高 峰 鄭學(xué)鑫 宋會彬

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司,北京 100038)

0 前言

尾礦庫作為選礦廠的配套設(shè)施，在礦山建設(shè)中是不可或缺的。但由于尾礦庫建設(shè)對周邊環(huán)境和社區(qū)安全存在一定的影響，礦山所在國或投資方對尾礦庫的建設(shè)都比較重視。尾礦庫的建設(shè)往往要遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，在建設(shè)的各個階段(如規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)行管理、閉庫和復(fù)墾等)，均要遵循一定的基本規(guī)律和管理要求，以及注意一些事項。

有別于國內(nèi)尾礦庫建設(shè)所采用的中國標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，國外尾礦庫建設(shè)往往參照和采用一些礦業(yè)發(fā)達(dá)國家(如澳大利亞、加拿大等)或國際組織所編制的尾礦庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和指南。為了使中國標(biāo)準(zhǔn)更好地與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，推動中國積極參與并引領(lǐng)國際法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，大力推進(jìn)中國標(biāo)準(zhǔn)“走出去”國家戰(zhàn)略，本文以澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)為例，將其與中國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，總結(jié)兩國標(biāo)準(zhǔn)之間的差異。

1 國內(nèi)外尾礦庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)差異

國內(nèi)尾礦庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大多為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，包括設(shè)計規(guī)范[1]、施工規(guī)范[2]、安全規(guī)程等，編制的原則是保障人身健康和生命財產(chǎn)安全、國家安全、生態(tài)環(huán)境安全和滿足社會經(jīng)濟(jì)管理的基本要求，更加注重尾礦庫的本質(zhì)安全，所以在涉及尾礦庫安全設(shè)施(如尾礦壩、排洪設(shè)施、排滲設(shè)施等)的設(shè)計、施工和運(yùn)行管理過程中，均存在需要遵守的強(qiáng)制性要求。

不同于國內(nèi)尾礦庫建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)多為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，國外尾礦設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)大多為指南或?qū)б?。多?shù)指南從尾礦庫事故和尾礦沉積規(guī)律研究入手，總結(jié)歸納尾礦設(shè)施建設(shè)各階段(包括規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)行、閉庫和復(fù)墾等階段)的基本規(guī)律、注意事項和管理要求。這些指南不是規(guī)范，而是為相關(guān)從業(yè)人員提供的操作指導(dǎo)，強(qiáng)制性條文規(guī)定較少。在應(yīng)用過程中，具體到每一個尾礦庫工程項目，工程師仍要發(fā)揮自己的專業(yè)技術(shù)特長和判斷力，根據(jù)實際情況謹(jǐn)慎采用。

為對比澳大利亞和中國兩個國家標(biāo)準(zhǔn)體系的差異，從尾礦庫壽命定義、尾礦庫等別定義、尾礦庫防排洪要求、抗震計算等幾方面進(jìn)行比較。

1.1 尾礦庫壽命定義

在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中，并沒有定義尾礦庫壽命這個概念。國內(nèi)尾礦庫建設(shè)通常劃分為設(shè)計、施工、驗收、運(yùn)行管理、閉庫復(fù)墾和銷號等幾個階段。其中設(shè)計、施工、驗收這三個階段通常定義為建設(shè)期；從尾礦庫投產(chǎn)運(yùn)營到閉庫復(fù)墾的階段為尾礦庫的服務(wù)期。服務(wù)期往往與礦山生產(chǎn)年限相對應(yīng)，通常礦山會修建一座或多座尾礦庫，以滿足從投產(chǎn)到開采完畢的尾礦堆存需求，尾礦庫服務(wù)年限一般為十幾年或幾十年。當(dāng)尾礦庫到達(dá)服務(wù)年限后，需要及時進(jìn)行閉庫復(fù)墾[3]；尾礦庫閉庫復(fù)墾后按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行銷號，不得再作為尾礦庫使用，政府相關(guān)部門不再對其進(jìn)行監(jiān)管。

在國外標(biāo)準(zhǔn)中，尾礦庫的建設(shè)期、服務(wù)期定義與國內(nèi)基本一致，但尾礦庫閉庫復(fù)墾后不進(jìn)行銷號處理，而是提出了“尾礦庫壽命”這個概念，通常這個時間非常長或可能是“永久的”。澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)綜合美國、歐盟等國家的標(biāo)準(zhǔn)將尾礦庫壽命定義為1 000 年。

綜上所述，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)更傾向于尾礦庫閉庫后不在作為尾礦庫監(jiān)管，及時復(fù)墾為耕地、林地或園林用地等其他土地形式繼續(xù)使用，以實現(xiàn)資源節(jié)約和土地循環(huán)利用。而國外標(biāo)準(zhǔn)定義了“尾礦庫壽命”這個概念后，更傾向于尾礦庫閉庫復(fù)墾后，仍作為尾礦庫監(jiān)管，對周邊環(huán)境和社區(qū)仍然要長時間保持安全穩(wěn)定狀態(tài)。

1.2 尾礦庫等別定義

在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中，尾礦庫等別根據(jù)尾礦庫的庫容及壩高兩個因素來確定，共分為五等。當(dāng)庫容和壩高分別確定的尾礦庫等別的等差為一等時，以高者為準(zhǔn)。當(dāng)?shù)炔畲笥谝坏葧r，按高者降一等確定[4]。此外，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對尾礦庫等別的確定還考慮了尾礦庫失事后的影響程度，對于失事會導(dǎo)致下游重要城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、鐵路干線或高速公路等遭受嚴(yán)重災(zāi)害的尾礦庫，經(jīng)充分論證后，其等別可提高一等。

在澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)中，尾礦庫等別通過風(fēng)險評估工具評估尾礦壩失事產(chǎn)生的影響來確定等別。往往尾礦庫的監(jiān)管方、投資方、承建方通過協(xié)商(或根據(jù)尾礦庫對社區(qū)及周邊環(huán)境的影響評價)來共同商討確定尾礦庫的影響及影響權(quán)重。尾礦庫的影響通常包括：周邊環(huán)境影響(包括范圍、程度及持續(xù)時間)、社區(qū)安全影響、經(jīng)濟(jì)損失、社會公眾影響等。咨詢單位通過模擬典型尾礦庫事故(如滲透破壞、潰壩等)，分析尾礦庫失事造成的各種影響的程度，綜合確定尾礦庫的風(fēng)險等別。當(dāng)然在所有影響中，人身安全是最重要的考慮權(quán)重。風(fēng)險等別分為：風(fēng)險程度低(Low)、風(fēng)險程度高(High，從High C～High A逐漸升高)、風(fēng)險程度極端高(Extreme)。

對比中外兩個標(biāo)準(zhǔn)差異可知，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中尾礦庫等別的確定更關(guān)注尾礦庫工程本身的安全性，強(qiáng)調(diào)尾礦庫的本質(zhì)安全。尾礦庫庫容越大，壩高越高，失事后的影響就越大，因此等別就越高。而澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)中尾礦庫等別的確定主要從多角度考慮，采用風(fēng)險管理工具(如事故樹等)，通過分析尾礦庫產(chǎn)生的各種影響的程度(權(quán)重)，綜合確定尾礦庫等別。

1.3 尾礦庫防排洪

在國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中，尾礦庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)等別、庫容、壩高、使用年限及可能對下游造成的危害等因素來確定。尾礦庫等別越高，防洪標(biāo)準(zhǔn)越高。同時從尾礦庫本質(zhì)安全考慮，規(guī)定尾礦庫必須設(shè)置排洪設(shè)施。此外，對排洪設(shè)施的型式也有具體要求：除庫尾排礦的干式尾礦庫外，三等及三等以上的尾礦庫不得采用截洪溝排洪。同時規(guī)定尾礦庫的一次洪水排出時間應(yīng)小于72 h，保證有足夠的調(diào)洪庫容來容納下一次洪水。

對于防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定，澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)與中國標(biāo)準(zhǔn)相似，都是根據(jù)尾礦庫等別來確定的。但對于排洪設(shè)施的設(shè)置，國外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只要尾礦庫留有足夠的調(diào)洪庫容，設(shè)計洪水可以存蓄于庫內(nèi)，不一次排出，通過水平衡計算分析逐漸消耗。在尾礦庫運(yùn)行期間可不設(shè)置排洪設(shè)施，盡量減少尾礦庫外排水對環(huán)境的影響[5]；尾礦庫閉庫復(fù)墾后再設(shè)置溢洪道等排洪設(shè)施，確保在沒有足夠調(diào)洪庫容時和不回水后尾礦庫的運(yùn)行安全。此外，由于增加了復(fù)墾措施，尾礦庫的外排水對環(huán)境的影響將大大減少。

由上述分析可知，中國標(biāo)準(zhǔn)和澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)中防排洪要求的差異，更多的是制定角度和出發(fā)點的不同。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)更為注重尾礦庫的本質(zhì)安全，所以要求設(shè)計洪水及時排出庫外，以保證尾礦庫的運(yùn)行安全，因為一旦發(fā)生安全事故將引起更為嚴(yán)重的環(huán)境影響；而澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)更為注重尾礦庫外排水對周邊環(huán)境的影響，要求盡量通過水平衡管理減少洪水外排量，通過回水、蒸發(fā)等措施逐步消耗洪水。

1.4 抗震計算

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)尾礦壩抗震計算主要參照了國標(biāo)規(guī)范《水工建筑物抗震設(shè)計規(guī)范》 (SL 203—97)，采用一級設(shè)防，即采用基本烈度作為設(shè)防烈度。在2008 年汶川地震后，中國抗震計算也逐步與國際接軌，《水工建筑物抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB 51247—2018)修訂后，抗震改為采用兩級設(shè)防，規(guī)定甲類水工建筑物(需要專門進(jìn)行場地地震安全性評價)除按設(shè)計地震動峰值加速度進(jìn)行抗震設(shè)計外，還應(yīng)考慮“最大可信地震”(MCE，是基于地震和地質(zhì)證據(jù)，某個震源合理預(yù)期可能發(fā)生的最大地震)并進(jìn)行校核。國內(nèi)尾礦標(biāo)準(zhǔn)要求尾礦壩抗震計算參考《水工建筑物抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，所以對于一、二級尾礦壩等高壩大庫，考慮其重要性，設(shè)防烈度也應(yīng)按兩級設(shè)防。

澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)中，抗震計算采用澳大利亞大壩協(xié)會(ANCOLD)2019 年編制的《大壩和附屬結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計指南》(Dams and Appurtenant Structures for Earthquake)?？拐鸩捎脙杉壴O(shè)防，采用基準(zhǔn)地震(OBE)設(shè)計，以安全評估地震(SEE)校核。其中，基準(zhǔn)地震發(fā)生概率為475 年一遇，安全評估地震一般采用最大可信地震。標(biāo)準(zhǔn)要求在基準(zhǔn)地震下壩體受損不嚴(yán)重，不影響運(yùn)行且可修復(fù)；在安全評估地震下尾礦壩不發(fā)生潰壩。

通過對比發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)抗震標(biāo)準(zhǔn)修訂后，中澳兩國的尾礦庫抗震計算要求基本一致，重要建筑物的抗震都要采用設(shè)計、校核兩級設(shè)防。

2 結(jié)論

本文以澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)為例，從尾礦庫壽命定義、尾礦庫等別定義、尾礦庫防排洪、抗震計算等方面對比國內(nèi)和國外的尾礦庫標(biāo)準(zhǔn)。通過對比不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)之間制定的角度和出發(fā)點是不同的。

1)對比尾礦庫壽命，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)更傾向于節(jié)約土地資源和土地循環(huán)利用；而澳洲標(biāo)準(zhǔn)更傾向于尾礦庫要長期存在，從周邊環(huán)境和社區(qū)社考慮，要保持長期安全穩(wěn)定狀態(tài)。

2)對比尾礦庫等別，可以看出國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)更注重尾礦庫本身的安全性，強(qiáng)調(diào)尾礦庫的本質(zhì)安全，對于安全因素考慮的比較多；而澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)是從尾礦庫的周邊環(huán)境影響(包括范圍、程度及持續(xù)時間)、社區(qū)安全影響、經(jīng)濟(jì)損失、社會公眾影響等多方面考慮，采用風(fēng)險評估工具進(jìn)行綜合確定。

3)在防排洪方面，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計洪水及時排出庫外，以保證尾礦庫的運(yùn)行安全；而澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)更為注重尾礦庫外排水對周邊環(huán)境的影響，要求盡量通過水平衡管理減少洪水外排量，通過回水、蒸發(fā)等措施逐步消耗洪水。

4)中澳兩國尾礦庫抗震計算的要求基本一致，重要水工建筑物的抗震都要采用設(shè)計、校核兩級設(shè)防。

雖然中國標(biāo)準(zhǔn)與國外標(biāo)準(zhǔn)之間存在很多不同點，但并無優(yōu)劣之分。差異是由地域、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和安全、環(huán)保等監(jiān)管要求不同而產(chǎn)生的。對比兩國標(biāo)準(zhǔn)差異的目的是為了更好第突破技術(shù)壁壘，因為技術(shù)壁壘阻礙當(dāng)前國際投資和礦業(yè)開發(fā)。