芻議我國尾礦庫環境風險防控現狀及其措施

代博

中科綠色發展（北京）信息技術有限公司 北京 100000

尾礦是一種對環境造成嚴重破壞的工業固體廢棄物。尾礦大多儲存在尾礦庫中，而尾礦庫種類繁多，分布在山地和水源的上游。尾礦庫是高危險的生產場地，如果不采取相應的治理對策，尾礦中的有毒化學成分及選礦用化學成分可能對周邊土壤、地表水、地下水產生嚴重影響。一旦出現尾礦庫潰壩等安全事故，極易引起環境事故，二次污染生態環境，給人民的生命安全帶來極大的危害[1]。文章從總體上厘清了目前尾礦庫的環境危害特點和治理狀況，指出了目前尾礦庫的環保問題，并就如何強化尾礦庫的環境風險進行控制，并就如何強化尾礦庫的環境風險控制問題進行了探討。

1 我國尾礦庫特點

2019年，生態環境部進行了全國尾礦倉庫環境基礎信息調查。結果顯示，全國約有1萬座尾礦倉庫，分布在28個?。▍^、市）和新疆生產建設兵團中，其中約90%屬于四、五等小型尾礦倉庫。礦種中鐵礦的尾礦最多占一半以上。尾礦庫的主要形式有河谷型、山型、平地型、截河型。目前國內大部分的大、中型尾礦庫均為峽谷型尾礦庫[2]。其特征是：前期壩體布置在河谷狹窄的谷口段，壩體工作量少，后期易于調度和維修，在高水位條件下可得到更大的容量；而隨著堆積高度的增加，干灘的長度和清澈的距離可以達到設計的需要；在表1中列出了的尾礦庫等別標準和尾礦庫的防洪控制指標，其中，當全部庫容和壩高所決定的尾礦庫的等差為一等時，以高者為準；當等差大于一等時，按高者降低一等。

表1 尾礦庫等別

2 尾礦庫常見安全事故隱患

2.1 尾礦庫中有開采、開挖、爆破等作業，未經核準的工程方案

在庫區隨意開采、非法開采、爆破，會導致周邊山體滑坡、崩塌、滑坡體流入庫區，導致庫區水位升高，也有可能會對壩體產生沖擊，導致尾礦庫垮塌；亦或是山體滑坡，導致山體承受能力下降，導致尾礦庫決堤。如果沒有按照設計方案進行開采、開挖、爆破，不但會造成壩體的破壞，而且還會造成壩體的溶脹。

2.2 壩體發生貫通式水平開裂，管涌和流土變形范圍大，有深層次的滑坡征兆

橫裂紋是一種基本與壩體軸線相平行的方向（地震災害的一種常見的）。所謂管涌，就是由于尾砂粉在大顆粒所構成的孔洞內流過并最終損失，從而形成管道。流土體的變形是指在滲流條件下，在上部的滲透性超過尾砂的有效重時，尾砂呈懸空狀態，局部地隆起、浮動或尾砂群的運動，從而導致尾砂的損失。壩體深滑是指壩體在壩體中產生的強烈的位移，從而導致壩體整體的移動、坍塌和失穩[3]。

2.3 壩外坡坡比陡于設計坡比

壩外坡坡比是指在壩體內的垂直高程與橫向寬之比。通過對壩外坡坡比進行分析，得出壩外坡坡比比值，并通過設計來確定。當壩外坡坡比陡于設計坡比時，壩體的滲透性能和抗滑穩定性將下降，從而發生滲漏失穩。

2.4 壩體超出了設計高度，或由于尾砂的蓄積超出了設計的容量

當壩身超出設計壩體高度或超出設計容量時，很容易引起壩體不穩定，發生決堤。如果是一種擴大的工程，其建設單位在進行工程的可行性分析時，必須根據有關法規進行安全預評估。

3 尾礦庫環境污染的主要形式

3.1 水環境污染

礦渣生產過程中產生的污水，對周圍的生態環境產生了嚴重的影響。在尾礦沉淀的同時，尾礦中有毒有害物質與尾礦中的一些物質進行了物理和化學作用，從而產生了新的污染。如果尾礦中有放射性物質，排放后會產生輻射，對周邊的環境，其中也會產生輻射，并可能會通過作物的積累，使人體的健康受到威脅。

3.2 大氣環境污染

在尾礦庫施工期間，由于開挖了大片的場地，導致了大量的廢棄土壤。如在強風的情況下，棄土會產生粉塵，對大氣環境產生嚴重的影響。由于長年累月的風蝕和風吹雨淋，使其表層出現了風化現象，如果達到合適的速度，就會引起礦渣的大量堆積，從而對周圍的空氣產生影響。

3.3 尾礦風化污染

由于尾礦中存在一定數量的硫化物，在暴露或沉淀后，會導致尾礦縫內含氧增加，從而導致硫化物與氧氣、菌類發生化學反應，從而形成酸性水體。當產生酸性水時，不但使一些物質的溶出速度加快，還會使尾礦的風化作用、內化學反應作用加劇，同時還會導致放射性和其他污染物的遷移，從而對礦區水體產生污染。在此基礎上，根據尾礦庫的基本類型、規模、地理位置、庫面面積、礦物成分、周邊地形地貌、氣象條件、下游居民點密度、土地類型等因素，建立了相應的評價指標體系[5]。

4 我國尾礦庫環境風險特征及管控現狀

4.1 我國尾礦庫環境風險現狀

21世紀以來，由于各種礦山開采工業的迅猛發展，尾礦排放量也隨之增加。根據估算，在2010年度，中國的金屬礦渣儲量已經達到60億多噸，而且，每年以30億噸左右的速度增加著。截至2019年，全國各大中型城市固體廢棄物污染控制年度報告書公布的城市，每年都有8億8000萬噸的尾礦發生，約占27.4%。據原國家安全生產監督管理總局的數據，2008年末共有12655個尾礦庫。自2007年度以來，原國家環?？偩致摵檄h保部等單位對該地區進行了一系列的清理和治理，使尾礦庫數量有所下降[6]。截止到2015年底，全國尾礦倉庫總數減少到8869個，其中危險性的“頭頂倉庫”仍有1425個。

4.2 尾礦庫環境風險特征

尾礦庫是礦山開采、選冶過程中不可或缺的一項重要的生產設施，但其儲存的尾礦也是一項重要的環境污染物。在工程建設過程中，由于其與水源地、重要公路或軌道交通較密集的地區，其地理位置極為重要。尾礦庫的垮塌不僅會造成嚴重的生態災難，還會造成巨大的生命和經濟的損害。

尾礦庫主要安全問題包括大壩潰壩、管道破裂、回水系統失效、初期壩或尾礦庫底滲水等事故，以及暴雨、洪水、地震等自然或其他人類活動等都會引起這些問題。對2006年到2012年期間，原國家環境保護對處置的52個尾礦庫事故進行了分析，其中由于人工原因造成的事故37起，其中由于管道破裂、回水系統失靈、壩體管涌等引起的二次環境污染事故有28起，占比為76%[7]。

尾礦庫的突發環境事件多是由非人為原因引起的，但其根本原因在于其本身建設和管理存在的問題。尾礦中存在著大量的重金屬及其他危險的雜質，一些尾礦庫沒有建設或者長時間沒有進行污水處理，這些污水沒有經過治理就會滲入到周圍的土壤和水體中，從而對水體產生一定的污染。2014年國家土壤污染調查公報在70個礦區進行監測，共計1672個地點中33.4%超過了標準值。主要污染物是鎘、鉛、砷等重金屬。2006-2015年度，全國共有57個尾礦庫突發環境事故，其中85%以上的事故導致了水環境的嚴重惡化，嚴重威脅到了飲水的質量和質量，嚴重危害了地表水和地下水。近兩年我國尾礦庫重大突發事件，2015年甘肅隴南龍興銻選礦廠尾礦庫泄漏事故，2017年陜西漢中鋅礦非法排放，2020年伊春鹿鳴礦業尾礦庫泄漏事故，均對周圍水體產生一定的重金屬污染，嚴重危害了下游地區的飲用水，嚴重危害了下游群眾的飲用水，對社會影響很大[8]。

4.3 風險管理分析

尾礦庫的建設、運行、封閉活動錯綜復雜，涉及自然資源、緊急管理、生態環境等多個管理部門。從2005至今，國家安監總局、環保部等多個部委先后出臺了針對尾礦庫的隱患整治計劃，對其進行了嚴格的環保監管。《尾礦設施設計規范》于2013年由住房和城鄉建設部門編制頒布，《尾礦庫安全監督管理規定》于2019年由國家應急管理部組織修訂，《防范化解尾礦庫安全風險工作方案》由國家應急部牽頭起草。

5 控制污染對策及建議

5.1 加強源頭管理，落實礦山企業環境風險防控主體責任

為了從根本上降低尾礦污染的源頭，必須強化技術革新，采取潔凈的生產技術。同時，應加大對該設備的選型和選型工藝的應用，以保證其正常生產。所以，在進行前期的技術調查時，要保證其科學和安全。在建設尾礦庫的過程中，要聘請具備資質的設計、施工和監理單位進行設計、施工、監理，并按照“三同時”制度進行設計審查、審批和竣工檢查，保證施工的質量，杜絕施工過程中的潛在風險[9]。

貫徹新固體法的相關要求，鼓勵尾礦的綜合利用，減少尾礦的產生。礦山企業應當建立尾礦產生、收集、儲存、運輸、利用、處理全過程中的污染環境防止責任制度，設立環境管理機構，負責企業的環境管理工作，配置專業技術人員，負責個人執行；開始制作尾礦管理臺帳，如實記錄生產運營中尾礦的各項信息，妥善保存相關臺帳信息。根據要求完善尾礦倉庫的防污染設施，公開尾礦污染信息，自主接受社會監督。

5.2 加強尾礦庫安全監督管理及監控能力

在尾礦庫的日常監管中，必須按照《尾礦庫安全規程》（GB39496-2020）和《尾礦庫安全監督管理規定》的有關規定和要求，對尾礦庫進行日常監管，可輔以衛星遙感技術、無人機技術、地面傳感網絡和現場勘查技術，對尾礦庫進行了遙感分析；建設廢水處理設施、滲濾液收集設施、地下水監視井等。對尾礦庫的污染狀況及環境質量進行了定期監測，從而達到了對尾礦庫進行危險評價和早期預測，保證了環境的安全[8]。定期進行污染隱患性調查，通過經常進行污染隱患性調查，確定調查和防止的重點部位，明確尾礦倉庫下游的環境敏感保護目標，全面分析二次災害和衍生災害，制定切斷污染源、消除污染、減輕污染的應急處置措施。針對檢測到的污染隱含問題，制定可執行的改善方案，建立相關業務存檔[10]。

5.3 制定應急預案，落實應急保障措施并加強應急培訓演練

企業應該自主開展環境風險評估，制定尾礦庫環境緊急對策方案并提交。同時要實行各種緊急保障措施，特別要把握本企業的緊急物資和裝備種類、數量、保管位置和使用方法，同時把握周邊地區緊急物資和裝備企業的聯系方式、儲備等相關情況。通過緊急訓練，讓所有企業員工掌握尾礦污染物的危害和防護措施，根據緊急計劃組織實施常規訓練，并根據國家要求和本企業緊急資源變化情況及時進行計劃更新和改善。

5.4 分類管理、精準防控

政府部門采用定性和定量相結合的方式對尾礦倉庫進行分級，首先根據尾礦所屬礦種的類型和周邊環境的敏感度進行定性分類，此外，根據尾礦倉庫的生產狀態，對尾礦倉庫的啟動時期、環境風險的防止和控制水平、防止污染設施等重要指標進行定量分析，最終確定尾礦庫的環境限制的優先順序，之后進行差別化的環境限制。為了繼續進行尾礦倉庫的等級分類工作，建議積極推進全國尾礦倉庫環境管理數據庫的建設。將尾礦庫納入全國土壤污染情況調查、全國污染源調查等工作，持續動態更新，補充更新等級分類所需的各種信息，保障等級分類體系的持續改善。

5.5 進行生態修復并開展尾礦綜合利用探索，實現固體廢物的資源化

根據調查評價與動態監控的成果，綜合考慮了尾礦庫的位置、規模、成分、環境安全風險等因素，對各種尾礦庫進行了再選、封存、復墾、回填、造林等合適的處置方法。根據礦山的環境狀況，對礦山的采掘、壓占、土地退化、地質環境損害等進行了分析，并對礦山的環境恢復進行了探討。采用現代精煉工藝對礦石進行二次分離，實現了對礦石中的各種金屬和非金屬的綜合回收。通過對尾礦的特性分析，可以將其輸送至礦井的地下開采區域，以達到降低其對環境的影響，同時也能產生較好的經濟效益。此外，尾砂還可以用作水泥、磚、陶瓷、微晶玻璃等建材。所以，強化尾礦資源的開發，既可降低其對生態的影響，又可增加其經濟價值。

6 結語

在各種金屬及非金屬礦渣中，尾礦是數量最多，綜合利用價值最大的一類。在世界范圍內，特別是在國內，由于礦產資源的短缺，對長期積累的大量尾礦進行開發利用，是實現礦山可持續發展的必要措施，同時也是解決尾礦庫環境風險和有效路徑。文章通過對我國目前存在的尾礦庫環境問題進行了研究，建立了評價指標，并給出了相應的處理方法和方法。