尾矿库溃坝事故树分析.pdf

业工程
第8卷第5期
Mining Engineering
2010年10月
尾矿库溃坝事故树分析
王文オ王瑞智刘冰蕾孙宝雷刘海
(内蒙古科技大学矿业工程学院,内蒙古包头014000)
摘要:近年来,我国尾矿库事故时有发生,给人民生命财产造成了极大威胁。本文针对尾矿库溃坝事
故,建立了尾矿坝溃坝的事故树,求出了最小割集合和最小径集合,并提出了控制措施,从而为进行尾矿
坝的安全评价莫定了基础。
关键词:尾矿坝;溃坝;事故树
中图分类号:TD771文献标识码:A文章编号:1671-8550(2010)05-005604
1简介
尾矿库是指筑坝拦截谷口或围
Bi
地构成的用以堆存金属、非金属矿
山进行矿石选别后排除尾矿的场
中
所,是维持矿山正常生产的必要设
施,其投资较大,一般约占矿山建
b6立⊙中@eb@6@史中
设总投资的5%~10%。尾矿库是
吧G@
中
一种人造的具有高势能的泥石流,
由于其存在溃坝的危险,所以它还
e@e@e中
是重大危险源,威胁下游居民及设9⑧
98
施的安全。
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⊙⊙⊙⊙
美国克拉克大学公害评定小组
的研究表明,尾矿库事故的危害在
6るooo
世界93种事故、公害的隐患中,
图1尾矿库溃坝事故树
名列第18位。它仅次于核爆炸
神经毒气、核辐射等危害,而比航
严重,直接引起百人以上死事件发生的基本事件的集合。最小割集则是导致顶上事件
发生基本事件的最小集合,因此,最小割集间不存在重复
亡的事故时有发生。因此,对引起尾矿坝没坝的因素进行
和相互包含的关系。最小割集的求解方法有行列法、布尔
分析已成为尾矿库安全工作的重要任务之一2。本文以尾
矿库溃坝事故为分析对象,利用事故树分析法对其进行定
代数简化法、结构法、质数代入法和矩阵法等,本文应用
性分析和评价,并据此提出了相应的预防措施,为完普和
布尔代数简化法求取。
提高尾矿库安全评价和安全管理水平奠定基础。
最小径集。径集(通集),即如果事故树中某些基
本事件不发生,则顶上事件不发生,这些基本事件的集合
2事故树分析中的几个概念
称为径集。最小径集是顶上事件不发生所必需的最低限度
事故树分析(FTA-- Fault Tree Analysis)又称的径集。
故障树分析,是安全系统工程最重要的分析方法。主要用
结构重要度分析。结构重要度分析是从事故树结
于分析事故发生的原因和评价事故风险。
构上分析各基本事件的重要程度。即在各基本事件发生概
最小割集。割集亦称截止集或截集,是导致顶上率都相等的情况下,分析各基本事件的发生对顶上事件的
发生所产生的影响程度。
收稿日期:200912-18
结构重要度分析可采用的方法:1)求结构重要系数;
作者简介;王文オ(1963-),男(汉族),内蒙古伊金霭洛旗人,
内蒙古科技大学资源与安全工程学院教授,博士,硕士研究生导2)利用最小割集判断重要度。前者精确,但繁琐;后者简
师,现从事安全工程及矿业技术经济的教学和研究
单,但不够精确。本文应用后者分析
2010年第5期
王文才等尾矿库溃坝事故树分析
尾矿库溃坝事故树的编制
4冒顶片帮事故树的分析
尾矿库最大的危害因素是溃坝。一旦溃坝会引起滑坡、
求解事故树的最小割集
泥石流等重大灾害,造成重大人员伤亡、财产损失和环境
用布尔代数法求事故树的最小割集,结构函数式为
污染。根据尾矿库溃坝事故防治理论,并通过对我国历年A=B1+B
来所发生的尾矿库溃坝事故的调查统计,建立尾矿库溃坝
=C1+C2+C3+C; +Ca+ Cs +Ca+X21
事故树如图1,其中基本事件代码如表1所示。
=X1+X2+D1+D2X8+X+Xs+D2+X19+X20+X2
表1尾矿库溃坝事故树基本事件代码
X2+X23+X24+X25+X26+X2+D4+D。+D+D2
符号
含义
符号
+Da+D。+D1o
尾矿库溃坝
宋按设计要求施工
X1+X2十X3E+Xs(E2+X。)+X1s+X16+X1+X
ABCCCCG
自然灾害
未及时预报降兩
非自然灾害
超出正常降雨最
Xg+X2。+X21十X22+X23+X21+X25+X28+X2
地震破坏
X1对库区周围山体为监洇
E十E4+E+E6+E2+X:+Xs+Es+E9+E。+E1
洪水漫顶
对危岩未治理
降雨量过大
滑坡量较大
+Xs +Xal+X82+E12
库区山体滑坡
采矿活动
=X1+X2十Xx(X4+Xs+X。+Xュ)十Xs(X1。+X。
渗漏
岩体风化
CCD
坝体失稳
X22设计时未采取防渗猎施
F) +Xis+Xue +Xi? +Xs+X,, +X2 +Xa1+X22
尾矿库缺陷
X23防渗措施不满足要求
X23+X24+X2+X26+X2+F2+F3+F4+X28+X23+
地震引起坝体液化X24岩基的破碎带未处理
D2有洪水漫顶危险X25防渗设施养护、维修不善
Xxo+X1+X32+Fs+F。+F1+X3+X6+X4+X+
D
未采収防范措施X26白蚁等动物在坝体内打洞筑巢
X14+Xas+X4s+Xs0 +Xs1+X52+Xs+Xsa+Xss+ F
工程地质状况差X2
泥石流
Di
运行维护缺陷
坝基下存在软基
+Xs+X。+X+X62+F。+X。+X6
D。安全超高、干滩长度不足X29
坝基下存在岩溶
X1+X2十X3(X:+Xs+X。+X)+X8(X1o+X。
D
初期坝缺陷
Xa0设计单位不具备资质
GX)+X1s+X6+X12+X18+X19+X2+X21+X2+
Di
筑坝缺陷
设计时不考虑实际情况
排渗缺陷
设计错误
X23+X2+X25+X26+X21+X8+X2+X3。+Xa1+X2
D
排水排洪系统缺陷X3
不按设计施工
E1库内干滩面长度不够X34
施工质量差
+X3+X34+X2+X+X3。+Xa+X32+Xs+Xx6+
排洪能力不足
矿区乱采乱挖
Xan+X38+Xa+Xo+Xョ+X42+Xx+X46+X4ァ+X4s
初期坝缺陷
放牧开垦
尾矿筑坝缺陷Xx
X4+X4s+X4s+X5。+X51+Xs2+X3a+X:+X5+
库区炸鱼
设计维护缺陷
安全隐患不治理
Xse +X57+X38- Xs9+Xso+Xs1+X62+X63 +]ss +Xss
管理缺陷
X39尾矿工未进行安全培训
EEEEEEEEFE
不规范放矿
X40为执行国家法律法规
X6+X62
坝体质量差
技术水平低
=X十X2+X1s+X