重违反尾矿库的基本建设程序，建设银岩选矿厂尾矿库严重违反尾矿库的基本建设程序，建设前没有进行正规设计，选址不当，违规建设、违规营运；前没有进行正规设计，选址不当，违规建设、违规营运；新阳光选矿厂面对上游仅新阳光选矿厂面对上游仅300米处的尾矿库对自己形成的米处的尾矿库对自己形成的威胁，没有向上级有关部门反映，没有及时消除隐患；威胁，没有向上级有关部门反映，没有及时消除隐患；两库均缺少尾矿库安全管理的专业技术人员，没有严格两库均缺少尾矿库安全管理的专业技术人员，没有严格的安全管理措施；县政府及其有关职能部门长期以来对的安全管理措施；县政府及其有关职能部门长期以来对尾矿库运营的监管不到位。尾矿库运营的监管不到位。六、地震液化而发生的溃坝v1.智利白拉奥诺尾矿坝v1928年10月因附近发生持续1分40秒强地震，导致尾矿坝液化，流失尾矿达400多万立方，伤亡54人。v2.智利埃尔、得布雷等十二座尾矿坝12座尾矿坝坝高535m、坡度1:(1.431.75)，其中有一座坝高15m、坡度1:3.37。这些坝的共同特点是坝坡过陡，尾砂过细(-200目90)，浸润线较高。1965年3月28日，圣地亚哥以北140km处，发生7.25级强地震，12座尾矿库尾矿坝瞬间液化溃坝，其中尾矿流失最多的达190104m3。失事时尾矿浆冲出决口到对面山坡上，水头高达8m以上，短时间内泥浆流下泄12km，造成270人死亡。此次事故是世界尾矿史上最严重的一次灾难性事故。 v3.白灰埝渣库v天津碱厂白灰埝渣库因1976年7月28日唐山丰南大地震(震级为7.8级强度)而发生坝体液化溃决。v4.美国加费尔选厂尾矿坝v加费尔选厂尾矿坝，于1942年2月，因地震导致尾矿坝体液化、产生弧状大滑动而失事。七、因坝基沉陷发生的事故 v1.西华山尾矿库v该库位于江西省赣州地区大余县境内，隶属于西华山钨矿，于20世纪60年代发生坝体下沉达1.8m，坝外坡局部滑动，下部隆起。所幸下游坡脚处有一天然台阻挡，而未溃坝失事。究其产生原因是该处坝基下部淤泥层厚较大，施工时未予全部清除。坝体筑在其上，因坝基承载不足导致坝体局部下沉，致使边坡滑动。v2.郑州铝厂灰渣库v该库位于郑州铝厂西南2.5km，上下游均为铝厂赤泥库，用于堆存电厂排出的灰渣。随着库水位逐年升高，在该库西侧垭口处以赤泥采用池填法堆筑副坝，其坝基坐落于湿陷性黄土地基上。v由于库内排水钢管结垢排水能力降低，水位上升很快，加之事故前连续降雨，1989年2月25日，致使副坝处黄土地基失稳塌陷发生溃决，近30104m3塌陷黄土、灰渣及水直冲而下，冲毁下游专线铁路和道路，死亡2人。因非法开采造成的事故v1.潘洛铁矿尾矿库v潘洛铁矿尾矿库于1993年6月13日发生山体滑坡，总土石方量达60104m3，造成尾矿库排洪系统受损，泵房遭到破坏，库区下游水系受到污染，死亡14人，伤多人。v发生事故的原因是，地方及个体企业在尾矿库上游左岸山坡乱采滥挖，造成山体失衡，导致大滑坡挤压尾矿库。v2.永福锡矿尾矿库v永福锡矿尾矿库业已闭库，1994年5月7日因严重违反安全生产规程，在尾矿库坝下挖取尾矿，引发大面积坍塌，造成13人死亡。v3.庙岭沟铁矿尾矿库v该尾矿库业已闭库，2006年4月23日因临近露天采场违章作业，破坏了尾矿库尾部的副坝稳定性，发生溃坝，死亡2人，失踪4人。事故教训及对策 v根据尾矿库失事的直接原因分析，尾矿库事故可以归纳为三种类型：洪水及排水系统引起的事故、坝体及坝基失稳的事故、周边环境不利因素引起的事故。对各类事故的因素和对策概括如下：1.洪水及排水系统引起事故的因素及对策v(1)防洪设防标准低于现行标准，造成尾矿库防洪能力不足，发生洪水漫顶溃坝。避免措施：v按现行防洪标准进行复核，当设计的防洪标准不足时，应重新进行洪水计算及调洪演算；v经计算确认尾矿库防洪能力不足时，应采取增大调洪库容或扩大排洪设施排洪能力的措施。v(2)洪水计算依据不充分，洪峰流量和洪水总量计算结果偏低。避免措施：v应用当地最新版本水文手册中的小流域或特小流域参数进行洪水计算及调洪演算；v采用多种方法计算，经对比分析论证，确定应采用值，一般应取高值。v(3)尾矿库调洪能力或排洪能力不足，安全超高和干滩长度不能满足要求，造成溃坝。避免措施：可采取增大调洪库容或扩大排洪设施排洪能力的措施，必要时，可增建排洪设施。v(4)排洪设施结构原因和阻塞造成尾矿库减少或丧失排洪能力。避免措施：v对因地基问题引起排洪设施倾斜、沉陷断裂和裂缝的，应及时进行加固处理，必要时，可新建排洪设施；对地基情况不明的，禁止盲目设计。v对因施工质量问题或运行中各种不利因素引起排洪设施损坏(如混凝土剥落、裂缝漏沙、沙石磨蚀、钢筋外露等)应及时进行修补、加固等处理。v对排洪设施堵塞的，应及时检查、疏通。v对停用的排水井，应按设计要求进行严格封堵。v(5)子坝挡水无效，溃坝。避免措施：v生产上应在汛前通过调洪演算，采取加大排水能力等措施达到防洪要求，严禁子坝挡水；v必要时，可增大尾矿子坝坝顶宽度，使其达到最高洪水位时能满足设计规定的最小安全滩长和安全超高要求。2.坝体及坝基失稳事故的因素及对策v(1)基础情况不明或处理不当引起坝体沉陷、滑坡。避免措施：v查明坝基工程地质及水文地质条件，精心设计；v及时进行加固处理。v(2)坝体抗剪强度低，边坡过陡，抗滑稳定性不足。避免措-施：v上部削坡，下部压坡，放缓坡比；v压坡加固；v碎石桩、振冲等加固处理，提高坝体密度和抗剪强度。v(3)坝体浸润线过高，抗滑稳定性不足。避免措施：v设计上采用透水型初期坝或具有排渗层的其他型式初期坝，尾矿堆积坝内预设排渗设施；v生产上可增设排渗降水设施，如垂直水平排渗井、辐射排水井等；v降低库内水位，增加干滩长度。v(4)坝面沼泽化、管涌、流土等渗流破坏。避免措施：v增设排渗降水设施；v采用反滤层并压坡处理。v(5)震动液化。避免措施：v设计上应进行专门试验研究，采取可行措施；v降低浸润线；v废石压坡，增加压重；v加密坝体，提高相对密度。 3.周边环境引起事故的因素及对策v(1)非法采掘，引起地质灾害，导致尾矿库事故。避免措施：v尾矿库建设中应查明周边地质条件，对不良地质现象应采取必要的治理措施；v采取有效措施杜绝尾矿库周边非法采掘；v加强巡视，发现异常，及时查明原因，采取措施，防治地质灾害发生。v(2)周边非法采矿企业向库内排放尾矿，占据尾矿库调洪库容。避免措施：v政府有关部门应坚决取缔非法采矿作业；v必要时采取加高坝体等工程措施，增加尾矿库调洪库容，满足尾矿库防洪要求。v(3)在尾矿坝上和库内进行乱采滥挖，破坏坝体和排洪设施。v避免措施：v严禁非法作业；v及时巡视并修复尾矿库安全设施。结束语v强调指出，任何一起尾矿库事故，都离不开人为因素的主导作用，事在人为，只要在尾矿库建设、运行、闭库和闭矿后再利用全过程中，勘查、设计、施工、评价、生产企业、政府监管等有关单位和人员增强安全意识，认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的方针，按照国家法律、法规、标准、规范等要求和规定，各负其责，尽职尽责，尾矿库事故是完全可以避免的。