9.2.3 项目尾矿库垮坝影响预测
1、尾矿库最大泄漏量
从环保角度考虑最不利的溃坝情况，即在尾矿库使用后期（坝高23m）发生溃坝，有效库容完全排空，此时库区有效库容为78.97万m3。
2、尾矿库溃坝后泥石流流量估算
Qm=Qw(1+φ)Dm （1）
式中：Qm--坝址处溃坝最大泥石流流量，m³/s；
Qw--坝址处溃坝洪水最大流量，m³/s；
φ --泥石流量修正系数；
Dm--泥石流堵塞系数，在使用中后期可以作为泥石流在坝址位置遇到了最严
重的堵塞，取3.0。
38B0.4()bgH02 （2） Qw=27b
式中：b－口门宽度；
B－尾矿库水面宽度；
g－重力加速度；
H0－坝前水深（包括行进流速水头）。
根据（1）、（2）式计算得，项目尾矿库溃坝后库内洪水与尾渣混合后的泥石流量为3456m³/s，则尾矿库在最不利的溃坝情况下，有效库容的尾砂全部排空需要的时间约为228s。
3、泄砂流量过程线
尾矿坝坝址流量过程线，一般是在瞬时从零急骤增至最大，随之很快下降，参考相关文献，坝址处流量过程可概化成表9.2-2的形式。
表9.2-2 泄砂流量概化过程
注：T为尾矿库泄空时间，t为任意时刻；Qm-为坝址最大流量；Qt为相应于t时的溃坝泄砂
流量。T可由泄砂总量、最大泄砂流量和流量过程线求出。
4、尾矿库下游某断面最大流量的计算
溃坝在下游某断面处形成的最大流量，其经验公式为：
（4） +Qv式中：Qm--坝址处溃坝最大泥石流流量，m³/s； Qm,l=mV
Qm，l--演进至距坝址l处的溃坝最大泥石流流量，m³/s；
V--溃坝时尾矿库有效容积，m³；
v--洪水期间河道断面平均流速，m/s，山区河道7.15m/s。
由公式（4）可计算出，当l=200m时，Qm，l=3084.8m³/s；
l=500m时，Qm，l=2650m³/s；
l=800m时，Qm，l=2322m³/s。
5、计算结果及分析
根据类比，近坝址处矿砂的覆盖厚度约2.0m，距坝址500m的下游最终覆盖厚度约0.5m。溃坝后的主要计算结果见表9.2-3。
表9.2-3 各控制点处尾矿砂覆盖厚度、流速及到达时间
根据预测结果可知，项目尾矿库若发生溃坝，当最大溃坝量为有效库容（78.97万m3）内的全部尾砂时，对下游影响范围约在500m范围内。
6、溃坝影响分析
项目尾矿库总坝高为23m，尾砂堆至初期坝面（初期坝高7m）时，从初期坝面开始人工堆筑后期坝，后期坝的砌筑用纺织袋装干尾砂，然后用人工堆叠法筑
子坝，子坝堆叠成的后期坝下游坡比控制在1：3以内，当后期子坝堆至标高323m时（此时坝高15m），开始对堆积的子坝进行草皮护坡，然后继续按此堆叠方法堆放尾砂，最终尾矿库堆积标高为331m，总坝高为23m。经查相关资料，铅锌水碎渣堆放安息角为42°，项目尾矿库后期子坝坡比为1:3，则堆积角度为18°＜42°，因此项目尾砂在堆放过程中较为稳定。另外，项目选厂产生的尾砂含有一定量水份，且平均粒径为0.15mm，在堆积压实过程中砂粒凝聚结合成较为结实的砂堆，在发生溃坝时由于重力和惯性作用，尾砂不可能全部泄漏，因此实际上发生风险事故时泄漏的尾砂量要比预测量来得少，因此当发生泄漏溃坝等风险事故时，尾矿库溃坝事故对项目下游影响范围比预测小。项目尾矿库下游500m范围内大多为林地、旱地，居民房屋和农田集中在尾矿库下游1000m外，且尾矿库下游约50m处为项目租赁的清水冲水库，若发生溃坝时，尾渣随着地势高低首先汇入清水冲水库，得到很大程度的缓冲，同时也将会被下游茂盛的树木和地表植被阻滞，因此尾渣主要对清水冲水库和周边地表植被造成影响，对尾矿库下游1km外的村庄和农田影响小。
9.2.4 溃坝事故影响分析
新尾矿库风险事故的发生多是由于尾矿库防渗措施失效或者回水系统运行异常等所导致的尾矿或废水渗漏或外泄，致使项目下游地表水体、周边土壤环境、地下水等受污染。其发生大事故的主要原因包括：①防渗施工质量不合格引起的局部尾矿库场底或库壁发生渗漏，导致周围地下水、土壤土质受污染；②尾矿坝垮坝或回水系统不正常运行，造成的尾矿或废水外泄，导致下游地表水体水质受污染，并连带土壤土质发生改变。
在山洪暴发、尾矿坝质量问题或自然灾害等情况下均有可能产生坝体不稳定（垮坝）问题，尾矿库排洪沟等防水措施失效导致上游暴雨地表径流汇入尾矿库，造成大量尾矿库废水外泄或者垮坝，或若回水系统不能正常运行，如回水管道的堵塞或破裂等，均有可能造成尾矿废水溢出外排，致使地表植被大面积遭受污染，水体和土壤受到污染。
就本项目而言，尾矿库垮坝、其带来的主要影响有以下方面：
① 水土流失较为严重，地表植被将遭受较为严重的破坏，项目在生产过程中所产生的大量尾矿渣全部堆放于尾矿库中，尾矿坝一旦发生垮坝，废水将与这些松散细微的尾矿渣，顺地势涌向尾矿库下游清水冲小溪，然后与密竹冲小溪一起沿着溪流流经下游的冲丁村，最后汇入同古江，影响同古江水质及下游居民灌溉用水水质。
② 由于尾矿废渣粒径细小，平均粒度为0.15mm，下游村庄使用含有尾矿渣的水灌溉农作地后，细小的尾矿废渣将会堵塞土壤的呼吸毛细孔，从而降低土壤有机质含量，土壤结构遭受破坏、肥力下降，耕作条件恶化。
③ 耕作土壤一旦遭受重金属污染，将影响农作物的生长和农作物产品品质，另外含有重金属的废水进入耕作土壤后，在其表面种植的农作物会受到重金属的毒害，农作物产量和质量将大大的降低。
④ 人群一旦食用遭受重金属污染的土壤上种植出来的农用物后，重金属在人体内不断的累积，到一定程度时，会伤害体内肝脏、肾脏、脑等器官组织，过量时则对这些人体器官造成毒害，严重时造成功能损害直至完全丧失。此外，这些重金属还可能与人体的蛋白质酶和氨基酸内的官能团结合，干扰机体许多生化和生理活动，最终造成人体出现多种疾病对人类健康造成极大危害。
⑤ 尾矿渗漏到地下水或进入到地表水体后，将使区域地下水和地表水环境中重金属超标，污染进一步扩大，使更大范围内农田、居民、动植物等遭受污染或危害。
只要设计合理、质量保证、管理规范，尾矿坝的垮坝或回水系统的不正常运行的事故发生可能性是较小，再者尾矿库有效库容为78.97万m3，短时间内回水系统发生问题，库容尚可满足暂时的废水排放量。
9.3 风险管理
为了防止尾矿库拦渣坝发生溃坝、渗滤液发生泄漏等事故下，尾矿及其渗滤液对地下水和地表水等周边环境造成污染影响，项目拟采取的尾矿库防渗措施如下：
1 、坝基需落在渗透率低的岩层上，坝两端需伸入到岩土的风化岩层内，防止发生坝底渗流和绕坝渗流影响坝体的稳定性，避免渗滤液流至下游，减少污染。
2 、尾矿库坝基、两侧坝肩应切实采取钻孔帷幕灌浆处理，防止库内渗沥液通过全～中风化带的裂隙产生渗漏，可设2～3排帷幕灌浆孔，帷幕灌浆处理深度应处理到微风化基岩内不少于5m。
3 、拦渣坝设置收集渗滤液的收集池，即3#渗滤液回收池，对渗滤液经沉淀处理后回用于选厂。
4 、选厂及尾矿库建设及运营期间，按规范在厂区及其的上、下游和库区的上游、两侧、下游分别设置地下水污染观测井（详见附图三），设置完善的地下水和地表水监测网点，定期观测地下水水位和采集水样作水质分析。
5、对尾矿库拦砂坝和挡水坝应进行位移监测，避免一旦垮坝或发生大流量污水渗漏事故，对下游区生态环境和村民安全等造成污染和危害。
6、当尾矿库终结闭库时，在库内面层加入石灰石粉（降低PH值），并且覆盖80～100cm厚的粘土层压实，再种植桉树恢复地表植被。
发生特大暴雨时的安全防范措施
发生特大暴雨及洪水频率时，尤其是大范围持续性暴雨和集中的特大暴雨，应采取以下安全防范措施：
1、制定尾矿库救援预案，落实责任要事先制定山洪灾害防御预案，落实各级各类责任人和应急处置措施。
2、发生暴雨，高度警惕降暴雨时，要时刻观察尾矿库周围的溪河水位和山体有无异常。特别是晚上，更应十分警觉，随时做好安全转移的准备。
3、及时预警，迅速传递观测到可能引发洪水、泥石流、滑坡的降雨量，要立即采取鸣锣、放铳、打电话、广播等预先设定的报警措施，迅速向可能受威胁的居民传递警报信息。
4、做好尾矿库防范特大暴雨工作，对需要加固的尾矿库边坡等，要组织人员迅速进行加固。对尾矿库的周边进行一次全方位的安全检查，排除可能发生危险的隐患。同时，要做好紧急情况下紧急撤离人员的一切准备，检查现场低洼地
带排水是否畅通，确保所有人员安全。
5、要立即对尾矿库进行一次梳理检查，对存在渗漏危险的尾矿库，要采取措施动员附近居住人员暂时撤离，保障人民群众生命安全。责成各有关企业立即采取措施，对将可能受到暴雨袭击威胁的尾矿库立即进行加固，对存在渗漏隐患的尾矿库要采取锚固夯实坝坡的措施，确保不发生尾矿库溃坝事故。
6、要迅速组织对易被淹浸的地区和场所的排水设施进行检查、清理、疏通，防范可能的造成的损失。要尽快进行宣传发动，共同防范和抗击未来的特大暴雨。要尽快利用一切通讯手段，利用各种媒体，开展动员工作，力求做好防范和抗击特大暴雨的准备。
通过采取以上的风险防范措施后，项目干堆场出现跨坝事故的环境风险将最大程度降低，达到可接受水平。