非煤矿山和尾矿库基本知识讲座

非煤矿山和尾矿库基本知识讲座
为什么要讲非煤矿山？
附图片：太钢不锈钢产品
非煤矿山：
严格意义讲，没有非煤矿山这个概念，是人们区别与煤矿的一个说法，发源于煤炭系统，认为非煤矿山是煤炭以外的矿山，这是个错误的说法，国外没有这个概念，以美国为主的矿业大国，对固体采掘的矿产资源统称为矿山（其它为石油、天然气、煤层气、地热及特殊气液相矿）。

国家安监总局对非煤矿山的准确定义是金属非金属矿。

我们国家已探明的金属非金属矿种约200多种，但真正列入规模开采的只有64种。

我省已探明的金属非金属矿种115多种，目前已查明储量的有60余种，投入开采的45种，其中资源储量居全国前10位的有33种，铝土矿、铁矿、铜
矿、石膏等13种矿具有资源优势和开发优势，特别是铝土矿资源已查明的保有储量9.9亿吨，占全国的40%以上，位居全国第一。

全省非煤矿山总数约5200座，安全生产许可证在有效期的1427个，其它的为许可证过期或正在办理许可证延期。

露天矿山约占80%以上，露天矿山是我省金属非金属矿山安全生产的重点。

露天矿山的主要事故：采场边坡滑坡、车辆运输事故、机械事故、爆破事故、中毒窒息事故、锅炉和压力容器爆炸及高处坠落等
附图1：俄罗斯西伯利亚米尔内钻石矿
在米尔内钻石矿场上空俯瞰是一种震撼，巨大的漩涡状洞穴钻进大地，使人顿生恐惧感。

该洞入口直径达1200米，深约525米，相当于161层楼高，比世界最高建筑之一台北
101大楼还要长17米。

如果沿着洞内壁的螺旋式道路前往洞底，再回到地面，一辆重220吨、时速60公里的掘土机要花近2个小时。

螺旋状的地洞之深，已使地球内部磁场与地表上空的空气形成强大气流。

如果质量过轻的小型飞机飞过其上空，都能被这股气流吸进洞穴。

米尔内钻石洞的挖掘要从50多年前说起。

1955年，一位年轻的地理学家来到这里考察，意外地发现了这一地区蕴含丰富的钻石资源。

随后，地理学家的发现成为前苏联的一项国家级绝密项目，政府为此花费了大笔费用。

这里和附近的几个矿场贡献了占全球总量23%的钻石。

附图2：南非金伯利钻石矿
金伯利钻石矿坑被认为是世界上最大的人力挖掘矿坑，从1866年至1914年，50000名矿工使用铁铲等工具进行挖掘，共挖掘出2722公斤钻石。

目前，南非政府正试图将金伯利矿坑申请为一处世界文化遗址。

全球前三位的矿业公司：必和必拓公司（澳大利亚）、力拓公司（澳大利亚）、淡水河谷公司（巴西），三大公司2009年铁矿石的开采量占全球的70%以上。

我国最大的铁矿是在建的太原钢铁公司岚县原家村铁矿年开采能力2500万吨。

太原钢铁公司峨口和尖山铁矿露天开采现状图
尾矿库:
尾矿库的定义：是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以
贮存金属非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所（和水库的区别、核工业系统的尾砂坝的区别）。

附图1：太钢尖山铁矿尾矿库
附图2：灵丘县豪洋公司尾矿库
附图2：云南龙都尾矿库
全省有尾矿库528座，其中领取安全生产许可证的有86座，其它的为许可证过期或正在办理许可证延期（全国的情况：截止2009年底12523座，国外情况）。

尾矿库类型：山谷型、傍山型、平地型和截河型等。

尾矿库的基本系统：尾矿堆存系统、尾矿排洪系统和尾矿回水系统。

为什么建设尾矿库？保护环境、充分利用水资源（通常每处理一吨原矿需4-6吨水，有些重力选矿需10-20吨水，一般回水利用率达70-90%）、保护矿产资源。

尾矿库的主要构成，初期坝和后期的子坝。

初期坝的种类：均质土坝、透水堆石坝、废石坝、砌石坝和混凝土坝尾矿库的筑坝方式有：上游法、中线法、下游法和浓缩堆式筑坝。

尾矿库等别：一等库（二等库具备提高等别条件的，目前我国只有江西铜业公司德兴铜矿4#尾矿库）、二等库（库容V≥10000万立方米、坝高H≥100米）、三等库（库容1000≤V<10000万立方米、坝高60≤H<100米）、四等库（库容100≤V<1000万立方米、坝高30≤H<60米）、五等库（库容V<100万立方米、坝高H<30米）
尾矿库的发展趋势是整合（国外的情况）
我们国家尾矿库的数量超过国外所有尾矿库数量总和，占全球的54%以上，但库容总量不足全球的10%。

尾矿库的危害：
美国克拉克大学公害评定小组的研究表明，尾矿库事故的危害，在世界93种事故、公害的隐患中，名列第18位。

它仅次于核武器爆炸、DDT、神经毒气、核辐射以及其它13种灾害，而比航空失事、火灾等其它60种灾害严重，直接造成百人以上死亡的尾矿库事故已不鲜见。

如1972年2月26日，美国布法罗尼河矿尾矿坝溃坝，造成125人死亡，4000人无家可归;1985年7月中旬，意大利东北部的普瑞皮尔尾矿库溃坝，造成250人死亡。

我国尾矿库历史上曾发生过多起重特大事故，给人民生命财产安全造成了重大损失。

如：1962年9月25日，云锡公司火古都尾矿库溃坝，造成171人死亡、92人受伤，受灾人口13970人;1994年7月13日，湖北大冶有色金属公司龙角山尾矿库溃坝，造成30死亡;2000年10月18日，广西南丹宏图选厂尾矿库垮塌，造成28人死亡、56人受伤；2008年9月8日我省临汾市襄汾县新塔矿业公司980平硐尾矿库溃坝造成277人死亡的特别重大事故。

近年来，尾矿库垮坝造成人员伤亡和有毒污染物下泄的事故屡有发生，给人民群众生命财产安全造成重大损失，对环境安全构成重要威胁。

如：2006年4月30日陕西镇安尾矿库溃坝，造成17人死亡、5人受伤，尤其是对下游的河流造成严重的环境污染。

繁峙县山西宝山矿业公司尾矿库溃坝冲毁峨口铁矿变电站图片：
襄汾“9.8”尾矿库溃坝图片
繁峙县山西宝山矿业公司尾矿库溃坝现场图1
繁峙县山西宝山矿业公司尾矿库溃坝现场图2
尾矿库的不安全因素：
一是筑坝尾矿粒度细。

由于筑坝的尾矿粒度细，细尾矿的力学强度低、透水性差、不易固结，造成坝体稳定性较差;二是上游法筑坝多。

我国目前85%的尾矿库采用上游法筑坝，较下游法和中线法筑坝的坝体稳定性差;三是尾矿库安全设计标准较低。

我国作为发展中国家，尾矿库防洪、抗震及坝体稳定等建设标准与发达国家相比相对偏低;四是小型库多。

我国矿山规模小，四等库及四等库以下的小型尾矿库占90%以上;五是受地震威胁大。

我国是多地震国家，尾矿库防震抗震是重要问题;六是失事后果严重。

我国人口众多，尾矿库难以避开居民区和重要工业、交通设施，一旦失事，损失巨大。

那么怎么搞好尾矿库的安全管理？我认为加强尾矿库
的安全监测对于搞好尾矿库的安全监管，把握尾矿库的安全现状，减少尾矿库的事故发生等具有重要意义。

当前，我国尾矿库安全运行的主要技术参数如坝体形变位移、库水位、浸润线埋深等，均由人工定期用传统仪器到现场进行测量，安全监测工作量大、受天气、人工、现场条件等许多因素的影响，存在一定的系统误差和人工误差。

同时，人工监测还存在不能及时监测尾矿库的各项技术参数，难以及时掌握尾矿库各项安全技术指标等缺点，这些都将影响尾矿库的安全
生产和安全管理水平。

我国安全生产市场急需尾矿库溃坝灾害的实时、连续监测的技术和产品。

尾矿库自动化安全监测系统的实施，便于企业和安全监管部门快速掌握与尾矿库安全密切相关的技术指标的最新
动态，有利于及时掌握尾矿库的运行状况和安全现状，可以提高尾矿库的安全性，保障库区下游企业正常运转及库区人民群众的生命财产安全，避免因尾矿库事故而造成的环境污染，保护生态环境。

水利工程和高边坡工程的监测技术发展较快。

从20世纪50年代开始，在我国大坝、高边坡变形监测领域开始研究和使用人工变形监测系统，其中应用经纬仪、水准仪等监测仪器监测坝体变形的监测方法有视准线法、引张线法、前方交会法、坝面水准测量法以及连通管法等。

20世纪70年代末，以传感器为基础的大坝自动化变形监测系统开始应用于葛洲坝水利枢纽、新丰江水利工程等坝体位移的监测中。

20世纪90年代开始了大坝及高边坡的GPS自动化变形监测系统的研究，GPS技术已经应用于三峡工程、黄河小浪底水利枢纽工程、浙江天荒坪抽水蓄能电站、湖北清江隔河岩水利工程、龙羊峡水库近岸等大坝或高边坡的变形监测。

目前，多传感器数据融合的大坝变形自动监测技术、监测系统的自动化、网络化和信息化技术是大坝和高边坡工程监测领域的研究发展趋势。

目前，我国尾矿库的监测技术还处于起步阶段。

尾矿库的管涌流土、地震液化等坝体内部致灾因素引起坝坡失稳的预警技术基本属于空白，其监测、预警技术的研究成果较少。

特别指出的是，我国尾矿库数量多、分布广，因此尾矿库自动化安全监测系统的设施实施是面向我国尾矿库安全的重
大需求，具有良好的应用前景。