一、引言

11月18日，巴西淡水河谷发声明针对巴西的Brucutu矿区的Norte/Laranjeiras尾矿坝启用2级应急方案，其声称采取此措施的目的是为了监测其结构的安全状况，并开展岩土勘察活动，尚未观察到尾矿坝相关结构安全性的变化。该尾矿自2019年12月之后不再接收矿山的尾矿，因此，此次尾矿坝紧急程度的上升也并不会影响生产计划。

图1 淡水河谷对尾矿坝声明官网原文

来源：淡水河谷官网

对于Norte/Laranjeiras尾矿坝是否确如淡水河谷所说安全状况没有变化，空间数据部门采用雷达监测技术，结合该尾矿坝自身情况对其进行了全面的分析。

二、Norte/Laranjeiras尾矿坝介绍

Norte/Laranjeiras尾矿坝位于巴西淡水河谷东南部系统的Minas Centrais矿区，用于接收由Brucutu矿山排出的尾矿，深度为58.8米，体积为1.6亿立方，水库式建坝方式。Brucutu矿山是淡水河谷在该洲的最大的矿山之一，该矿山年产能在3000万吨左右，生产的铁矿运往南部的Tubarao港口发往全球各地。

图2 Brucutu矿山分布情况

来源：谷歌地球、Mysteel空间数据

备注：红色框为Brucutu矿山，绿色框为尾矿坝

图3 Brucutu矿山附近尾矿坝分布情况

来源：Mysteel空间数据

（1）矿山在2019年年初Feijao尾矿坝溃坝后，被巴西法院要求暂停生产，自此之后不断的有关于该矿区复产的消息，Mysteel对于该事件的相关消息也有持续跟踪。

（2）2019年3月19日，淡水河谷官方宣布其收到来自米纳斯吉拉斯（Minas Gerais）州检查厅的文件，批准恢复其Brucutu矿区作业活动及Laranjeiras尾矿坝的运营。但目前该矿区及尾矿坝仍处于关停中，最终重启的时间仍旧需要得到环保部的最终答复；

（3）2019年4月16日，淡水河谷官方宣布米纳斯吉拉斯州法院已同意暂停施行关于Brucutu矿区关停决定，法院将同意Brucutu矿区于文件发布后72小时后完全重新运营；

（4）2019年5月，据Mysteel 调研了解，Brucutu矿区1000万吨干选产能确已复产，另外2000万吨湿选产能仍处于关停状态，该矿区湿选产能复产时间尚未可知；

（5）2019年6月，淡水河谷官网称，当地最高法院通过其Brucutu矿区复产请求。因此，Brucutu矿区剩余2000万吨湿选产能或将在72小时复产。

（6）2019年12月，巴西淡水河谷（Vale）官方宣布关停Brucutu矿区Laranjeiras尾矿坝的运营，同时将对评估该大坝的土工特征；据巴西国家矿业局（ANM）称，在该大坝关停期间，大坝风险等级为一级，不需要疏散下游居民。

图4 Brucutu三季度矿区规划

来源：淡水河谷季报

通过上述时间线的梳理以及淡水河谷今年季报公布得知，Brucutu矿山自2019年5月份左右复产，目前维持40%的产能利用率，2020年整体的复产进度不及预期，目前该矿山附近正在建设Torto大坝，同时也在对Norte/Laranjeiras大坝进行安全性评估。

三、Norte/Laranjeiras尾矿坝卫星监测结果

Mysteel空间数据部门卫星团队采用一种空间对地观测技术，利用雷达向目标区域发射微波，然后接受目标反射的回波，从而得到同一目标区域成像的两张雷达图像，将这两幅雷达图像中对应像素的相位值相减可以得到一个相位差图，这些相位差信息就是地形起伏和地表变形等因素的体现，通过这些信息，可以计算出矿区的地形、地貌及表面的微小变化，从而观察矿区及尾矿坝的形变状况，此方法同样还可以用在矿区生产监控中使用。

图5 InSAR监测方法原理图

来源：中国地质科学院

通过今年8月份的雷达监测结果显示，Norte/Laranjeiras尾矿坝ABC区域形变稳定，并且在2019年9月份之后出现的正向形变，即坝体有向上抬高的趋势；而D区在2018年10月份之前持续形变，累计形变达到了50mm左右，然而之后形变趋于缓和，并且出现了正向形变。

图6 Norte/Laranjeiras尾矿坝形变情况

来源：Mysteel空间数据

由此可以了解到，该尾矿坝自2019年9月份之后坝体部分有所增高加固，整体结构相对安全，并且淡水河谷此次提高Norte/Laranjeiras的紧急程度也确实不会影响到矿山的生产情况，从目前看来，该尾矿坝状况的改善也从侧面反映出Brucutu矿山的复产正在稳定进行中，也有望能够达到三季度财报中提到的2022年满产的目标。

四、从尾矿坝安全性看未来巴西矿山供应趋势

Mysteel铁矿石事业部联合空间数据部门在总结国内外尾矿坝事故特点，分析尾矿坝溃坝风险指数的基础上，建立了基于雷达卫星监测的尾矿坝LEC风险评价模型，高频跟踪巴西143座铁矿尾矿坝的风险等级变化。

通过尾矿坝LEC风险指数模型计算得知每个尾矿坝的风险指数（方法论详见第五部分），此前溃坝的I号尾矿坝的D值风险指数达到了6000，此次的卫星监测结果显示，13座高风险尾矿坝自2020年1月至今D值变化较小，其中有12座尾矿坝的风险值低于70，风险程度较低，有1座尾矿坝风险值在160-320之间，有一定风险度，需要关注。

表1 巴西26座高风险尾矿坝D值监测结果

来源：Mysteel空间数据

截止目前，巴西的部分尾矿坝风险指数D值较去年年底有所降低，并且大部分坝体的形变趋向稳定，其中有些尾矿坝有抬升加固的趋势，这也说明了今年巴西的尾矿坝安全状况逐步改善。

尾矿坝安全性的改善也从侧面反映了巴西矿山今年以来的生产表现良好，今年以来铁矿价格连创新高，虽有新冠病毒疫情影响，但巴西各矿山生产并未停滞，在对矿山进行扩产提产的过程中，对于矿山附近的尾矿坝也有在积极的评估改进，以提高矿山的生产效率和部分矿山的复产进程，同时今年巴西天气状况良好，降雨较去年有所减少，从目前看来，各矿山生产稳定，有极大可能可以完成年度产量目标。

五、尾矿坝LEC风险指数模型介绍

1. 风险评估模型介绍

LEC评价法(格雷厄姆(BenjaminGraham,1894-1976)评价法)是对具有潜在危险性作业环境中的危险源进行半定量的安全评价方法，用于评价操作人员在具有潜在危险性环境中作业时的危险性、危害性。该方法用与系统风险有关的三种因素指标值的乘积来评价操作人员伤亡风险大小，这三种因素分别是：L（likelihood）、E（exposure）和C（consequence）。

2. Mysteel铁矿事业部联合空间数据部门对LEC风险模型的定义

模型公式D=L*E*C

  • L（Likelihood，事故发生的可能性）

事故发生的可能性与其实际发生的概率相关，对于风险评估模型中的L阶段常数，将其与巴西矿业局（ANM）官方公布的尾矿坝潜在风险等级相对应，ANM评估尾矿坝潜在风险等级为高，则发生事故的分值为6；若潜在等级为中，则发生事故的分值为1；若潜在等级为低，则发生事故的分值为0.1。

表2 事故发生的可能性

来源：Mysteel空间数据

  • E（Exposure，尾矿坝高频形变数据）

基于卫星高频监测的尾矿坝坝体区域形变量可视为暴露于危险环境中的频繁程度，则为E值，尾矿坝坝体形变程度越大，则其风险等级越高。

表3 尾矿坝卫星高频监测形变情况

来源：Mysteel空间数据

  • C（Consequence，发生事故可能造成的后果）

尾矿坝的使用的特点是尾矿量由少到多，尾矿坝由浅到深，在不同使用期失事，造成危害的严重程度是不同的。

因此，针对同一个尾矿坝，我们根据库容和坝高评估其内部风险等级，再结合尾矿坝周围的环境（距离最近住宅区或者铁路线的距离）划分为不同的风险等级，等级从1到5，级别越高，风险越大。

表4 尾矿坝内部及外部风险等级评估

来源：Mysteel空间数据

单位：H为米，V为万立方米，d为公里

根据表3中的尾矿坝内部及外部风险等级，将内部风险及外部风险分别赋予50%的权重，得出尾矿坝的整体风险等级。事故发生后造成人员及铁路影响的范围变化很大，故规定分数值为1-100。把灾害程度最大，造成周围居民区铁路造成重大影响的分数规定为100，其他情况的数值在1-100之间，根据发生事故后对周围环境的影响进行了不同的分级。

表5 发生事故可能造成的后果

来源：Mysteel空间数据

假设尾矿坝深度50m，体积6000万立方米，距离重要区域4公里，则表4的常数C计算公式为=内部风险评估等级3*0.5+外部风险等级评估4*0.5=3.5，则C值为15，发生事故产生的后果非常严重，会对周围居民区铁路造成一定影响。

  • D（Danger，危险性）

确定了上述三个具有潜在危险性指标的分数值之后，并按公式进行计算，即可得到尾矿坝的危险性分值。据此，要确定其危险性程度时，按照表4的标准评定：

表6 危险性程度等级划分标准

来源：Mysteel空间数据