尾礦泵站改造的技術(shù)實踐與預(yù)防：尾礦庫是一個高勢能的人造泥石流危險源，潰壩引發(fā)的災(zāi)害危害程度僅次于地震、霍亂、洪水和核爆炸，位列第18位。近年來，我國尾礦庫潰壩事故頻繁發(fā)生，造成了惡劣的社會影響、嚴重的傷亡事故、環(huán)境污染以及重大財產(chǎn)損失。

　　據(jù)安監(jiān)總局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2009年底，全國12655座尾礦庫中危庫、險庫和病庫占16.75%，四、五等小型庫占尾礦庫總數(shù)的95.4%，普遍存在浸潤線過高、調(diào)洪庫容不夠、壩體裂縫嚴重、安全觀測設(shè)施不健全等重大安全隱患，防范突發(fā)事件的能力較低。尾礦庫安全已成為政府、企業(yè)和公眾共同關(guān)注的焦點。

　　滑坡、岸坡坍塌、地震液化、洪水漫壩、壩坡失穩(wěn)、滲流破壞、管理失位被認為是引起尾礦庫潰壩的主要因素。因此，壩體安全分析、評價、監(jiān)測和新型堆存技術(shù)以及高濃度尾礦膏體輸送泵新型設(shè)備的開發(fā)使用一直是本領(lǐng)域的研究熱點：

　　尾礦泵站改造工程方面：一般將尾礦壩視為邊坡，根據(jù)筑壩材料的土工力學參數(shù)，采用邊坡理論對其穩(wěn)定性進行分析，確定坡度、壩高、堆存工藝;在常規(guī)的邊坡穩(wěn)定性分析方法如剛體極限平衡法、模擬試驗法、數(shù)值分析法基礎(chǔ)上進一步發(fā)展了擬靜力法、Newmark滑塊分析法、振動臺模型試驗法以及動力有限元法等新理論;通過這些研究，找出了影響尾礦庫安全的主要因素，提出了通過高濃度尾礦膏體輸送泵控制浸潤線、干攤長度、堆壩坡度、堆積壩密實度、排洪系統(tǒng)、堆存體抗剪強度、壩高、庫水位、回水系統(tǒng)等工程措施可有效改善尾礦壩的安全性。

　　監(jiān)管方面：把事故原因與現(xiàn)代監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)相結(jié)合建立了尾礦庫潰壩災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，在很多大型尾礦庫實現(xiàn)了主要安全指標的在線監(jiān)測和越界預(yù)警。

　　尾礦泵站改造設(shè)計方面：目前普遍按照安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》的要求，采用瑞典圓弧法計算尾礦壩穩(wěn)定的安全系數(shù)，并作為尾礦壩穩(wěn)定性的主要評價依據(jù)。

　　管理方面：安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第6號《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》為各級部門實施安全監(jiān)管提供了法律依據(jù)。

　　基于濕法堆存技術(shù)存在難以解決的潰壩風險，而資源化利用又不能完全代替尾礦堆存，我國尾礦利用率不足10%，因此，尾礦干堆、井下排放、充填和膏體堆存技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外的很多礦山獲得應(yīng)用。實踐證明：

　　高濃度尾礦膏體輸送泵干堆與水力高濃度尾礦膏體輸送泵充填法結(jié)合，安全性得到顯著改善，尾礦庫利用系數(shù)提高，但存在投資大、運行成本高、有地域適應(yīng)性的不足。研究低成本的脫水工藝、高效的輸送方式和解決膏體的二次泥化以及表面干粉揚塵問題是實現(xiàn)干堆技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

　　高濃度尾礦膏體輸送泵充填是采礦過程中的一個工藝環(huán)節(jié)，既能解決采礦工藝問題，又能部分解決尾礦的排放問題，是減少尾礦堆存量的較好方法，但該技術(shù)與采礦工藝有關(guān)，尾礦庫依然是必不可少的設(shè)施。

　　介于很多黏土型尾礦，比如氧化鋁選尾礦難沉降、難堆存的問題，采用水泥-石灰-粉煤灰等為膠結(jié)材，把尾礦漿體變成膏體進行堆存，降低了尾礦的流動性，但因膏體體積疏松，幾乎不泌水，不減少庫容，堆存過程有二次泥化和表面干化揚塵的問題。

　　上述關(guān)于尾礦庫安全分析與評價、監(jiān)測和監(jiān)管措施以及干堆法無疑大大提高了我國尾礦庫的安全性，但沒能從根本上消除具有中國特色的上游筑壩法存在的潰壩隱患。

　　二、尾礦庫潰壩原因和面臨的新問題

我國90%以上的尾礦庫采用上游法筑壩工藝，這種尾礦庫的主要災(zāi)害形式是潰壩引發(fā)的泥石流，事故頻率顯著高于其他形式尾礦庫，其主要原因是壩體穩(wěn)定性差、沉積密度低、浸潤線偏高、滲流難以控制。究其本質(zhì)，則可歸結(jié)為“水是造成潰壩和形成泥石流災(zāi)害的禍源”，在足夠的水力作用下，現(xiàn)行尾礦壩是以尾礦、黏土和砂土為主的筑壩材料的，將發(fā)生三種形式的破壞：

1.從壩岸開始，岸坡飽和含水，顆粒間的支撐骨架潰散，壩體被不斷剝蝕，壩頂寬度減薄并最終形成缺口,水攜帶泥沙從缺口噴涌而出,不斷沖擊、浸蝕壩體，使缺口深度和寬度加大，泥沙混合物流量繼續(xù)加大，演變成泥石流災(zāi)害。

2.從滲流開始，尾礦堆存體長期處于流塑態(tài)，水在壩體堆積體顆粒之間不斷向外滲透，當滲透水滲出壩體后，壓力釋放，使壩內(nèi)外同一平面滲透壓增大，滲透速度加快，帶動尾礦顆粒向水流方向移動，先形成砂漏，再逐步擴大、連通形成管涌，導(dǎo)致壩體坍塌而潰壩。

3.從壩體開始，當洪水漫壩或在雨水連續(xù)作用下，壩坡外緣被不斷沖刷，先形成大小不一的淺表性溝壑，并不斷擴大和匯集，流速加快，泥砂增多，沖刷和切割作用加速壩體消失，當壩坡承載力小于庫內(nèi)泥漿的側(cè)壓力時，壩體崩塌，庫內(nèi)尾礦漿傾瀉而下，在瞬間形成泥石流。

因此，在以往的研究和工程措施中，因水而產(chǎn)生的“滲流、管涌、浸潤、漫壩、液化”是最重要的技術(shù)控制參數(shù)，“浸潤線”被認為是尾礦庫安全的“生命線”，未來要開發(fā)引導(dǎo)選礦往粗顆粒、高濃縮高濃度精選、尾礦泵站改造方向來解決尾礦庫出現(xiàn)的這些問題。