尾矿坝风险评价研究

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1、2008(沈阳)国际安全科学与技术学术研讨会论文集尾矿坝风险评价研究术郑欣，许开立，魏勇，耿丽艳(东北大学资源与土木工程学院，沈阳110004)摘要：本文建立了尾矿坝稳定性评价指标体系。将集对分析理论应用于尾矿坝稳定性的安全评价，将尾矿坝的稳定性分为4级并定量赋值，利用综合因子加权法构造了尾矿坝溃坝后果严重度评价模型．该模型考虑了尾矿坝规模、生命损失、经济损失和社会环境影响这4个影响因素．最后把尾矿坝溃坝后果严重性也分为4级并定量赋值。使用风险评估指数法对尾矿坝进行风险评价。同时开发了尾矿坝风险评价软件．该软件包括的功能模块有：尾矿坝溃坝可能性计算、尾矿坝溃坝后果计算、尾矿坝风险分级评价、

2、尾矿坝风险分级管理、相关的法律法规及尾矿坝专家系统。关键词：集对分析；尾矿坝：风险评价；风险评价软件据不完全统计，我国现有金属非金属矿山10．44万座，每年产出尾矿约3亿T，全国现有6000余个尾矿库，其中大、中型尾矿库约400余座【lJ。在我国尾矿库的重大事故时有发生。如2006年4月30日，陕西省镇安县黄金矿业有限责任公司在进行尾矿库坝体加高施工时发生溃坝。约12万立方米尾矿下泄，造成15人死亡、2人失踪、5人受伤、76间房屋毁坏。直接经济损失187．65万元。2000年10月18日，广西南丹县大厂镇酸水湾的鸿图选矿厂尾矿库突然塌坝，造成28人死亡，上百座房屋被毁。每次尾矿库的事故不但

3、造成人员伤亡，而且在经济上也造成巨大的损失，在社会上造成严重影响。据统计，在世界上的各种重大灾害中，尾矿库灾害仅次于发生地震、霍乱、洪水和氢弹爆炸二居于第18位[2】。对我国来说，尾矿坝数量之大，难以全部、全面展开除险加固，只能根据尾矿坝的风险严重程度，按轻重缓急进行除险。因此进行尾矿坝风险研究具有十分重要的意义。1尾矿坝风险评价模型的建立1．1尾矿坝溃坝可能性研究1．1．1尾矿坝稳定性评价指标体系的建立尾矿坝稳定性评价指标体系见表1。1．1．2集对分析方法在尾矿坝稳定性评价中的应用集对分析是1989年我国学者赵克勤先生创立的一门处理不确定性问题的系统理论新方法，它可以统一描述和处理随机性

4、、模糊性、不完整性等不确定性因素引起的确定不确定系统131。尾矿坝系统是个复杂的动态系统，存在很多的不确定性因素。因此，使用集对分析方法对尾矿坝的稳定性进行评价。尾矿库的安全度主要根据尾矿库的防洪能力和尾矿坝坝体稳定性确定，分为危库、险库、病库、正常库四级。尾矿库的安全等级也反映了尾矿坝的稳定性情况．所以把尾矿坝溃坝发生的可能性分级与尾矿库的安全等级联系起来，可得尾矿坝溃坝可能性分级见表2。根据建立的指标体系，利用集对分析方法中的4元联系数：lx=a+bi+cj+dk(1)可通过计算得出尾矿库的安全度，式中a代表有利于坝体稳定。b代表基本有利于坝体稳定，c代表不利于坝体稳定，d代表十分不利

5、于坝体稳定。·国家“十一五”科技攻关项目(2006BAK04801—1—1)一398—Proceedingsof2008(Shenyang)InternationalColloquiumOnS翻fetyScienceandTechnology请专家按照尾矿坝稳定性评价指标体系对各指标项进行打分。评分等级分为A(有利于坝体稳定)，B(基本有利于坝体稳定)，C(不利于坝体稳定)，D(十分不利于坝体稳定)，按照“均分原则”，i=O．33，j一0．33，由式(3)得出该尾矿坝的评价结果，由联系数斗表示；经过归一化，联系数斗的取值范围是[-1，11，按照“均分原则”，联系数所对应的溃坝可能性等级及定

6、量赋值见表2。表2等级划分标准1．2尾矿坝溃坝后果严重性研究1．2．1尾矿坝溃坝后果严重度评价模型尾矿坝溃坝后果严重度，是由尾矿坝本身的因素和溃坝造成的损失因素两方面共同决定的，具体可用尾矿坝规模、生命损失、经济损失和社会环境影响这四个子系统来度量。尾矿坝溃坝后果严重度评价函数可由综合因子加权法构成C=WlD+W2H+W3P+w§(2)式中D、H、P、S。分别是尾矿坝规模、生命损失、经济损失和社会环境影响，w。、W：、W，、W4分别是这四个影响因子的权重，尾矿坝的规模决定了尾矿坝溃坝后造成灾害的规模大小，影响最大，占最大比重，随着人们生活水平的日益提高，人的生命安全问题越来越受到重视，所以

7、生命损失所占的比重次之，社会环境影响所占的比重要比经济损失大一些，故对这四个影响因子分别赋予权重：0．4，0．3，O．1，0．21．2．2尾矿坝溃坝后果严重程度的评价1．2．2．1尾矿坝的规模的确定尾矿坝一旦溃坝，尾矿坝内堆存的尾矿和水一起流出，形成具有很强破坏性的泥石流，形成的泥石流灾害的规模直接由尾矿库的规模决定，在《尾矿库安全技术规程》中按全库容和坝高对尾矿库进行了分级，根据该规定对尾矿坝的规模这一影响因子进行分级