一、引言
11月18日，巴西淡水河谷發聲明針對巴西的Brucutu礦區的Norte/Laranjeiras尾礦壩啟用2級應急方案，其聲稱採取此措施的目的是為了監測其結構的安全狀況，並開展巖土勘察活動，尚未觀察到尾礦壩相關結構安全性的變化。該尾礦自2019年12月之後不再接收礦山的尾礦，因此，此次尾礦壩緊急程度的上升也並不會影響生產計劃。
圖1 淡水河谷對尾礦壩聲明官網原文
來源：淡水河谷官網
對於Norte/Laranjeiras尾礦壩是否確如淡水河谷所說安全狀況沒有變化，空間數據部門採用雷達監測技術，結合該尾礦壩自身情況對其進行了全面的分析。
二、Norte/Laranjeiras尾礦壩介紹
Norte/Laranjeiras尾礦壩位於巴西淡水河谷東南部系統的Minas Centrais礦區，用於接收由Brucutu礦山排出的尾礦，深度為58.8米，體積為1.6億立方，水庫式建壩方式。Brucutu礦山是淡水河谷在該洲的最大的礦山之一，該礦山年產能在3000萬噸左右，生產的鐵礦運往南部的Tubarao港口發往全球各地。
圖2 Brucutu礦山分布情況
來源：谷歌地球、Mysteel空間數據
備註：紅色框為Brucutu礦山，綠色框為尾礦壩
圖3 Brucutu礦山附近尾礦壩分布情況
來源：Mysteel空間數據
礦山在2019年年初Feijao尾礦壩潰壩後，被巴西法院要求暫停生產，自此之後不斷的有關於該礦區復產的消息，Mysteel對於該事件的相關消息也有持續跟蹤。
2019年3月19日，淡水河谷官方宣布其收到來自米納斯吉拉斯（Minas Gerais）州檢查廳的文件，批准恢復其Brucutu礦區作業活動及Laranjeiras尾礦壩的運營。但目前該礦區及尾礦壩仍處於關停中，最終重啟的時間仍舊需要得到環保部的最終答覆；
2019年4月16日，淡水河谷官方宣布米納斯吉拉斯州法院已同意暫停施行關於Brucutu礦區關停決定，法院將同意Brucutu礦區於文件發布後72小時後完全重新運營；
2019年5月，據Mysteel 調研了解，Brucutu礦區1000萬噸幹選產能確已復產，另外2000萬噸溼選產能仍處於關停狀態，該礦區溼選產能復產時間尚未可知；
2019年6月，淡水河谷官網稱，當地最高法院通過其Brucutu礦區復產請求。因此，Brucutu礦區剩餘2000萬噸溼選產能或將在72小時復產。
2019年12月，巴西淡水河谷（Vale）官方宣布關停Brucutu礦區Laranjeiras尾礦壩的運營，同時將對評估該大壩的土工特徵；據巴西國家礦業局（ANM）稱，在該大壩關停期間，大壩風險等級為一級，不需要疏散下遊居民。
圖4 Brucutu三季度礦區規劃
來源：淡水河谷季報
通過上述時間線的梳理以及淡水河谷今年季報公布得知，Brucutu礦山自2019年5月份左右復產，目前維持40%的產能利用率，2020年整體的復產進度不及預期，目前該礦山附近正在建設Torto大壩，同時也在對Norte/Laranjeiras大壩進行安全性評估。
三、Norte/Laranjeiras尾礦壩衛星監測結果
Mysteel空間數據部門衛星團隊採用一種空間對地觀測技術，利用雷達向目標區域發射微波，然後接受目標反射的回波，從而得到同一目標區域成像的兩張雷達圖像，將這兩幅雷達圖像中對應像素的相位值相減可以得到一個相位差圖，這些相位差信息就是地形起伏和地表變形等因素的體現，通過這些信息，可以計算出礦區的地形、地貌及表面的微小變化，從而觀察礦區及尾礦壩的形變狀況，此方法同樣還可以用在礦區生產監控中使用。
圖5 InSAR監測方法原理圖
來源：中國地質科學院
通過今年8月份的雷達監測結果顯示，Norte/Laranjeiras尾礦壩ABC區域形變穩定，並且在2019年9月份之後出現的正向形變，即壩體有向上抬高的趨勢；而D區在2018年10月份之前持續形變，累計形變達到了50mm左右，然而之後形變趨於緩和，並且出現了正向形變。
圖6 Norte/Laranjeiras尾礦壩形變情況
來源：Mysteel空間數據
由此可以了解到，該尾礦壩自2019年9月份之後壩體部分有所增高加固，整體結構相對安全，並且淡水河谷此次提高Norte/Laranjeiras的緊急程度也確實不會影響到礦山的生產情況，從目前看來，該尾礦壩狀況的改善也從側面反映出Brucutu礦山的復產正在穩定進行中，也有望能夠達到三季度財報中提到的2022年滿產的目標。
四、從尾礦壩安全性看未來巴西礦山供應趨勢
Mysteel鐵礦石事業部聯合空間數據部門在總結國內外尾礦壩事故特點，分析尾礦壩潰壩風險指數的基礎上，建立了基於雷達衛星監測的尾礦壩LEC風險評價模型，高頻跟蹤巴西143座鐵礦尾礦壩的風險等級變化。
通過尾礦壩LEC風險指數模型計算得知每個尾礦壩的風險指數（方法論詳見第五部分），此前潰壩的I號尾礦壩的D值風險指數達到了6000，此次的衛星監測結果顯示，13座高風險尾礦壩自2020年1月至今D值變化較小，其中有12座尾礦壩的風險值低於70，風險程度較低，有1座尾礦壩風險值在160-320之間，有一定風險度，需要關注。
表1 巴西26座高風險尾礦壩D值監測結果
來源：Mysteel空間數據
截止目前，巴西的部分尾礦壩風險指數D值較去年年底有所降低，並且大部分壩體的形變趨向穩定，其中有些尾礦壩有抬升加固的趨勢，這也說明了今年巴西的尾礦壩安全狀況逐步改善。
尾礦壩安全性的改善也從側面反映了巴西礦山今年以來的生產表現良好，今年以來鐵礦價格連創新高，雖有新冠病毒疫情影響，但巴西各礦山生產並未停滯，在對礦山進行擴產提產的過程中，對於礦山附近的尾礦壩也有在積極的評估改進，以提高礦山的生產效率和部分礦山的復產進程，同時今年巴西天氣狀況良好，降雨較去年有所減少，從目前看來，各礦山生產穩定，有極大可能可以完成年度產量目標。
五、尾礦壩LEC風險指數模型介紹
1. 風險評估模型介紹
LEC評價法(格雷厄姆(BenjaminGraham,1894-1976)評價法)是對具有潛在危險性作業環境中的危險源進行半定量的安全評價方法，用於評價操作人員在具有潛在危險性環境中作業時的危險性、危害性。該方法用與系統風險有關的三種因素指標值的乘積來評價操作人員傷亡風險大小，這三種因素分別是：L（likelihood）、E（exposure）和C（consequence）。
2. Mysteel鐵礦事業部聯合空間數據部門對LEC風險模型的定義
模型公式D=L*E*C
L（Likelihood，事故發生的可能性）
事故發生的可能性與其實際發生的概率相關，對於風險評估模型中的L階段常數，將其與巴西礦業局（ANM）官方公布的尾礦壩潛在風險等級相對應，ANM評估尾礦壩潛在風險等級為高，則發生事故的分值為6；若潛在等級為中，則發生事故的分值為1；若潛在等級為低，則發生事故的分值為0.1。
表2 事故發生的可能性
E（Exposure，尾礦壩高頻形變數據）
基於衛星高頻監測的尾礦壩壩體區域形變量可視為暴露於危險環境中的頻繁程度，則為E值，尾礦壩壩體形變程度越大，則其風險等級越高。
表3 尾礦壩衛星高頻監測形變情況
C（Consequence，發生事故可能造成的後果）
尾礦壩的使用的特點是尾礦量由少到多，尾礦壩由淺到深，在不同使用期失事，造成危害的嚴重程度是不同的。
因此，針對同一個尾礦壩，我們根據庫容和壩高評估其內部風險等級，再結合尾礦壩周圍的環境（距離最近住宅區或者鐵路線的距離）劃分為不同的風險等級，等級從1到5，級別越高，風險越大。
表4 尾礦壩內部及外部風險等級評估
單位：H為米，V為萬立方米，d為公裡
根據表3中的尾礦壩內部及外部風險等級，將內部風險及外部風險分別賦予50%的權重，得出尾礦壩的整體風險等級。事故發生後造成人員及鐵路影響的範圍變化很大，故規定分數值為1-100。把災害程度最大，造成周圍居民區鐵路造成重大影響的分數規定為100，其他情況的數值在1-100之間，根據發生事故後對周圍環境的影響進行了不同的分級。
表5 發生事故可能造成的後果
假設尾礦壩深度50m，體積6000萬立方米，距離重要區域4公裡，則表4的常數C計算公式為=內部風險評估等級3*0.5+外部風險等級評估4*0.5=3.5，則C值為15，發生事故產生的後果非常嚴重，會對周圍居民區鐵路造成一定影響。
D（Danger，危險性）
確定了上述三個具有潛在危險性指標的分數值之後，並按公式進行計算，即可得到尾礦壩的危險性分值。據此，要確定其危險性程度時，按照表4的標準評定：
表6 危險性程度等級劃分標準