探讨尾矿库设计领域中存在的问题.pdf

第5 4 卷 第4 期 有 色 金属 矿山 部分 2 O 0 2 年7 月 探 讨 尾 矿 库 设 计 领 域 中 存 在 的 问 题 重庆大学资源及环境科学学院 魏作安 尹光志 南 昌 有 色 冶 金 设 计 研 究 院 沈楼 燕 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验 室 李东伟 摘要 根据我国尾矿库的建设现状， 对尾矿库设计领域中存在的设计市场不规范， 技术人员匮乏， 缺乏创 新性等一系列的问题进行 了深入分析探讨。同时， 提出了解决这些问题的设想与建议， 可供有关部门参考。 关键词 尾矿库设 计探讨 1 前 言 尾矿库是一种特殊 的工业建 筑物 ， 也是矿 山三 大控制性工程之 一。尽 管人 们一直很重视 它， 但还 是存在许多问题 ， 而且灾害事 故仍是频繁发生 。像 2 0 0 0年 8月 1 8日， 广西南丹鸿图选矿厂尾矿库发生 垮坝事件 ， 死亡 2 1 人 ， 伤 3 9人 ， 造成直接 经济损失 2 6 0万元。1 9 8 5年 8月 2 5日湖南一 矿 山的尾矿库 发生 垮坝 事故 ， 造 成 3 9栋 房 屋倒 塌 ， 4 9栋 房 屋受 损 ， 冲毁输电线路 3 ． 5 k m， 通讯线路 4． 3 8 k m， 国家级 公路 3 k m， 桥 梁 3座 ， 并造 成 了人 员伤 亡 ， 损失 惨 重_ 】 ] 。据估计我 国有 1 5 0 0多座尾矿库 ， 其 中， 正常 运行 的不足 7 0 ％， 有的行业大约有 4 4 ％的尾矿库处 于险、 病 、 超期服务状态I 2 ] 。而这些险 、 病 、 超期服务 的尾矿都必须进行技术改造处理 ， 险库要抢险除险 ， 病库要治病 ， 根除病害 ， 超期服 务的要抓紧时间设计 新库 ， 同时对老库 要进 行闭库设计 ， 实现安全闭库 。 同时 ， 随着我 国对环境保护执行力度 的加大 ， 使许多 原来没有尾矿库 ， 随意排放尾矿的矿 山企业 ， 必须修 建尾矿库 。所以， 就 目前而言， 我国尾矿库 的建设市 场很大 ， 不但有老库要改造 ， 而且有新库要建造。而 控制尾矿库工程质量的关键是尾矿库 的设计。优秀 的设计方案和设计质量是保证尾矿库 坝 安全 、 经 济 、 高效运行 的基础 _ 】 J 。但尾矿库工程 的设计 与其 它类工业建筑物设计有所不同 ， 它是一个系统 的、 复 杂的、 专业性很强的工程设计 ， 它要求设计人员不仅 要精通水力学、 土力学 、 水 文学 、 坝 工技术 等专业知 识 ， 而且要熟悉采矿 、 选矿 、 机械 、 环保等专业 知识。 当然 ， 国家对这一领域 的工程设计也作 了明文规定 ， * 魏作安高级工程师博 士生 四川重 庆4 0 0 0 4 4 要求具有 资质 的单 位才 能设 计等 。但是 现实 非如 此 ， 在尾矿库设计领域 中存在许多问题 ， 有 的还很 严 重 ， 应引起政府等有关部 门重视 ， 否则会 贻害无穷 ， 殃及子孙 。 2 设计领域 中存在的问题 2 ． 1 设计市场不规范 鉴于尾矿库的特殊 性 ， 以及 发生的一 系列 灾害 事故 ， 国家经 贸委 于 2 0 0 0年 1 1月 6日专 门颁 布 了 尾矿安全管理规定 第 2 0 号令 ， 进一步明确了建 尾矿库必须先设计 ， 而且要 由有资质的单位设计 ， 其 中 ， 第一章“ 总则” 第四条为“ 尾矿库的勘察 、 设计 、 安 全预评价 、 施工及施工监理 等工作必须 由具 有相应 资质条件的单位和中间技术服务机构 承担” 。然而 ， 目前尾矿库设计市场却很不规范 ， 存在许多的问题 ， 归纳起来 ①矿山企业不搞尾 矿库设计。许多老矿 山企业 由于原 来设计 规划 时没有 考虑尾 矿库 的建 设 ， 尾矿是随意排放 ， 现在随着国家对环境保护力度 的加大 ， 迫使老矿山企业不得不建造尾矿库 ， 否则就 停产。由于思想认识上的误区 ， 所以 ， 就随意找一个 地方 ， 修筑一座坝 ， 把尾矿排放其 内， 这就是尾矿库 ， 根本没有进行设计规划。② 自行设计。有 的矿山企 业从建矿开始就设计 了尾 矿库 ， 而且尾矿 库的生产 运营都很好 ， 各方面条件都很正规 ， 也有了相 当的经 验 ， 所 以， 对尾矿库 的局部 改造或修改设计 ， 就 自行 组织几个技术人员进行设计 ， 思想麻痹 大意 ， 结果造 成灾害事故。像江西某 矿 的尾矿库泄水井 改造 ， 就 是因为 自行设 计 ， 结果 造成井 塔倒 塌 ， 排洪 系统报 废 ， 直接经济损失上 百万元。③ 挂靠设计 。即私下 将业务挂靠有资质 的设 计单位进行设计 ， 这种危害 性也是很大的。像 云南某矿 的尾矿设计 ， 是私下 几 维普资讯 第 4 期 魏作安等 探讨矿库设计领域中存在的问题 4 5 个人承揽 ， 挂靠某个设计单位进行设计 ， 结果尾矿库 刚一使用 ， 就出现 了很多很严重 的问题 ， 使该尾矿库 成 了病库 。 2 ． 2 设 计 技术 人 员 匮乏 由于矿 山企业经济 不景气 ， 很 多矿 山都面临着 破产 ， 结果造成整个与矿 山相关 的行业也随之衰落 ， 因而许多原来从事矿 山设计 的工程技术 人员 ， 老 的 退休 ， 年轻的纷纷改行 ， 像搞井 巷 建 设 的改行搞 土建 ， 搞露 天 采 矿 的改行搞总图规划 ， 搞矿井通 风的改行搞暖通 ， 搞尾矿库 的改行 搞土建或其他水 利工程 。结果造成从事尾矿库设计 的技术人员严重 匮乏 ， 数量上严重不足 ， 素质也有所下降 。像江西这 样一个矿产资源相 当丰富的省份 ， 现有大 中型尾矿 库 3 0 余座 ， 在建和将要建设的尾矿库有 1 0余座 ， 但 从事尾矿库设计 的技 术人员不足 1 0人 。福建等其 他华东地区的省份 ， 从事尾矿库 设计 的技术人员更 少 。 2 ． 3 缺乏创新意识 现在对很多尾矿库的设计 、 改造 ， 还是按照原来 的老一套 ， 缺乏技术上的创新。有的尾矿库设计 ， 先 是选址 ， 然后计算库容 ， 再就是设计初期 坝、 排洪 系 统等 ， 按部就班 ； 采用 的堆坝方式 、 排洪系统等都是 老一套 ， 结果尾矿库一投入 使用 ， 就 出现很多 问题 ， 使尾矿库成 了一个 “ 病 ” 库 。例如 ， 云南某矿 山的尾 矿库 ， 因为库址选择不当 ， 库长太短 ， 同时 ， 尾矿颗粒 太细 ， 设计时却没有考虑这些因素 ， 结果实际堆坝速 度达不到设计要求 ， 造成干滩 面坡 度和长度都达不 到规范要求 ， 形成 了一病库。事前不进行深入研究 分析 ， 该进行试验 的不做试验 ， 因循守 旧， 凭经验 ， 缺 乏创新 。 3 分析产生问题的原 因 在尾矿库设计领域 中为什么会产生如此多 的问 题 ， 而且有关尾矿库的灾害事故仍频繁发生 ， 归结其 原因 ， 主要有 ①政 府部 门管理 、 监督 、 检查 力度不 够。随着政府部门的机构改革 ， 对尾矿库 的管理 曾 出现过真空期 ， 现在虽然 归 口经贸委下 的有关部 门 管理 ， 但缺少相应 的管理技术人员 ， 存在力不从心的 感觉 ； 同时 ， 许多矿 山均处在边远 山区 ， 交通不便 ， 所 以尽管国家有关部 门一 而现 ， 再 而三地加强工程设 计 、 施工等市场 的规 范力度 ， 对矿 山而言 ， 还是鞭长 莫及 ， 矿 山依就是我行我素 ， 不想设计 就不设计 ， 想 自己设计就 自己设计等。②矿 山企业存在认识上的 误 区和麻痹思想。本来就认为尾矿是被排弃的无用 废料 ， 所 以认 为没有必要 花太多的钱用在这上面 ， 随 便实施就 了事 ， 根本不要设计 ； 有 的是为 了应付环保 检查 ， 做给环境部 门看的 ； 有的认为 自己矿 山管理尾 矿库几十年了， 都没有出过事 ， 对一些所谓 的小改设 计就没有必要委托设计部门来做 ， 存在麻痹思想 ， 自 行设计 。③省事省钱 。有些尾矿库 在设计之前 ， 应 该进行一系列 的试 验研究 ， 根据矿 山尾砂 的具体情 况 ， 研究应该采用什么堆 坝方式 比较合适 ， 等等 ； 但 为了省事省钱 ， 该做的也不做 ， 未能给设计部门提供 充足详实的资料 ， 可 能导致错误 的设计 。④设计 部 门的原因。由于受经济利益 的驱使 或其它原 因， 以 及矿 山企业 的特殊性 ， 对许多设计人员来说 ， 同样投 资规模的工程设计项 目， 矿山项 目的设计 收费就 比 一 般其它类工业项 目要低 ， 更不能 与民用 市政 等工 程相 比， 而且矿 山项 目的复杂程度又 比其它项 目高 ， 付出的劳动比其它类项 目要 多。同时 ， 矿 山项 目都 在边远山区 ， 设计条件 比较艰苦 ； 另外 ， 还有设 计人 员本身的素质 问题 ， 对 业务 不精 不勤 ， 像 尾矿库 选 址 ， 应该进行实地考察 ， 做多个方案进行技术经济 比 较 ， 却没有这样做 ， 结果造成事后 出现库址选择不合 适等事故 。又 因为设计终身负 责制 ， 使得设计 人员 对新工艺 、 新方法等不敢 探索 ， 不敢采用 ， 使设计 缺 乏创新性。 4 解决问题 的设想和建议 基于上述存 在 的问题 和对产生 问题 原 因的分 析 ， 对这些问题 的解决 ， 笔者认为应从 以下几方面着 手 ①加强政府部 门的监督力度 ， 设置专 门的专业化 职能管理部 门， 实行从 尾矿库工程 的立项 审批到设 计 、 施工及生产运 营 ， 一条龙 的跟踪监督管理 ， 使管 理监督形成制度化 、 职 能化 、 专业 化 ， 发 现问题及时 责令纠正整 改。同时 ， 加 大打击 私 自设 计 、 挂靠 设 计、 无证设计 、 越级设计 以及压 价设计等违法事件 ， 使设计市场正规化 、 有序化 。另外 ， 根据尾矿库设计 的复杂性 、 重要 性等情 况 ， 对 设计 收费标 准进行 调 整 ， 提高设计收费。②加 强矿 山管理 人员的思想教 育 ， 并根据 国际国内所发生的尾矿库灾害事故 ， 经常 性地对管理 人员进行 与尾 矿库工程 有关 的知 识培 训 ， 加深对尾矿 库工 程重要 性 的认 识 ， 消除麻痹 思 想。③加强设计部门的管理。对设计人员除 了要求 有高深的专业知识外 ， 还要 求熟悉 国家有 关管理法 规。鼓励设计人员大胆采用新 工艺 、 新 方法进行创 新设计 ， 同时 ， 改善设计人员的相关的待遇等物质条 件 ， 使他们安心设计 ， 乐意设计 。 下转第 4 8页 维普资讯 有 色 金属 矿山 部分 第5 4 卷 3 0万元 ， 建设 目的是稳定二庙沟外排废水 的达标 排 放 ， 充分 回收有价金 目前 已回收 8 7 0 g 。建肚 子坑 拦砂坝 ， 另外在迳美溪下游与汀 江交汇处建筑三 清 亭大坝 ， 坝高 5 8 m， 投 资 5 4 0万元 ， 是 四期技 改配套 环保工程 ， 作为废渣堆积 ， 废水处理 ， 工业 回水之用 。 2 根据地形特点 ， 建筑防洪沟 渠 。把从 山坡 上下来 的洪水拦腰截人 防范沟 渠 引到下游最后进 入汀江， 千方百计不使洪水进 入堆场 。由于措施得 力 ， 施工到位 ， 几年来未发生堆场坍塌造成泥石流恶 性事故 的发生。 4 植树 搞好矿 区水土保持 工作 紫金 山金矿 总面积 4 ． 3 7 k m 2 ， 矿 区开采 和工业 场地 占地所造成 的水 土流失 面积 0 ． 8 k m 2 ， 占矿 区总 面积的 1 8 ． 3 ％， 属强度 流失 区。其特点是 以露天采 场 、 堆场为中心 向周 围延伸 。每年 5月 、 6月 、 7月为 雨季 ， 常有灾难性暴雨袭击 ， 8月 、 9月又是 台风暴雨 季节 ， 由于矿 区是 山坡 地 ， 土岩结构松散 ， 狂风暴雨 一 来渗透速度极快而造成坍塌的地方 比比皆是。为 了搞好水土保持工作 ， 重 点在矿 区设置 了截水 导流 沟 ， 和其他 防洪设施 ； 在堆场 、 运矿公路两旁、 生活 区 采取植草皮 、 种树 ， 大大改善 了矿区生 活环境 。2 0 0 0 年 5月委托南 昌有色院制定 了四期技改水土保持方 案 ， 该方案是治理水土流失 ， 做好水土保持工作 的重 要文件 。 经过几年生产实践使我们认识到环保工作是矿 山生存和 发展 的生命 线 。为 了把这 项 工作做 深做 细 ， 真正达到“ 三同时” ， 我们成立 了环保委员会 ， 下 设环保水保科 ， 相 应的车间成立 了工段。矿山 自行 设立 3个监测站 ， 根据 监测布点 网络定期 、 定量 、 定 点进行 监 测 。仅 2 0 0 1年上 半 年 就检 测 水 样 7 5 8 9 个 。回收废水 5 9 ． 6万 t ， 回收率达 9 4 ． 2 9 ％。1 9 9 7年 我矿主动要求上杭县环保局在矿 山设立 “ 紫金山环 保监理站” ， 对我矿 的环保工作 由政府进行第一线监 理 ， 取得 了显著效果。 总而言之 ， 紫金山金矿在大规模开发的情况下 ， 始终坚持开发与治理并举 ， 已投入 3 0 0 0余万元进行 环保设施建设 ， 建成 了包括尾矿坝 、 拦碴坝和排洪防 洪在 内的一系列环保设施。矿 山主要生产工艺采用 堆浸选矿 ， 完全实行闭路循环 ， 废水不外排 。对炭浆 生产的尾矿进行 回水利用 ， 基本实现零排 放。紫金 山金矿大规模使用氰化物 ， 由于防范措施得 当， 几年 来没有对下游水体造成污染 。 1 9 9 9年 由龙 岩市环保监测站完成 的 紫金 山金 矿环保工程峻工验收监测报告 荣 获福建省环保 唯 一 的一等奖 。目前我们正与 中国环保科学研究院合 作进行 紫金 山矿区可持续开发与环境规划研究 项 目， 这将是高层次 、 高水平 的研究。我们对把紫金山 金矿建设成为全 国环保模范矿山充满信心。 口 上接第 4 5页 ④政府应加大科研 的投入 。由于矿 山企业 的特殊性 ， 目前 ， 许多矿山企业都面临着经济 不景气 的局面 ， 所 以对存在 的一些技术难题 ， 企业 自 身很难有钱投入来研究 。因此 ， 希望政府 部门能在 这方面加大投入或提供一些优惠政策， 以解决企业 之困。⑤加大后续技术人员 的培养。由于尾矿库设 计的特殊性 ， 以及 目前矿山企业的状况等综合因素 ， 使得许多高 等院校 取消对 这方 面人 才 的培 养。所 以， 应加大这方面人才的培养 ， 可 以在几个有实力 的 院校 中专门设置一两个班 ， 以满 足社会对这方 面的 人才需求 。 5 结 语 尾矿库工程质量的关键在于设计质量 ， 所 以， 对 尾矿库设计应非常慎重 ， 政府部 门应加 强行业监督 管理 ， 矿山企业认 真选择设计单位 ， 设计单位精心设 计 ， 层层把关 ， 确保尾矿库工程万无一失。 参 考 文 献 1 彭 承英 ． 尾矿 库事故及 预防措施 [ J ] ． 有色矿 山 ， 1 9 9 6 ， 5 3 8 4 0 2 徐宏达 ． 我国尾矿库病 害事故统计分析 [ J ] ． 工业 建筑 ， 2 0 0 1 ， 1 6 97 l 3 祝 玉学 ．关 于 尾 矿 库 工程 中几 个 问题 的讨 论 [ J ] ．金 属矿 山， 1 9 9 8 ， 1 71 0 4 沈楼燕 ， 魏作安 ． 矿 山尾矿 库闭库设计 的分析探讨 [ j ] ． 有色金 属 矿山部分 ， 2 0 0 2 ， 1 4 24 3 5 中国有色金属尾矿 库概论 编委会 ．中国有色 金属尾 矿库 概论 [ R ] ． 北京 中 国有色金 属工业总公 司 ， 1 9 9 2 口 一 维普资讯