近日，巴西尾礦壩潰壩報(bào)告發(fā)布，專家組得出結(jié)論，2019年1月淡水河谷Córrego do Feij?o鐵礦石礦B-I尾礦壩的潰決是由于壩體尾礦液化導(dǎo)致的。

專家組由Peter K. Robertson博士（主席）、Lucas de Melo博士、David J. Williams博士和G. Ward Wilson博士組成。

高質(zhì)量視頻圖像記錄整個(gè)潰壩過(guò)程并揭示了潰壩機(jī)制。視頻清楚地顯示壩體滑坡破壞從壩頂一直延伸至初期壩上方。壩頂垮塌，壩趾上方壩體向外隆起。壩坡在不到10 s內(nèi)崩塌，970萬(wàn)m3（占所存儲(chǔ)尾礦的75%）尾礦在不到5 min內(nèi)流出。壩體材料突然喪失強(qiáng)度，迅速變成重質(zhì)液體，以極高的速度涌至下游。基于上述特征，潰壩顯然是壩體內(nèi)部材料靜態(tài)液化的結(jié)果。突發(fā)的強(qiáng)度喪失表明壩體材料脆性較大。

圖1 潰壩前

圖2 潰壩發(fā)生5.5 s

圖3 潰壩發(fā)生11 s

圖4 潰壩后

此次潰壩比較特殊，潰壩前沒(méi)有明顯破壞跡象。潰壩7天前，無(wú)人機(jī)進(jìn)行了監(jiān)控，高質(zhì)量視頻未顯示破壞跡象。同時(shí)，該尾礦壩采用的大量監(jiān)測(cè)手段，如壩頂監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)壩體變形的測(cè)斜儀、地面雷達(dá)等，都未檢測(cè)到明顯變形或異常。潰壩后的衛(wèi)星圖像分析表明，潰壩前一年壩面出現(xiàn)緩慢并且連續(xù)的小幅向下形變，速率小于36 mm/a，僅在雨季出現(xiàn)加速形變。潰壩前12個(gè)月壩體下部測(cè)得的水平形變?yōu)?0~30 mm。這些緩慢形變與尾礦壩的長(zhǎng)期沉降規(guī)律一致，并不是潰壩的先兆。

因此，專家組針對(duì)壩體材料的組成和潰壩觸發(fā)機(jī)制進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)6個(gè)技術(shù)問(wèn)題是導(dǎo)致潰壩的主要因素：

• 尾礦壩上游坡度過(guò)陡；

• 尾礦庫(kù)水位控制不當(dāng)，庫(kù)水位有時(shí)接近壩頂，導(dǎo)致不穩(wěn)定的尾礦沉積在壩頂；

• 設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致尾礦壩中低強(qiáng)度的細(xì)尾礦承受了坡面上部重量；

• 壩體沒(méi)有設(shè)置大型排水設(shè)施，導(dǎo)致浸潤(rùn)線過(guò)高，尤其是壩趾附近；

• 尾礦中鐵含量高，導(dǎo)致尾礦比重大，顆粒之間形成粘結(jié)。這種粘結(jié)而成的堅(jiān)硬尾礦顆粒在排水不暢時(shí)脆性較大；

• 高強(qiáng)度的區(qū)域性雨季降水導(dǎo)致尾礦粒間吸著力顯著下降，進(jìn)而造成高于庫(kù)水位的非飽和尾礦強(qiáng)度小幅降低。

專家組認(rèn)為，上述歷史原因造成了該尾礦壩主要由松散、飽和、比重大、脆性高的尾礦組成，下游坡面承受較高水平的剪切應(yīng)力，導(dǎo)致壩體處在臨界穩(wěn)定狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，觸發(fā)尾礦強(qiáng)度喪失的應(yīng)變量非常小，尤其是在尾礦本身強(qiáng)度不高的情況下。這些因素可能造成尾礦液化。

2016年7月該尾礦壩停止繼續(xù)堆放后，降雨多年持續(xù)增加。2018年底強(qiáng)降雨使得非飽和尾礦吸著力減小從而強(qiáng)度降低，加上壩體尾礦料蠕變，導(dǎo)致尾礦突然喪失強(qiáng)度，臨界穩(wěn)定的壩體最終潰決。

注：該尾礦壩位于礦山附近的一個(gè)山谷中，堆填從1976年開始到2013年結(jié)束，尾礦壩壩頂高度86m，壩頂長(zhǎng)度720m。在2019年1月發(fā)生的尾礦壩潰決事故中，據(jù)信有272人死亡，其中256人為官方確認(rèn)，另外14人失蹤沒(méi)有找到遺體。