南丹縣“10.18”尾礦庫(kù)重大垮壩事故
2000年10月18日9時(shí)50分,廣西南丹縣大廠鎮(zhèn)鴻圖選礦廠后期尾砂堆積壩發(fā)生垮壩事故,約14300m3尾礦漿越過(guò)砌石初期壩面潰決,沿下游約20m寬山谷直沖而下約700m,造成28人死亡,56人受傷,位于尾礦庫(kù)下游的70間居民住房不同程度地被沖毀、沖壞,直接經(jīng)濟(jì)損失340萬(wàn)元。
1 尾礦庫(kù)的基本情況
鴻圖選礦廠尾礦庫(kù)位于南丹縣大廠鎮(zhèn)銅坑酸水灣上游600m處,選礦廠規(guī)模200t/d。選礦廠下方為尾礦庫(kù),是山谷型上游式尾礦庫(kù),庫(kù)容約27400m3,建于1998年7月,1999年6月投入使用。按照《尾礦庫(kù)安全管理規(guī)定》(國(guó)家經(jīng)貿(mào)委[2000]第20號(hào)令),該尾礦庫(kù)應(yīng)屬于五等級(jí)別。
鴻圖選礦廠尾礦庫(kù)下游初期壩是不透水砌石壩,壩頂寬4m,地上部分高2.2m,地下部分為4m左右。上游后期壩是用人工集中放礦子壩的沖積法筑壩,后期壩總高9m,壩面水平長(zhǎng)度約25.5m,子壩捻高為0.5—0.8m,并按當(dāng)?shù)亓?xí)慣做法每層圍埝放0.1m茅草,0.4—0.7m尾礦砂。尾礦屬粒徑較細(xì)的砂質(zhì)量重尾亞粘型尾砂,平均粒徑0.7—0.4mm左右。事故前壩高和庫(kù)容已接近最終閉庫(kù)數(shù)值。
事故前連續(xù)幾天降雨,庫(kù)內(nèi)水位上升至壩頂,溢流溝出口處出現(xiàn)流出“黑水”的異常現(xiàn)象,庫(kù)內(nèi)尾砂已出滲漏現(xiàn)象。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察,尾礦庫(kù)垮壩后,尾礦庫(kù)的砌石初期壩基本完好無(wú)損,但后期尾砂堆積壩基本全部潰決,滑波斷裂面距初期壩后壁約40m,后期壩上游整個(gè)尾礦庫(kù)庫(kù)面下降了3.2m。根據(jù)“地形圖”算出垮壩后排出的尾礦砂約11600m3,水約2700m3,共計(jì)14300m3尾礦漿。庫(kù)內(nèi)殘存的尾砂約13100m3,在弧形斷裂面處形成高差約5m高的陡坡,陡坡以下是1/35的緩坡,陡坡以上形成約1/34.3的反坡,坡面殘有25m長(zhǎng)的水面。
2 事故原因分析
2.1 尾礦庫(kù)沒(méi)有設(shè)計(jì)報(bào)告,也沒(méi)有經(jīng)過(guò)“三同時(shí)”審查。
2.2 尾礦庫(kù)選址錯(cuò)誤。在明知下游有居民的情況下,仍將壩址選在居民區(qū)的上游,給事故的發(fā)生埋下了隱患。
2.3 庫(kù)內(nèi)溢流溝蓋板封蓋過(guò)高,沒(méi)有按要求打開(kāi),庫(kù)內(nèi)水排不出去,使庫(kù)內(nèi)水位上升。初期壩面水平標(biāo)高形成一個(gè)抗剪強(qiáng)度極低的滑動(dòng)面。
2.4 尾礦庫(kù)與選礦廠不配套,庫(kù)容太小,服務(wù)年限僅1.5年,違反了《ZBJ1-90選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》第105條“小型選礦廠尾礦庫(kù)服務(wù)年限不宜小于5年”的規(guī)定,致使沒(méi)有足夠的時(shí)間讓尾礦壩體固結(jié),降低了后期壩體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
2.5 沉積干灘長(zhǎng)度僅有4m左右,最小安全超高(壩頂與最高水位的高差)幾乎為零,致使壩內(nèi)尾礦含水飽和,壩面沼澤化,使壩內(nèi)浸潤(rùn)線升高。這樣,尾礦沒(méi)有良好的固結(jié)環(huán)境,難以保證壩體的正常固結(jié),降低了壩坡的穩(wěn)定安全系數(shù),威脅到壩體的安全。
2.6 尾礦壩不牢固,初期壩坡面角太大,后期壩層與層之間為茅草和尾砂鋪墊,容易透水,引起坍塌。
2.7 尾礦庫(kù)缺乏規(guī)范的全面檢查與觀測(cè)管理工作,更沒(méi)有觀測(cè)記錄,也沒(méi)有掌握浸潤(rùn)線高低、干灘長(zhǎng)度、庫(kù)水位等變化情況。事故前發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情,溢流溝滲出“黑水”,庫(kù)內(nèi)尾砂已發(fā)生漏砂,卻未能采取有效措施進(jìn)行補(bǔ)救,使滑坡險(xiǎn)情繼續(xù)發(fā)展。
2.8 護(hù)壩人員都是農(nóng)民,不懂護(hù)壩技術(shù)和基本知識(shí),也未經(jīng)過(guò)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn),無(wú)法對(duì)尾礦庫(kù)的安全性能進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
2.9 尾礦庫(kù)的施工質(zhì)量是其正常運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一,但鴻圖選礦廠在建庫(kù)過(guò)程中不按建設(shè)規(guī)范、規(guī)程辦事,例如初期壩為不透水砌石壩,尾砂無(wú)法固結(jié),又無(wú)排透設(shè)施。施工中沒(méi)有質(zhì)量監(jiān)督,又無(wú)施工記錄和竣工驗(yàn)收,埋下了隱患。
2.10 事故前連日降雨,提高了壩內(nèi)浸潤(rùn)線,降低了壩坡抗滑穩(wěn)定性。尾礦的粒徑較小,抗剪強(qiáng)度低,透水性能差,不易排水固結(jié),對(duì)壩坡穩(wěn)定性影響較大。
2.11 鴻圖尾礦庫(kù)壩坡抗滑穩(wěn)定性計(jì)算。按不透水地基、尾砂堆壩全飽和,參照《中國(guó)有色金屬尾礦庫(kù)概論)和(尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)參考資料》的有關(guān)數(shù)據(jù)資料和計(jì)算辦法,用雙向消散孔隙水壓力系數(shù)計(jì)算出該壩的后期尾礦堆積壩的壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù):Kmin=0.8949。
Kmin小于《ZBJ-90選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范)要求五級(jí)庫(kù)安全系數(shù)K的規(guī)定。對(duì)于正常運(yùn)行庫(kù),K=1.15;對(duì)于洪水運(yùn)行庫(kù),K=1.05;對(duì)于特殊運(yùn)行庫(kù):K=1.0。
因此得出結(jié)論:該庫(kù)的壩坡抗滑穩(wěn)定性是不安全的。
3 結(jié)論
根據(jù)事故技術(shù)原因分析,鴻圖尾礦庫(kù)沒(méi)有按建設(shè)程序建設(shè),尾礦庫(kù)服務(wù)年限、后期尾礦堆積壩的壩坡抗滑穩(wěn)定最小安全系數(shù)、沉積灘長(zhǎng)度和最小安全超高、滲流控制等均違反國(guó)家規(guī)范,是帶病運(yùn)行的“險(xiǎn)庫(kù)”,發(fā)生事故是必然的。