基本规定
根据《尾矿库安全规程》(GB 39496-2020),尾矿库有以下基本规定:尾矿库的建设、回采及闭库项目应进行勘察、安全评价、设计、施工和竣工验收。尾矿库根据尾矿库的自然流动性和库内存水情况分为湿式尾矿库和干式尾矿库。尾矿库根据根据筑坝材料分为一次建坝和尾矿筑坝。尾矿库建设和生产运行过程中,鼓励安全生产科学技术研究和安全生产先进技术的应用,提高尾矿库安全技术水平。
作用
保护生态环境
因选矿厂产生的尾矿数量大、颗粒细且尾矿水中含有多种药剂,如不谨慎处理,将造成选厂周围环境严重污染,危害周边生态资源和人民生命财产安全。如将尾矿妥善贮存在尾矿库内,尾矿水在库内澄清后进行相应的回收循环利用,将有利于保护生态环境。
水资源重复利用
通常情况下,选矿厂每处理一吨原矿需用水4~6吨,特殊情况下,用水甚至达10~20吨。尾矿水经过澄清和自然净化后,大部分是可供选矿生产重复利用,一般回水利用率达70%~90%。
保护矿产资源
部分尾矿因含有大量矿物成份,甚至含有稀有和贵重金属成分。一时无法全部选净的尾矿将暂贮存于尾矿库中,可待将来技术成熟后,再进行回收利用,可以有效提高矿产资源使用效率,保护矿产资源。
特点
必不可少的设施

尾矿库是矿山选矿厂生产必不可少的组成部分。因为尾矿库可以防止尾矿向江、河、湖、海沙漠及草原等处任意排放,起到保护环境的作用。所以只要有尾矿产生,就必须建尾矿库。
投资运行成本高
尾矿设施的投资和运行成本较高,其中基建投资一般约占矿山建设总投资的10%以上,占选矿厂投资的20%左右,有的几乎接近甚至超过选矿厂投资;设施运行成本占选矿厂生产成本的30%以上。
高势能危险源
各种自然的(雨水、地震、鼠洞等)和人为的(管理不善、工农关系不协调等)不利因素时刻或周期性地威胁着尾矿库的安全。加之尾矿库具有高势能,属于危险源,一旦失事,将给生态环境、工农业生产及下游人民生命财产安全造成巨大灾害损失。
构成
尾矿库构成主要包括:堆存系统、排洪系统、回水系统等。
堆存系统
具体由坝上放矿管道、尾矿初期坝、尾矿后期坝、浸润线观测、位移观测以及排渗设施等组成。
排洪系统
具体由截洪沟、溢洪道、排水井、排水管、排水隧洞等构筑物组成。
回水系统
大多利用库内排洪井、管将澄清水引入下游回水泵站,再扬至高位水池;或在库内水面边缘设置活动泵站直接抽取澄清水,扬至高位水池。
类型
1、山谷型尾矿库
山谷型尾矿库是在山谷谷口处筑坝形成的尾矿库,其特点如下:初期坝相对较短,坝体工程量较小,后期尾矿堆坝相对较易管理维护,当堆坝较高时,可获得较大的库容;库区纵深较长,尾矿水澄清距离及干滩长度易满足设计要求;汇水面积较大时,排洪设施工程量相对较大。鉴于以上特点,现有大、中型尾矿库多属此类。

2、傍山型尾矿库
傍山型尾矿库是在山坡脚下依山筑坝所围成的尾矿库。其特点如下:初期坝相对较长,初期坝和后期尾矿堆坝工程量较大;由于库区纵深较短,尾矿水澄清距离及干滩长度相比于山谷型尾矿库受到限制,后期坝堆的高度一般不太高,故库容较小;汇水面积虽小,但调洪能力较低,排洪设施的进水构筑物较大;由于尾矿水的澄清条件和防洪控制条件较差,管理、维护相对比较复杂。鉴于以上特点,选用这种类型尾矿库多为低山丘陵地区中小矿山。

3、平地型尾矿库
平地型尾矿库是在平缓地形周边筑坝围成的尾矿库。其特点如如下:初期坝和后期尾矿堆坝工程量大,维护管理比较麻烦。由于周边堆坝,库区面积越来越小,尾矿沉积滩坡度越来越缓,因而澄清距离、干滩长度以及调洪能力都随之减少,堆坝高度受到限制,一般不高。但汇水面积小,排水构筑物相对较小。鉴于以上特点,这类尾矿库在平原或沙漠戈壁地区较多。

4、截河型尾矿库
截河型尾矿库是截取一段河床,在其上、下游两端分别筑坝形成的尾矿库(有的在宽浅式河床上留出一定的流水宽度,三面筑坝围成尾矿库,也属此类)。其特点如下:不占农田;库区汇水面积不太大,但尾矿库上游的汇水面积通常很大,库内和库上游都要设置排水系统,配置较复杂,规模庞大。因维护管理比较复杂,故采用率不高。

级别
尾矿库级别
等别 | 全库容V/万m³ | 坝高H/m |
一 | 50000≤V | 200≤H |
二 三 四 五 | 10000≤V<50000 1000≤V<10000 100≤V<1000 V<100 | 100≤H<200 60≤H<100 30≤H<60 H<30 |
尾矿库的等别分为五等。一等最高,五等最低。
尾矿库构筑物的级别
尾矿库等别 | 构筑物的级别 |
主要构筑物 | 次要构筑物 | 临时构筑物 |
一 二 三 四 五 | 1 2 3 4 5 | 3 3 5 5 5 | 4 4 5 5 5 |
注1:主要构筑物指尾矿坝、库内排水构筑物等失事后难以修复的构筑物;
注2:次要构筑物指失事后不至造成下游灾害或对尾矿库安全影响不大并易于修复的构筑物;
注3:临时构筑物指尾矿库施工期临时使用的构筑物。
分级
尾矿库安全度分级如下:危库、险库、病库、正常库。
一、危库
安全没有保障,随时可能发生垮坝事故的尾矿库称为危库。因危库危险性大,必须停止生产并采取应急措施。
防洪能力严重不足,出现洪水漫顶可能,或坝体稳定性严重不足,出现垮坝迹象,或出现其他严重危及尾矿库安全运行时的尾矿库都属于危库。
危库因完全不具备安全生产的基本条件,必须停产,排除险情,并迅速向安全生产监督管理部门(2018年机构改革后主要指“应急管理部门”,也包含负责各行业领域安全生产监督管理的部门)和当地政府报告,启动相应应急预案,并根据险情采取以下应急措施:
1、立即降低库水位,扩大调洪库容,加高坝体,严防洪水漫顶;
2、为满足汛期最小安全超高和最小干滩长的要求,必要时,可按最小干滩长度为坝顶宽度,用渠槽法抢筑宽顶子坝,以形成所需的安全超高和干滩长度;
3、疏通、加固或修复排水构筑物,必要时可另开挖临时排洪通道;
4、紧急加固坝体。

二、险库
安全设施存在严重隐患,若不及时处理将会导致垮坝事故的尾矿库称为险库。因险库危库危险性较大,必须立即停产,排除险情。
排洪系统存在严重隐患,防洪能力不足,或坝体存在严重隐患威胁坝体安全稳定性的尾矿库都属于险库。
险库因不具备安全生产基本条件,应根据险情实际,采取措施,排除险情。需根据险情采取以下应急措施:
1、降低库水位,扩大调洪库容,满足汛期最小安全超高和最小干滩长度的要求;
2、疏通、加固或修复排水构筑物;
3、增建或扩建排水系统;
4、处理滑坡,加固坝体;
5、降低浸润线、消除管涌和流土。
三、病库
安全设施不完全符合设计规定,但符合基本安全生产条件的尾矿库称为病库。因病库存在一定不规范,应限期整改。
坝体稳定性和尾矿库防洪能力总体上能满足要求,但局部上不完全符合规定,不影响尾矿库总体安全的尾矿库都属于病库。
对病库,应采取以下措施在限定的时间内按照正常库标准进行整治,消除事故隐患:
1、抓紧进行防洪治理,确保汛前彻底完成治理工作量;
2、加固、修复排水构筑物;
3、加固坝体或适当削坡,处理局部裂缝;
4、实施降水措施降低浸润线,消除管涌和流土;
5、修整坝坡,开挖坝肩截水沟。
四、正常库
同时满足下列工况的尾矿库称为正常库:
1、尾矿库在设计洪水位时能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求;
2、排水系统各构筑物符合设计要求,工况正常;
3、尾矿坝的轮廓尺寸符合设计要求,稳定安全系数满足设计要求;
4、坝体渗流控制满足要求,运行工况正常。
正常库运行工况正常、管理规范、资料齐全,完全具备安全生产条件,应按规定每3~5年进行一次安全现状评价。
安全
尾矿库因库内有水,故关键问题是确保尾矿坝安全可靠,要注意下列事项:
(1)防洪设施要具备
尾矿库内不仅存放有尾矿浆带来的水,而且尾矿库汇水面积内的水都会以地表迳流的渠道进入尾矿库。在设计尾矿库时,应按设计规范计算洪水量。为防止意外情况,鉴于洪水季节地表迳流水量大,应修筑截流沟渠,把一部分地表迳流在上游截出库外。在一些老尾矿库,沿尾矿库的纵坡方向修建一些排水井,井井相连,并通过井下排水管或排水沟渠把多余的澄清水排往库外。尾矿堆到一定高度时则从尾矿坝端向上游顺次序封闭已经完成任务的排水井。在设计和施工这种排水设施时,应充分考虑排水管道系统承受堆积尾矿的压力,以防排水系统被压垮,以免造成整个排水系统报废。初期坝旁修筑防洪道,在尾矿库的中后部设主备用的浮动泵站。
(2)子坝稳定要保证
无论采用哪种筑坝方法,必须对堆筑子坝的尾矿的粒度组成按试验成果严加控制。生产实践证明,小于37微米的细粒级尾矿所占比例过高时,将会影响子坝稳定性。
(3)安全高度要留足
尾矿库在生产过程中,尾矿坝的高度要高出实际排放在库内的尾矿堆积面1-2米以上,这样才能保证尾矿坝的安全。如果尾矿堆积面的高度与尾矿坝的坝顶高度相差无几,这是危险因素,一场暴雨可能使尾矿溢出坝顶,尤其利用尾矿堆筑子坝阶段更要确保安全高度。
(4)透水性能要良好
尾矿库中的水不断地经过坝体(坝墙)排走一部分,排水线以下的坝体均含水或被水润湿,通常称这一排水线为润湿曲线。润湿曲线愈低,坝愈稳定。如果润湿曲结已升高到最高一层子坝的坝顶,说明尾矿水已淹没到子坝的顶部,尾矿坝已是被水浸泡的砂堆,坝体随时可能崩塌。为了确保坝体的安全,尾矿浆的排放应从坝顶均匀地向库内上游方向排放,把尾矿水尽量往库内压,使坝的内坡离积存尾矿水的位置有相当距离。尾矿库的纵坡长度通常以50-120米为宜,对小型尾矿库可相应变短,这段干坡(即表面无积水)的长度与润湿曲线的高度成反比。