沈樓燕，王漢強

(1. 武漢大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院， 湖北 武漢 430072；

《世界有色金屬》期刊2008年第2期發(fā)表了《美國礦山企業(yè)的尾礦管理》一文[1]。該文作者在對比中、美兩國尾礦庫工程設(shè)計標準后提出：“(美國)尾礦庫的洪水設(shè)計標準高。最低標準為百年一遇洪水，大中型庫均需按最大可能洪水(PMF)或二分之一最大可能洪水進行設(shè)計”。該文還建議“結(jié)合我國國情，修訂尾礦庫安全技術(shù)標準……適當提高洪水標準”。 2009年，國家有關(guān)部委在發(fā)布的《尾礦庫隱患綜合治理方案》中，論述我國尾礦庫事故頻發(fā)和安全生產(chǎn)形勢嚴峻的主要原因時，認同并引用了該文獻的觀點。文中第一條就是：“安全設(shè)計標準低。尾礦庫防洪…等安全設(shè)計標準與發(fā)達國家相比相對偏低”。

尾礦庫設(shè)計洪水標準對尾礦庫工程的安全性與經(jīng)濟性影響極大，在同樣計算方法下，設(shè)計洪水標準越高，相應(yīng)設(shè)計洪水越大，工程投入與社會投入(包括征地、拆遷等)也就越大。我國是世界上擁有尾礦庫數(shù)量最多的國家之一，如果對尾礦庫設(shè)計洪水標準調(diào)整提高，將對我國尾礦庫工程的投入產(chǎn)生巨大的影響。

適逢筆者正在參編我國新的尾礦庫設(shè)計規(guī)范，認為很有必要對這個觀點進行商榷。下文就中國與美、日等發(fā)達國家尾礦庫設(shè)計洪水標準進行比較，來判別中國的尾礦庫設(shè)計洪水標準是否偏低的論斷。

1 美國尾礦庫的設(shè)計洪水標準

1.1 美國礦山安全衛(wèi)生局(MSHA)的標準[3]

MSHA于1976年3月制定的《礦山廢渣堆及尾礦壩設(shè)計準則》指出：“尾礦庫的設(shè)計應(yīng)該采用降雨歷時為6h的可能最大暴雨(PMP) 來計算……；當調(diào)蓄庫容能容納部分或全部設(shè)計暴雨(洪水)時，允許降低設(shè)計標準”。

1.2 美國內(nèi)政部礦山局的標準

美國內(nèi)政部礦山局1977年頒布的《金屬與非金屬礦尾礦處理設(shè)計指南》[4]附錄B指出:“百年一遇洪水……是尾礦庫設(shè)計時要采用的參數(shù)，除非因為尾礦庫的位置、規(guī)模和潛在的危險要求采用更大的設(shè)計洪水”。

2 中國尾礦庫的防洪標準

2.1 有色金屬行業(yè)的防洪標準

有色金屬行業(yè)尾礦庫防洪標準，廣泛采用《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》(ZBJ1-90)[5]的規(guī)定，其防洪標準見表1。

表1 尾礦庫防洪標準

該規(guī)范還規(guī)定：“設(shè)計洪水的降雨歷時，應(yīng)采用24h計算”，“當一日洪水總量小于調(diào)洪庫容時，洪水排出時間不宜超過72h”。

2.2 國家安監(jiān)總局制定的防洪標準

國家安監(jiān)總局制定的《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》(AQ 2006-2005)[6]的防洪標準，與前文《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》相一致。

2.3 國家標準規(guī)定的防洪標準

我國現(xiàn)行國家標準《防洪標準》(GB 50201-94)[7]與《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》基本是一致的，只是將“初期”改為“設(shè)計”，將“中、后期”改為“校核”；其第4.0.6條規(guī)定“當尾礦壩或尾礦庫一旦失事，對下游的城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、交通運輸?shù)仍O(shè)施會造成嚴重危害，或有害物質(zhì)會大量擴散的，應(yīng)按表4.0.5的規(guī)定的防洪標準提高一等或二等”。而其“總則”的1.0.6.1款更是指出：“遭受洪災(zāi)或失事后損失巨大、影響十分嚴重的防護對象，可采用高于本標準規(guī)定的防洪標準”。

我國尾礦庫的防洪標準是上述國標和行業(yè)標準的有機結(jié)合，而且是以強制性國家標準《防洪標準》為最終決定的依據(jù)。

3 中、美、日等多個國家的尾礦庫設(shè)計洪水標準的比較

3.1 從采用的可能最大洪水數(shù)值進行比較

我國工程水文學(xué)專家王國安對其收集到的美國50余座水庫工程的可能最大洪水(PMF) 所點繪的“洪峰流量-流域面積關(guān)系曲線”分析后發(fā)現(xiàn)，美國采用的可能最大洪水的數(shù)值并不大，僅相當于我國中、東部地區(qū)500年一遇洪峰流量的數(shù)值[2]，這是出乎我們意料之外的！

3.2 從尾礦庫設(shè)計暴雨歷時進行比較

如前文所述,美國標準的設(shè)計暴雨歷時是6h[3]，而中國標準設(shè)計暴雨歷時是24h[5]。很顯然暴雨歷時越長，其暴雨量越大，洪峰流量也就越大。表2中所列的是美國Dames & Moore 公司為德興銅礦大礦尾礦庫設(shè)計時，采用中、美兩國不同洪水標準計算得出的設(shè)計暴雨數(shù)值。

表2 德興銅礦大礦尾礦庫采用中、美兩國不同洪水標準計算的洪水參數(shù)

從表2可知：從尾礦庫設(shè)計暴雨歷時的角度來比較，中國標準比美國標準更高。

3.3 從尾礦庫一次洪水總量的排空時間進行比較

美國尾礦庫一次洪水總量(90%)的排空時間為10d[3]，中國尾礦庫一次洪水總量的排空時間為3d[5]。仍以德興銅礦大礦尾礦庫為例，按美國標準，下泄流量為(10.13×106m3×90%)÷(10×86400s)=10.55m3/s；按中國3d排空的要求，下泄流量為16.90×106m3÷(3×86400)=65.20m3/s。后者遠大于前者，說明中國排洪標準更高。

3.4 從防洪標準的數(shù)值進行比較

1989年6月《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》(報批稿) 附有一份《關(guān)于尾礦庫防洪標準問題的專題報告》[8]。專題報告經(jīng)對比后認為中國的標準比美、蘇、日的都高，詳見表 3所示。

表3 中、蘇、美、日四個國家的尾礦庫防洪標準比較表

3.5 綜合分析

從上述的對比分析，我們很難得出美國尾礦庫的防洪標準高于我國尾礦庫防洪標準的結(jié)論，更難以得出“尾礦庫防洪標準低是造成我國尾礦庫事故頻發(fā)和安全生產(chǎn)形勢嚴峻”的主要原因之一的結(jié)論。而且自1963年海河大暴雨和1975年淮河大暴雨后，我國設(shè)計洪水數(shù)據(jù)大幅度增加，據(jù)此可以推斷我國現(xiàn)行尾礦庫設(shè)計洪水標準對應(yīng)的設(shè)計洪水值也是偏大的。同時，造成我國尾礦庫失事的原因很多，但迄今尚無因為設(shè)計洪水標準“偏小”而失事的實例。

需要說明的是：美國明確提出了必要時應(yīng)采用可能最大洪水(PMF)來設(shè)計的規(guī)定，而中國標準則把PMF包含在“采用高于本標準的防洪標準”(詳見《防洪標準》)這句話中。實際上，我國也不乏采用PMF來作尾礦庫設(shè)計或校核洪水的工程實例，例如德興銅礦2號尾礦庫、武山銅礦老尾礦庫等。

4 結(jié) 語

(1)中國尾礦庫設(shè)計洪水標準并不低，相反，對于一般重要性的尾礦庫而言，其設(shè)計洪水標準甚至高于美國等發(fā)達國家。因此，尾礦庫設(shè)計洪水標準高低與否，并非是造成我國尾礦庫事故頻發(fā)和安全生產(chǎn)形勢嚴峻的主要原因。

(2)尾礦庫設(shè)計洪水標準的確定，不僅僅是一個安全技術(shù)同題，而且是同時包含政治、經(jīng)濟和社會因素在內(nèi)的綜合性政策問題。筆者建議修訂規(guī)程規(guī)范，對于一般重要性的尾礦庫，其設(shè)計洪水標準可以適當降低。合理調(diào)整設(shè)計洪水水標準，是建設(shè)經(jīng)濟節(jié)約型、環(huán)境友好型兩型社會的需要。

(3)由于自然界與人類社會的復(fù)雜性，以及人類對自然界認識能力的局限性，無論將設(shè)計標準定得多高，工程失事的風險總是潛在的。為此，我們要加強管理并通過立法，加強尾礦庫預(yù)警和應(yīng)急設(shè)施的投入，以防范尾礦庫失事，或者即使失事也盡量將損失降至最低。

[1] 汪貽水. 美國礦山企業(yè)的尾礦管理[J]. 世界有色金屬，2008(2)：55-58.

[2] 王國安. 中國設(shè)計洪水及標準問題[J]. 水利學(xué)報，1991，(4)：68-77.

[3] 美國礦山安全衛(wèi)生局(MSHA). 礦山廢渣堆及尾礦壩設(shè)計準則[S]. 冶金工業(yè)部南昌有色冶金設(shè)計院總圖衛(wèi)技科(譯)，1979,9.

[4] Design guide for metal and nonmetal tailings diposal ，by Roy L. Soderberg and Richard A. Busch, [Washington]:United States Department of the Interior, Bureau of Mines, 1977.

[5] 中國有色金屬工業(yè)總公司.ZBJ1-90，選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范[S] .北京：中國計劃出版社，1991：14-15.

[6] 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.AQ 2006-2005 尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程[S]. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.3.1.

[7] 中華人民共和國水利部.GB 50201-94，防洪標準[S].北京：中國計劃出版社，1994:3-7.

[8] 尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范編寫組.關(guān)于尾礦庫防洪標準問題的專題報告(《選礦廠尾礦設(shè)施設(shè)計規(guī)范》報批稿附件)[R].1989.