尾矿坝溃坝危险性指标建立及安全性评价方法的研究

论文摘要

除天津、上海没有尾矿库外,我国共有各类尾矿库约8541座。值得注意的是,在我国诸多尾矿库中,目前处于正常运行的不足70%,有的行业44%的尾矿库处于险、病、超期服务状态,情况非常不利。此外,绝大多数尾矿库下游为生活区、工矿企业或重要城镇等,一旦发生溃坝,将会造成重大环境污染、财产损失和人员伤亡。统计数据表明,我国尾矿库的正常运行比例偏低,安全形势相当严峻。因此,开展尾矿坝溃坝机理和安全性评价等方面的研究,提出能够反映尾矿坝溃坝危险性的指标体系和安全评价模型,对提高尾矿库的本质安全状态和安全管理水平,减少和控制尾矿库运行中的危险、有害因素,降低尾矿库生产安全风险和预防事故发生,保护企业及下游居民的财产安全等方面都具有重要意义。目前,在尾矿库安全方面,国内研究的主要内容仍然是变形与稳定的问题。尽管众多学者均认为尾矿坝溃坝是由多因素造成的,然而已有的研究成果大都集中在单个因素对尾矿坝安全的影响分析,缺乏对尾矿坝溃坝的致灾机理方面的系统研究。本文在对我国尾矿坝安全形势现场调研及国内外尾矿坝溃坝事故统计基础上,归纳总结出尾矿坝溃坝的几种主要类型,研究洪水漫顶、稳定破坏、渗流破坏、结构破坏和管理因素等导致的溃坝的致灾机理。应用数值分析方法,研究致灾因素与尾矿坝溃坝危险性之间的关系,建立尾矿坝溃坝危险性指标体系。当前,由于受到历史资料不足以及尾矿库专业人才匮乏等因素的影响,应用于尾矿坝溃坝安全性评价的分析方法主要为事故树分析、安全检查表分析、预先危险性分析、专家分析法等方法,这些方法大多为定性或半定量的评价方法。在研究了几种方法的优缺点后,基于模糊数学可将模糊概念加以量化的理论,本文采用模糊模式识别法对尾矿坝溃坝安全性进行了评价。在指标体系建立的基础上,利用层次分析法确定了各个指标的权重,最后建立了尾矿坝溃坝的模糊综合评价模型,并将其运用于首云铁矿和尚峪尾矿库,得出的评价结论验证了此模型的实用性。本论文依托“十一五”科技支撑计划项目,课题完成后可以为尾矿库风险评价和监测、预警提供关键技术。这些技术的应用与推广,可以提高我国尾矿库的技术装备水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.1.3 项目依托
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 尾矿库及尾矿坝概述
• 1.4 安全评价技术综述
• 1.4.1 安全评价概述
• 1.4.2 安全评价方法介绍
• 1.4.3 本文评价方法的选择
• 1.5 本文研究方案和框架体系
• 1.5.1 本文的研究方案
• 1.5.2 本文的研究框架体系
• 2 尾矿坝溃坝危险性指标体系的建立
• 2.1 建立溃坝危险性评价指标体系的理论综述
• 2.1.1 建立评价指标体系的原则
• 2.1.2 建立评价指标体系的程序
• 2.2 尾矿坝溃坝危险性因素分析识别
• 2.2.1 国外尾矿坝溃坝资料的分析
• 2.2.2 国内尾矿坝溃坝资料的分析
• 2.3 尾矿坝溃坝危险性因素清单
• 2.3.1 漫顶导致溃坝
• 2.3.2 稳定破坏导致溃坝
• 2.3.3 渗流破坏导致溃坝
• 2.3.4 结构破坏导致溃坝
• 2.3.5 其它因素导致溃坝
• 2.4 尾矿坝溃坝模式及溃坝路径研究
• 2.5 尾矿坝溃坝危险性指标选择及体系建立
• 2.5.1 尾矿坝溃坝危险性指标的初步确定
• 2.5.2 尾矿坝溃坝危险性指标初筛
• 2.5.3 基于数值分析方法的溃坝危险性指标细筛
• 2.5.4 尾矿坝溃坝危险性指标体系的最终建立
• 3 尾矿坝溃坝安全性综合评价
• 3.1 尾矿坝溃坝各层次安全评价指标权重的确定
• 3.1.1 权重的意义及确定方法
• 3.1.2 层次分析法
• 3.1.3 尾矿坝溃坝安全评价指标权重的确定
• 3.2 模糊模式识别评价理论与模型
• 3.2.1 基本概念
• 3.2.2 模糊模式识别的基本理论
• 3.3 尾矿坝溃坝安全性评价模型
• 3.3.1 尾矿坝溃坝危险性评定分级标准
• 3.3.2 尾矿坝溃坝模糊模式识别评价模型研究
• 4 尾矿坝溃坝模糊综合评价模型的应用
• 4.1 尾矿库的基本情况介绍
• 4.2 模糊模式识别评价模型的实际应用
• 4.2.1 尾矿坝溃坝安全评价总得分
• 4.2.2 评价结论的建议
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附件1
• 附件2
• 附件3
• 论文等发表情况