汛期尾矿坝溃坝事故树分析

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1、第1卷第5期安全与环境学报Vol.1,No.52001年10月JournalofSafetyandEnvironmentOct,2001文章编号:100926094(2001)0520045204X汛期尾矿坝溃坝事故树分析李夕兵　蒋卫东　赵伏军(中南大学资源环境与建筑工程学院,长沙410083)摘　要:根据汛期尾矿坝溃坝的一些典型事例,概括出了导致尾矿坝溃坝的基本事件。应用事故树分析中的最小割集、最小径集及结构重要度,对汛期尾矿坝溃坝事故进行了研究。结果表明,可以选择由滑坡量大、超出正常设计的降雨、未采取有效的排洪措施、大于设计烈度的地震4个事件构成的最

2、小径集作为控制汛期尾矿坝溃坝事故发生的途径。未采取有效的排洪措施是这一途径中的控制重点,可以通过修复或增设排洪设施、汛前降低库水位等措施来实现。这对指导尾矿坝防洪渡汛有重要意义。关键词:尾矿坝;溃坝;事故树;防洪渡汛中图分类号:TD7;X928文献标识码:A1　引　言尾矿库是矿山的重要设施,它的安全状况关系到矿山生产建设能否顺利进行和库区下游群众生命财产的安[1～3]危。在尾矿库的各类事故中,汛期溃坝事故时有发生,且其后果十分严重。如1962年9月26日,云南锡业公[1]司火谷都尾矿库发生溃坝事故,死伤263人,直接经济损失达2000多万元。为了防止汛期

3、尾矿库溃坝,各矿山#都为尾矿坝的安全渡汛投入了大量的人力、物力和财力。如1998年,德兴铜矿为了4尾矿坝的安全渡汛,不得不停产10多天,集全矿之力维护该坝的稳定。由此可见,研究如何有效地防止汛期尾矿库溃坝是十分有意义的。导致汛期尾矿库溃坝有许多因素,如自然因素、管理因素等。这些因素不仅互相交叉,而且往往只能作定性的描述,不能方便地用于分析汛期尾矿坝溃坝事故的原因或者指导尾矿坝防洪渡汛。本文根据国内外8例典型汛期尾矿坝溃坝事故概括出导致汛期尾矿坝溃坝的基本事件,运用安全系统工程中的事故树分析法对汛期尾矿坝溃坝事故进行了研究。这项工作是尾矿坝管理技术研究领域

4、的一个尝试,对指导尾矿坝的防洪渡汛有重要意义。2　汛期尾矿坝溃坝事故树分析2.1　汛期尾矿坝溃坝的基本事件汛期导致尾矿坝溃坝的因素很多,包括自然因素、设计因素、施工因素、管理因素、社会因素及技术因素。这些因素又涉及许多下一级事件,而且各因素之间又互相交叉。因此,必须从中概括出主要的易于分析的因素——基[1]本事件,才有利于研究汛期尾矿坝溃坝这一事件。为此,本文着重考察了以下典型尾矿坝溃坝事故:云南锡业公司火谷都尾矿坝溃坝事故;柿竹园有色金属矿牛角垅尾矿库溃坝事故;岿美山尾矿库洪水漫顶事故;银山铅锌矿尾矿坝决口事故;郑州铝厂灰渣库溃决事故;智利埃尔尾矿坝溃

5、坝事故;美国布法罗河矿尾矿坝溃坝事故;南斯拉夫兹莱托沃铅锌矿尾矿库溃坝事故。根据文献[1～7],概括出导致汛期尾矿坝溃坝事故(T)的因素。(1)自然灾害(A1)。a库区山体滑坡(A3)。相关事件是滑坡量大(X3)、事先不知道(A8)、不知道存在危岩体(X1)及未对危岩体作监测(X2)。b降雨过大(A4)。在超出正常设计的降雨(X4)的条件下,未能及时预报降雨(X5)及预报后未采取有效的排洪措施(X6)。c发生大于设计地震烈度的地震(X7)。(2)非自然灾害(A2)。a排洪设施无法满足要求(A5)。相关事件有未采取有效的排洪措施(X6)、排洪设施设计不当(

6、X8)及排洪设施已损坏(X9)。b坝体质量差(A6)。相关事件有坝体设计不当(X12)、坝体施工质量差(X13)、未对坝体进行日常维护(X14)、工程地质条件差(X15)。c坝体存在隐患(A9)。存在溃坝隐患(X16)的条件下未找出坝体隐患(X17)及找出了隐患但未在汛前进行治理(X18)。d管理不当(A7)。相关事件是没有防洪组织机构(X10)、未采取有效的排洪措施(X6)及没有足够的防洪物质(X11)。2.2　汛期尾矿库溃坝的事故树建造X收稿日期:2001205228作者简介:李夕兵(1962-),男,教授,博导,博士,教育部“长江学者奖励计划”特聘

7、教授,从事安全工程、岩土动力学研究。46安全与环境学报第1卷第5期事故树分析是把所研究系统的最不希望发生状态作为分析的顶上事件,然后寻找直接导致这一顶上事件发生的全部直接因素,并逐次下推,一直追查到那些不需再深究的因素为止。图1为汛期尾矿坝溃坝事故树。2.3　事故树的分析2.3.1最小割集的求解根据图1,可以求出11个最小割集K1={X7};K2={X3,X4};K3={X4,X5};K4={X1,X3};K5={X2,X3};K6={X6,X8,X9,X12};K7={X6,X8,X9,X13};K8={X6,X8,X9,X14};K9={X6,X8,

8、X9,X15};K10={X6,X8,X9,X16,X17};K11={X6,X