铁矿尾矿坝溢流的可能性

1 引言

尾矿坝的破坏可能由多种因素触发，例如：

(2) 地基破坏(Foundation failure);【拱坝静态和动态的离散元模拟(Arch dam)】

事实上，很多坝体的破坏机理是由上述多个因素联合诱发的，或者由一个因素激发了另一个因素进而产生联动破坏。对于水坝而言，溢流(Overtopping)是大坝破坏的首要因素，例如2020年发生的Sanford大坝破坏【溃坝破坏原因的调查结果---静态液化(Static Liquefaction)】；堰塞湖的形成也可能导致坝体发生溢流【堰塞湖(Landslide Dam)---大型泥石流滑坡(7.21湖北恩施）；地震和滑坡诱发的堰塞湖】。2020年汛期时刻，三峡大坝最担忧的一件事情就是可能发生溢流，因为当时的最高水位距离坝顶仅剩下5m左右。

最近的一项研究对1917年至今报告的16起铁矿尾矿坝的破坏案例进行了全面调查。此外，还进行了铁尾矿的矿物学分析。对过去破坏案例的分析表明，大多数破坏是由于边坡失稳、溢流、液化相关的不稳定、地基土移动和某种形式的结构破坏造成的。研究发现，31.25%的铁矿尾矿坝因边坡失稳而坍塌，18.75%因溢流而坍塌，6.25%因液化相关不稳定性坍塌，6.25%因地基破坏而坍塌，6.25%因侵蚀坍塌，6.25%因结构破坏而坍塌。其余的25%原因不明。

2 尾矿坝溢流的可能性

虽然水坝破坏的首要原因是溢流，但根据大量案例回顾得出，尾矿坝破坏的首要原因不是溢流，Merriespruit尾矿坝【尾矿坝破坏原因解释的不确定性】最后发布的主要破坏原因是溢流(Overtopping)，然而Fourie等人(2001)争论说，溢流可能不是尾矿坝破坏的真正原因，尾矿坝破坏可能是由静态液化引起的，参看：

[1] Fourie, A. B., et al. (2001) Static liquefaction as a possible explanation for the Merriespruit tailings dam failure.

[2] Papageorgiou, G. (2004) Liquefaction assessment and flume modelling of the Merriespruit gold and Bafokeng platinum tailings.

另一个近期发生的尾矿坝溢流案例是：2021年4月16日晚9时, 内蒙古乌拉特前旗西沙德盖钼业有限责任公司尾矿库由于溢流井发生故障，导致了尾矿库溢流，但没有人员伤亡。

该尾矿库工程位于巴彦淖尔市乌拉特前旗沙德格苏木，由初期坝和尾砂堆积坝、尾矿库排水防洪构筑物、尾矿库回水设施等组成。尾矿库于 2016年9月开工建设，2017年7月峻工投入运行，尾矿库年排尾矿量为329.38万t，总库容约965.78万m^3，尾矿的堆存方式为湿排, 服务年限4.0年，尾矿库总坝高为88.0m，尾矿库的淹没面积为383624m^2。

上述由于溢流井发生故障导致的尾矿库溢流属于小概率事件，大部分溢流是由于暴雨引起的，由于本场地位于干旱的北方地区，历史统计年降雨量很小，但蒸发量非常大，目前都要往尾矿库内引水来维持尾矿的含水量；按照最新的水域测量(2023.06.25)结果，大部分的干滩长度均大于500m，远超规范要求，仅在尾矿库南侧有少量水域，因此总体来说尾矿坝发生溢流的可能性较低。

3 参考

(2020) Iron-ore Tailings dams' disasters – A review 

(2022) An insight into failure of iron ore mine tailings dams