尾矿库:人造“泥石流”灾害源

2008年9月8日7时50分左右,山西省襄汾一座废弃尾矿库突然溃坝,泥浆从50米高的半山腰呼啸而下,泄流容量达26.8万立方米,过泥面积30.2公顷,尾矿库下游500米左右的矿区办公楼、集贸市场、民宅建筑遭到灭顶之灾。

  据报道,这次尾矿库渍坝事故造成265人死亡,35人受伤,1000多人受灾。

  其实,像这样的尾矿库溃坝事故近年来多次发生:

  2006年4月30日,陕西省秦岭深处的镇安县黄金矿,在对尾矿库实施加坝增容过程中,主体坝溃塌,汹涌澎湃的尾矿浆瞬时间将下游的40间房屋吞噬,夺去了17条鲜活的生命。

  2007年11月25日,辽宁省海城市甘泉镇石桥子村尾矿库发生溃坝事故,两个村庄的几十间房屋受毁,近百户村民受灾,16人死亡,38人受伤。

  2008年4月22日,山东省蓬莱市金鑫实业总公司一金矿尾矿库因采空区塌陷引起尾矿库溃坝,造成8名矿工失踪……

  

  什么是尾矿库

  

  矿山开采出的金属或非金属矿石,经选矿厂破碎、精选、提取有用成分后所排放的“废渣”叫尾矿;堆存尾矿的场所就称“尾矿库”。与尾矿库齐名的有:煤矿开采形成的矸石山、冶金煅烧形成的赤泥库、发电燃料形成的灰渣库等。

  尾矿通常呈粉细粒矿沙和水诸物质混杂的泥浆状态,要通过专门的管道排放到厂外的尾矿库。因为数量庞大、流动性很强,且富含多种有害物质及药剂,如若任其随意扩散,不仅会淤塞河道、覆埋农田、损坏森林,还会污染附近的河湖水系。所以,需要修筑库坝进行拦截或圈围。这样做既能避免造成严重的环境污染,还能使选矿厂的工业用水得以循环利用。选矿厂是个工业用水大户,它每处理1吨原矿石需用水4~6吨,有些重力选矿用水量可高达10~20吨。这些水,随尾矿排入尾矿库内,经过澄清和自然净化后,一般回水的重复利用率能达到70%~90%。

  一座矿山的选矿厂只要有尾矿产生,就必须建设尾矿库。尾矿库是选矿产业必不可少的组成部分,是矿山企业最大的环境保护工程项目。尾矿库一般由堆存、排洪、回水等系统组成。

  我国现有的大、中型尾矿库,多数是在山谷谷口处筑坝形成的山谷型尾矿库。在低山丘陵地区的中、小矿山,则选用在山坡脚下依山筑坝围成傍山型尾矿库;在平原或沙漠戈壁地区(如金川、包钢和山东省一些金矿),人们常在平缓地势周边筑坝,围成平地型尾矿库,或截取一段河床,在河床上、下游两端分别筑坝形成截河型尾矿库。

  

  被闲置的“露天宝藏”

  

  不要小看了尾矿库,以为它们只是废物堆存地。其实,尾矿库也是一座宝库,我国的尾矿库,特别是20世纪90年代以前形成的尾矿库,“含金量”很高,可以说是座座人为浓缩出的“露天富矿”。由于当时的选矿条件极其简陋,长期采用粗放型的开发、冶炼方式,除了易分选提取的元素外,大部分贵重和稀有金属都被遗弃在尾矿中。

  目前,我国矿产资源的总回收率不足40%,比国外先进水平低20个百分点;共伴生的矿产资源综合利用率仅有35%左右,一些超大型复杂多金属矿床的尾矿综合利用率只有8.3%;煤系共生、伴生有20余种矿产,绝大多数没有得到合理的利用。

  在我国现有的2700多座矿山尾矿库中,尾矿积存量约60亿吨左右,并且每年还在以3亿多吨的数量增加,其数量之庞大令人咂舌。其中,铁矿尾矿26亿吨、有色金属尾矿21亿吨、金矿尾矿2.7亿吨、化工尾矿0.3亿吨。

  在现存的26亿吨铁矿尾矿中,按《矿产资源储量规模划分标准》来衡量,铁尾矿中蕴藏的铁金属量,相当于8座矿石储量大于1亿吨的大型贫铁矿床。在现存的2.7亿吨金矿尾矿中,蕴藏着黄金储量116.1吨,相当于5座大型金矿床。

  尾矿中另外的主要矿物成分——硅酸盐、铝硅酸盐、碳酸盐矿物,是建筑、陶瓷、玻璃工业的重要原料,整体利用有着重要的经济价值和发展前景;尾矿砂可以用作混凝土的替代材料、新兴混凝土的胶凝材料等。尾矿中的氯化物、氰化物、硫化物、重金属、微量稀有金属等成分的储量也很可观。

  

  尾矿库因何酿成灾害

  

  虽然尾矿库在保护环境、促进资源再利用方面的作用非同小可,但它也是一个具有高势能的人造“泥石流”危险源。尾矿库溃坝所形成的泥石流要比暴雨洪水引发的泥石流冲击力更大,掩埋距离更远,破坏力度更强,给工农业生产及人民生命财产造成的破坏和损失更为严重。数据显示,自2005年以来,每年都有10次左右的尾矿库溃坝事故。

  分析酿成溃坝的原因,不外乎自然和人为两个方面——即所谓的“天灾、人祸”。

  以开始提到的山西襄汾塔儿山铁矿尾矿库“9·8”事故为例。这座始建于20世纪80年代、1992年就已停产闲置的尾矿库,建筑在高出铁矿办公楼、集贸市场、居民生活区、乱石滩、自然村落50多米的半山腰上,距离最近的居民住宅仅百余米。

  专业人士一看便知:该库在选址上就违背了“尽量位于大的居民区、水源地、水产基地及重点保护的名胜古迹、选厂的下游方向”的基本选址原则;也不符合国家《安全管理规程》所要求的距居民点的安全距离。更叫人感到不可思议的是,这是一座多年闲置而被非法利用的险库、危库。所以,国务院事故调查组认定,“9·8”溃坝是“非法矿主违法生产、尾矿库超储、地方政府存在安全监管不落实的一起重大责任事故。”

  纵观因“人祸”所引发的尾矿库溃坝事故,其发生原因不外乎初期缺乏科学论证,建设不规范;后期缺乏应有的科学管理力度两大方面。

  根据国家权威部门调查后发布的资料,我国目前的数千座尾矿库中,有近60%尚未取得安全许可。相当多的尾矿库在设计方面就有缺陷,还有些尾矿库存在管理问题:有的是企业舍不得花钱,安全投入不足,不按规定铺设尾矿坝排渗反滤层等必备设施,在增加选矿能力时,不按要求对尾矿排放进行安全论证;有的是不按设计要求堆积子坝;有的是尾矿坝外坡超过规定要求,使得坝体稳定性降低;大多数企业长期掠夺性开采、粗放式选矿,使得排放出来的矿渣大量入库,不断累积,最终超过库坝所能承受的压力……

  凡此种种,不胜枚举。

  尾矿库与水库有相似之处,确保库坝安全可靠,是避免灾难性溃坝发生的关键。为此,防洪、排水设施的完善和科学管理至关重要。由于防洪抗洪能力不够,很多尾矿库的溃坝事故出现在降水量较大的天气条件下,这是因为尾矿库内既有选矿时加入的工业用水,也有库外渗入和汇入的天然降永。此时,如果坝体本身不够稳定,堆积的尾矿超过承受能力,或坝体受到渗流破坏,以及坝体本身结构出现裂缝等,就容易发生溃坝。

  更可怕的是,尾矿的成分极其复杂,不但含有大量各种各样的金属元素,而且在矿产加工过程中,有毒、有害物质可能残留其中,如果发生溃坝、渗漏等事故,必然会污染周围环境。在国外,人们已经把尾矿库的环境污染和环境保护作为研究重点。因为一次水源或者土地的巨大污染,会造成比一次简单的泥石流滑坡更大的危害。这方面也有不少惨痛的教训。

  2000年1月30日,罗马尼亚一座金矿因大雨和融雪造成溃坝和泥石流,污染物注入帝萨河支流,导致鱼类大量死亡,下游匈牙利境内200万人饮水中毒。2005年4月14日,美国密西西比州一磷矿库溃坝,6万多立方米泥石流下泻到沼泽地,沼泽内的植物全部死亡。

  目前,我国正在大力提倡发展循环经济,积极推进节能经济,强调要加强对资源进行综合利用,保护环境。在这一背景下,及时或定期对尾矿库存储的尾矿进行清理、外运,减少库存量,最大限度地减轻对库坝的压力就变得非常重要。另外,合理开发利用尾矿库存储的资源,变人造“泥石流”灾害源成为人造“资源库”福利源,无疑是确保库坝安全的最可靠的办法。(文章代码:1707)

  

  责任编辑 赵菲

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