張 巖,趙永志
(中冶北方工程技術(shù)有限公司,遼寧 大連 116600)
我國是一個礦產(chǎn)礦業(yè)大國,各類金屬和非金屬礦山約110 000座,其中金屬礦山約12 000座,礦山采礦后經(jīng)由選礦廠提出高品位精礦后剩余低品位尾礦,尾礦多為松散砂或土質(zhì),為資源儲備和保護環(huán)境,需建設尾礦集中處理設施即尾礦庫。國內(nèi)在建和建設完成尾礦庫超12 650座,正在運行尾礦庫約6 000余座[1],堆存約160億t各類尾礦,直接占用土地累計3.7萬平方公里。國內(nèi)尾礦庫基數(shù)大,除正在運行尾礦庫外,部分尾礦庫雖然停用了,但是并未完成閉庫工作。根據(jù)2015年國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局修訂發(fā)布的《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》(國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令〔2011〕第38號)、2020年2月應急管理部等八部委聯(lián)合發(fā)布的《關于印發(fā)防范化解尾礦庫安全風險工作方案的通知》等國家有關規(guī)定,停用超過3年時間的尾礦庫、不再進行排尾作業(yè)或運行到最終標高的尾礦庫、無生產(chǎn)經(jīng)營主體的尾礦庫應在1年內(nèi)完成閉庫治理和銷號,規(guī)范施行后,除了正常達到設計標高尾礦庫需要閉庫外,多年來的無主尾礦庫、停用多年尾礦庫均列入尾礦庫閉庫工程行列。近年來為加強水源地保護,部分地區(qū)水源保護區(qū)內(nèi)的礦山工程逐步破產(chǎn)關閉,礦山關閉后尾礦庫停排,導致另一部分尾礦庫需要閉庫。
現(xiàn)行《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》等國家規(guī)定文件,僅對閉庫提出了具體要求,依照《防范化解尾礦庫安全風險工作方案》的要求,各省級政府要組織制定尾礦庫閉庫銷號管理辦法,部分省市在閉庫基礎上對閉庫銷號有了新的解讀,即尾礦庫銷庫,給尾礦庫設計者提出了新的要求。本文主要對現(xiàn)行的黑色金屬尾礦庫銷庫政策進行了解讀并介紹了一個北京地區(qū)某尾礦庫的銷庫方案。
對2020年2月發(fā)布的《防范化解尾礦庫安全風險工作方案》以及2020年10月發(fā)布的《尾礦庫安全規(guī)程》(GB39496-2020)等文件進行解讀,國內(nèi)尾礦庫目前施行“總量控制”、“嚴格控制尾礦庫準入條件”、“嚴格控制尾礦庫加高擴容”等舉措。2021年9月國家礦山安全監(jiān)察局發(fā)布了《關于印發(fā)加強非煤礦山重點地區(qū)安全生產(chǎn)工作方案的通知》,通知中確定了7個非煤礦山安全生產(chǎn)重點省和30個重點縣,明確工作目標,到2022年底,重點地區(qū)非煤地下礦山和尾礦庫數(shù)量比2020年下降20%以上,到2025年底,重點流域區(qū)域尾礦庫數(shù)量下降20%以上。
尾礦庫總量上只減不增同時嚴格控制新建尾礦庫準入條件和嚴格尾礦庫加高庫容的審批,直接增加了新建尾礦庫的難度,新建尾礦庫需要通過置換等方式獲取新建尾礦庫指標。二十大會議上明確指出:牢牢守住十八億畝耕地紅線,隨著國家對于基本農(nóng)田等硬性指標的要求,給新建尾礦庫選址和項目實施增加了難度,加高擴容是一個比較好的選擇,但是對于新開發(fā)露天開采的礦山,尾礦庫是必要設施,尾礦庫從長遠來看將是“一庫難求”。政策的更精準和高標準的要求,審批難度的增加,給尾礦庫設計單位、勘察單位、評價單位、施工單位和生產(chǎn)經(jīng)營單位等都提出了更高的要求,需各行各業(yè)齊心協(xié)力保證尾礦庫安全可靠。
尾礦庫閉庫為目前常規(guī)的尾礦庫處理辦法,尾礦庫停排后,由設計單位進行閉庫設計,對尾礦庫進行安全分析和閉庫治理,保證尾礦庫長期穩(wěn)定。尾礦庫閉庫后應當按照有關規(guī)定注銷安全生產(chǎn)許可證,并不得再作為尾礦庫進行使用。
閉庫設計應對閉庫后的尾礦庫安全性進行分析,并應提出相應的閉庫工程措施,包括尾礦壩閉庫工程措施和排洪系統(tǒng)閉庫工程措施等。閉庫設計中的重點是尾礦壩和排洪系統(tǒng)等設施的復核和加固,然后即可完成生產(chǎn)許可證的注銷。
根據(jù)《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》等國家規(guī)定,尾礦庫閉庫工作及閉庫后的安全管理依舊由原生產(chǎn)經(jīng)營單位負責。對解散或者關閉破產(chǎn)的生產(chǎn)經(jīng)營單位,由生產(chǎn)經(jīng)營單位出資人或其上級主管單位負責;無上級主管單位或者出資人不明確的,由縣級以上人民政府指定管理單位。
各省和直轄市對閉庫、銷號和銷庫的定義重新進行了界定,并不完全一致。部分省份和直轄市對于閉庫、銷號和銷庫的定義和具體要求如下:
2017年8月北京市安全生產(chǎn)委員會發(fā)布了《關于印發(fā)北京市尾礦庫銷庫辦法的通知》,首次提出了尾礦庫銷庫的概念,通知中指出尾礦庫銷庫具體是將尾礦庫內(nèi)尾砂全部清除,拆除初期壩和尾礦設施后,恢復植被或庫區(qū)恢復為生態(tài)林或綠地等其他用地,或通過工程治理后恢復植被,經(jīng)屬地區(qū)政府復核同意,并報市安全監(jiān)管局履行注銷手續(xù),不再納入尾礦庫管理。銷庫后的場地應根據(jù)實際用途按照有關法律法規(guī)的規(guī)定進行使用和管理。2020年2月,北京市安全生產(chǎn)委員會辦公室依據(jù)《防范化解尾礦庫安全風險工作方案》發(fā)布了《關于進一步做好尾礦庫閉庫銷號工作的通知》,通知中明確了尾礦庫閉庫銷號即按照《關于印發(fā)北京市尾礦庫銷庫辦法的通知》進行銷庫,進一步明確銷庫的條件,具體為:①由專業(yè)單位進行設計和評價;②排洪設施實現(xiàn)敞開式布設;③庫內(nèi)水自然外排;④壩體穩(wěn)定可靠。
2020年9月湖北省應急管理廳發(fā)布了《湖北省尾礦庫閉庫銷號管理辦法(試行)》,辦法中指出尾礦庫閉庫是指對不再進行排尾作業(yè)的尾礦庫進行安全整治和土地復墾,確保尾礦庫尾礦壩穩(wěn)定性和防洪能力滿足規(guī)程要求,保持閉庫后尾礦庫的長期安全穩(wěn)定。尾礦庫銷庫是將尾礦庫內(nèi)的尾砂全部綜合利用或移走,拆除初期壩、排洪設施等尾礦設施后恢復原始地貌或者閉庫后將尾礦庫用地復墾為耕地、林地或園地等其他用地,經(jīng)評估已消除安全、環(huán)保風險,不再納入尾礦庫管理。尾礦庫銷號是指完成閉庫或銷庫,并已由屬地縣級人民政府發(fā)布公告的尾礦庫,從現(xiàn)存未閉庫尾礦庫名單中予以消除。
其他省份,例如四川省、云南省、貴州省等均出臺了相應尾礦庫閉庫銷號管理辦法,主要內(nèi)容與以上省份基本一致,本文不再具體羅列。
綜上所述,尾礦庫銷庫主要通過以下兩種方式:①將尾礦庫內(nèi)尾礦全部清除,同時拆除尾礦設施并恢復原始植被;②通過治理措施在尾礦庫閉庫基礎上進行生態(tài)恢復或土地復墾,轉(zhuǎn)換為其他用地。實際操作過程中,尾礦庫一般體量較大,采用銷庫方式一通常很難找到一個跟尾礦庫體量差不多的去處,且在尾砂回采過程中也存在一定的安全風險,尾砂運輸中的揚塵、漏砂等均會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染,適用于小型尾礦庫,一般充填到廢棄采坑,作為土地平整工程的一部分,對于安全穩(wěn)定的中、大型尾礦庫并不適用。
國內(nèi)尾礦庫一般采用濕式尾礦筑壩,控制浸潤線是重中之重,生產(chǎn)過程中一般通過控制干灘長度、最小安全超高、輔助增加排滲設施加以控制,尾礦庫閉庫后,沒有生產(chǎn)來水和生產(chǎn)回水的需要,閉庫后庫內(nèi)常常沒有水,停排后壩體內(nèi)浸潤線不斷降低,且隨時間發(fā)展,深部尾礦逐步發(fā)生固化,閉庫后壩體穩(wěn)定性是逐步提高的;降雨通過排洪設施即時排泄,閉庫后安全度汛是沒問題的,閉庫后庫內(nèi)是不存水的,因此部分省直轄市保留了銷庫方式二,銷庫過程中在尾礦庫灘面上進行的土地復墾恢復植被,可減少降雨入滲,對壩體穩(wěn)定是有利的。
尾礦庫管理方面,在銷庫前閉庫治理期間應按照《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》和《尾礦庫安全規(guī)程》(GB39496-2020)安排具體的尾礦庫管理工作。完成銷庫手續(xù)后由庫區(qū)土地使用單位承擔相關設施安全管理職責,按照有關法律法規(guī)的規(guī)定進行使用管理。轉(zhuǎn)換用地后并不是不需要管理,需要告知土地使用單位可能存在的風險,對主要設施進行定期的維護和管理。
某尾礦庫位于北京市,在二十世紀90年代投入生產(chǎn),初期壩采用透水堆石壩堆筑,壩頂標高228 m,堆積壩采用上游式尾礦筑壩法堆筑,平均坡比1:4,設計最終堆積標高300 m,總庫容為1 701萬m3。北側(cè)山脊凹口處建有漿砌石副壩,壩頂標高均為290 m。該尾礦庫排洪系統(tǒng)采用排水井-排水管-隧洞型式,出口在庫尾北側(cè)山外坡。排水井包括兩座鋼筋混凝土圓框架式排水井,7#排水井276~291 m,8#排水井290~300 m,井筒內(nèi)徑3.0 m,井座內(nèi)徑2.6 m,外徑4.6 m。排水管采用鋼筋混凝土圓管,部分插入隧洞,直徑1.2 m。隧洞采用圓拱直墻式,斷面為1.6 m(底寬)×1.6 m(直墻),隧洞出口接消力池。尾礦庫在尾礦堆高的過程中,為了連通庫尾水域,在庫尾山脊開設2條連通溝,2條連通溝溝底寬度均為3 m,兩側(cè)邊坡坡比均為1:0.75。
2017年該尾礦庫所在礦山依據(jù)水源保護等國家政策開展礦山企業(yè)關停轉(zhuǎn)型工作,尾礦庫于2017年末停排,2019年末完成現(xiàn)狀評價和勘探,截至2019年末尾礦堆積壩主壩頂平均標高289 m,灘頂平均標高286.5 m,副壩前沉積灘灘頂標高285.5 m,尾礦壩壩高77 m,總庫容1 235.0萬m3(有效庫容988萬m3)。排洪系統(tǒng)采用7#排水井排洪,庫內(nèi)已基本不存水。初期壩及北副壩結(jié)構(gòu)完好,尾礦堆積壩外坡平均坡比1:4,主壩在228~238 m標高范圍內(nèi)實施了0.4 m厚的貼坡反濾壓坡。坡面設置人字排水溝,壩肩設置壩肩排水溝,下游坡坡面用山皮土覆蓋,植被長勢較好。經(jīng)評價單位對現(xiàn)狀進行評價,評價結(jié)論:該尾礦庫自2017年停止排尾至今未發(fā)生安全生產(chǎn)事故,尾礦壩、防洪系統(tǒng)運行工況正常,壩體穩(wěn)定性和防洪系統(tǒng)防洪能力符合二等庫的相關規(guī)定,具備正常庫的條件。
該尾礦庫存儲尾礦量約988萬m3,為中型尾礦庫,如果采用尾礦全挖除,工程投資將很大,且工期長,污染重,不符合實際需求情況。根據(jù)《北京市尾礦庫銷庫辦法》的具體要求,銷庫除了全部挖除以外,可通過“工程治理后恢復植被,經(jīng)屬地區(qū)政府復核同意,并報市安全監(jiān)管局履行注銷手續(xù),可不再納入尾礦庫管理”進行銷庫,因此該尾礦庫采用第二種尾礦庫銷庫方案。具體治理方案包括:
1)修復局部損壞的排水溝,初期壩局部掉塊進行修復,堆積壩壩坡清理和修整,副壩下游噴混護面。
2)庫內(nèi)干灘灘面治理設計考慮了修整順坡和修整逆坡兩種方案,考慮尾礦庫為三面筑壩,壩軸線不規(guī)則,修整正坡需布置復雜的坡面排水設施,且坡面修整工程量較大,施工也較為困難,因此治理工程采用盡量維持尾礦灘面的自然沉積坡度,坡向排洪系統(tǒng)修整逆坡,為保證庫內(nèi)水自然外排,在灘面上修建縱橫向排水溝,排水溝出口接導流渠。
3)停產(chǎn)前在用7#排水井進水口標高為276 m,灘面標高為280 m,設計將7#排水井井筒部分進行拆除,只保留強度和穩(wěn)定性較好的井座,井座周邊開挖匯流沉淀池,匯流沉淀池底標高為275.5 m,池底半徑為4.3 m,匯流沉淀池與尾礦交接處邊坡坡比為1:3,與原山體交接處高度不超過2 m,頂部留有2 m寬平臺,同樣拆除8#排水井和7#排水井與8#排水井間排水管。在7#排水井井座入口設鋼筋網(wǎng)封蓋,在頂部四周設欄桿。庫尾山脊將庫尾沉積坑分為南區(qū)和北區(qū)兩個區(qū)域,經(jīng)現(xiàn)場測量,南區(qū)低于北區(qū)2~5 m,為保證南區(qū)的水能夠?qū)氡眳^(qū),設計將北區(qū)尾礦挖到南區(qū)墊高,并在南區(qū)修建導流渠,經(jīng)由連通溝接到北區(qū)的匯流池。
4)尾礦庫閉庫后銷庫前依據(jù)國家有關規(guī)定,應完善監(jiān)測設施,因此在尾礦庫現(xiàn)有監(jiān)測設施基礎上進行了完善,共新建人工位移觀測樁21個,人工水位觀測孔10個;在線監(jiān)測設施新布置GNSS地表位移監(jiān)測13個,浸潤線監(jiān)測10個,庫水位監(jiān)測1個,內(nèi)部位移監(jiān)測3個,干灘長度和坡度監(jiān)測16個,降雨量監(jiān)測1個,視頻監(jiān)測1個。
5)為達到銷庫標準,應對尾礦庫進行生態(tài)恢復治理,恢復植被,因此對裸露的尾礦面均進行了覆土綠化,為防止揚塵,初期覆土厚度考慮0.3 m,分上下兩層,上層盡量覆蓋一層地表腐殖土,下層鋪一層防滲性較好的土質(zhì)。覆土后在覆土面上播撒草籽進行人工綠化,草種選用當?shù)囟嗉旧垢珊挡莘N??紤]充分利用土地資源,后期在灘面上增加覆土0.5 m厚,將土地性質(zhì)轉(zhuǎn)換為耕地。
該尾礦庫通過工程治理基本實現(xiàn)了排洪系統(tǒng)的敞開式布設,尾礦庫灘面通過排水溝導流能夠自然排洪,壩體穩(wěn)定可靠,通過灘面覆土和綠化后,基本符合北京市安全生產(chǎn)委員發(fā)布的《關于進一步做好尾礦庫閉庫銷號工作的通知》中尾礦庫閉庫銷號(銷庫)條件的要求,可按照《北京市尾礦庫銷庫辦法》規(guī)定的程序進行銷庫,銷庫后不再按照尾礦庫實施安全監(jiān)管。
尾礦庫銷庫對尾礦庫閉庫后的狀態(tài)提出了更高的要求,歸還國家土地,并對庫區(qū)進行治理,恢復植被覆蓋,完全符合國家的“綠水青山就是金山銀山”的相關發(fā)展理念,將尾礦庫銷庫理念推廣開來是非常合理和有必要的。通過將清理尾礦庫內(nèi)尾礦并拆除尾礦設施同時恢復原始植被一般適用于小型尾礦庫,不適用于中型和大型尾礦庫;通過治理措施在尾礦庫閉庫基礎上進行生態(tài)恢復或土地復墾,轉(zhuǎn)換為其他用地,適用于國內(nèi)的安全穩(wěn)定的中、大型尾礦庫。尾礦庫的銷庫管理辦法由省級人民政府組織制定,執(zhí)行過程中除了滿足國家規(guī)定外,應滿足相應地方性法規(guī)和規(guī)范性文件的要求。