事故树分析法在露天尾矿库安全管理中的应用

范庆京　王　爽

(1.海南山金矿业有限公司 2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)



事故树分析法在露天尾矿库安全管理中的应用

范庆京1王爽2,3,4

(1.海南山金矿业有限公司 2.中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司；3.金属矿山安全与健康国家重点实验室；4.华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司)

摘要运用事故树分析法对露天尾矿库主要事故进行分析、找出影响露天尾矿库事故发生的各种可能途径并分析出系统的薄弱环节，在此基础上提出了可行的预防措施，加强了系统薄弱环节的管理，通过安全管理对减少露天尾矿库事故的发生，消除安全隐患，具有十分重要的社会效益。

关键词事故树分析法露天尾矿库安全管理

露天尾矿库一直是一个具有高势能的重大危险源[1]，诸多事实表明，露天尾矿库一旦失事，将会造成巨大的灾害和损失。根据有关学者的研究表明，在世界93种事故、公害的隐患中，尾矿库事故的危害排名第18位，失事直接引起百人以上的死亡事故时常发生[2]。

为此，本文根据尾矿库发生过的事故进行统计分析，得出尾矿库失事的主要类型，然后以海南山金矿业有限公司的尾矿库为例，采用事故树分析法对该公司的尾矿库可能发生的事故进行分析，建立事故树图，并进行后续的分析—结构重要度分析，找出尾矿事故发生的可能途径，分析尾矿库管理方面的薄弱环节，在此基础上提出了可行的预防措施，以保证矿山生产的安全顺行。

1影响尾矿库失事的类型及原因分析

通过相关资料[3-5]统计，尾矿库失事类型的比例见表1。

表1尾矿库失事类型统计

%

(1)洪水漫坝的主要原因有：排水系统能力不够，尾矿库的调洪能力和安全超高过小，用子坝挡水，管理中的失误造成排水系统堵塞。

(2)坝身渗漏的主要原因有：尾矿坝无排渗设施，尾矿干滩长度和澄清距离过短，尾矿坝下游坝面坡度过陡，从库侧或库后排矿。

(3)基础渗漏的主要原因有：坝基的工程地质条件差且施工时未进行必要的处理，筑坝材料不当，无排渗设施。

(4)排洪或泄水工程发生事故的主要原因有：排水设施的施工质量不符合设计要求，排水工程基础不稳而未进行处理，管理措施不当或误操作引发。

通过以上统计数据分析可知，洪水漫坝和渗漏破坏造成失事的几率较大。

2事故树的定性分析

2.1尾矿库的溃坝事故树分析2.1.1溃坝事故树

采用事故树的方法对溃坝事故进行分析[6-7]，绘制的事故树见图1。溃坝事故基本事件见表2。

表2　溃坝事故基本事件

2.1.2最小割集的求解

该事故结构函数式为：

(1)

代入各基本事件，分解上式可求得最小割集13组如下所示：

图1　溃坝事故树

2.1.3结构重要度分析

2.1.4结论分析

通过溃坝事故树的最小割集分析可得，导致露天尾矿库发生溃坝事故的途径有13个，应在生产过程中努力排除这些事故的发生途径。

2.2尾矿库的渗漏事故树分析2.2.1渗漏事故树

尾矿渗漏事故是指尾矿砂经地质构造、排水设施、排渗设施形成的通道泄漏，造成下游的河流、植被等受到污染，尾矿设施受到破坏，危及尾矿坝稳定的严重后果。

采用事故树的方法对尾矿渗漏事故进行分析，所绘制的故障树见图2，渗漏事故基本事件见表3。

图2　渗漏事故树

基本事件代号基本事件代号基本事件代号尾矿泄露事故T2断层X1未按设计施工X7库内泄漏A1溶洞X2管理措施不到位X8排渗设施泄漏A2节理、裂隙X3输送管道泄漏X9坝体渗漏A3设计缺陷X4监督不到位X10排水管涵泄漏A4施工马虎X5涵管接头泄漏X11排水管涵开裂B1库内违章取土X6防漏措施不力X12

2.2.2最小割集的求解

该事故结构函数式为：

(2)

K1=(X1，X12)K2=(X2，X12)K3=(X3，X12)

K4=(X4，X12)K5=(X5，X12)K6=(X6，X12)

K7=(X7，X12)K8=(X8，X12)K9=(X9，X12)

K10=(X11，X12)K11=(X12)

K12=(X1，X2，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X11)

2.2.3结构重要度分析

由最小割集得出，I(12)>I(1)=I(2)，I(3)=

I(4)=I(5)=I(6)=I(7)=I(8)=I(9)=I(11)。

2.2.4结论分析

通过渗漏事故树的最小割集分析可得，导致露天尾矿库发生渗漏事故的途径有12个，从各基本事件结构重要度大小可以看出，最主要的原因是防漏措施不力，应在生产过程中努力排除这些事故的发生途径。

3主要预防措施

3.1溃坝事故的预防措施3.1.1预防措施

(1)应建立、健全露天尾矿库的安全管理机构，配备专业技术人员，并组织制定适合公司实际情况的规章制度。

(2)放矿必须预留足够长度的干滩和合理的安全超高。

(3)尾矿库内严禁滥挖、取土、爆破等危害尾矿库安全的活动。

(4)不准在尾矿库的下游建设住宅和其他生活设施。

(5)堆积坝的外坡尽量采用覆盖坡土、植草皮等护坡措施。

(6)建立健全巡逻护坝制度。

3.1.2管理措施

(1)在每期堆积坝冲填作业前，必须将岸坡进行处理，例如将树木、树根、废石等清除，如遇有泉眼、暗井或洞穴等必须妥善处理后，才能堆积坝冲填作业。

(2)堆积坝外坡坡度应不高于设计坡度，岸坡清理时，应在隐蔽工程处做记录，然后经检验合格，才能进行筑坝或冲填；放矿尽量采用分散轮流放矿，不得在库后或一侧岸坡任意放矿；严禁将矿浆沿子坝内坡趾横流冲刷坝体。

(3)每期子坝堆筑结束后，必须进行质量检验，检验记录与报告必须经技术人员签字后才能存档。

(4)坝肩和坝坡面建纵横排水沟，防止雨水冲刷坝坡。

3.1.3汛期管理工作

(1)在水质满足要求的情况下，尽量降低尾矿库内的水位；尽量保持水边线与坝轴线平行，同时尽量保证水边线与坝顶的距离变化不大。

(2)必须对泄洪系统及坝体进行详细检查和正常维护，及时疏浚坝顶(趾)排水沟、坝肩载水沟和斜槽涵洞及其出水口的拦污池。

(3)制度汛期的巡逻计划，加强巡逻和值班，设置报警装置和抢险队伍；时时关注汛期的气象预报，及时了解和掌握汛期的水情。

(4)洪水过后，需对坝体和排水构筑物进行全面检查和清理，及时发现问题并修复，应注意防止连续暴雨导致的垮坝事故。

(5)保护排渗设施的完整。

(6)改进放矿工艺，尽量减少堆积坝体内的淤泥夹层，改善坝体内的渗流状况。

(7)当发现坝面局部位发生异常时，例如：隆起、坍塌、管涌、渗水量增大或浑浊时，应立即采取处理措施，果断排除，并进行重点防范。

(8)堆积坝外坡不得过缓，防止浸润线从坝体溢出。

3.2渗漏事故的预防措施

(1)应加强对排水涵管的检查，发现存在开裂、变形、移位等现象要及时处理。

(2)必须保证尾矿库内有足够的回水澄清距离和澄清水深，防止尾水造成污染。

(3)必须严格按标准、规范和设计的要求进行筑坝作业。

(4)当发现坝面局部位发生异常时，例如：隆起、坍塌、管涌、渗水量增大或浑浊时，应立即采取处理措施，果断排除，并进行重点防范。

(5)在水质满足要求的情况下，尽量降低尾矿库内的水位。

(6)禁止在库区范围内从事爆破、采石、违章取尾矿等影响尾矿库正常运行的活动。

(7)加强输送管路的植查和维护，防止发生破管、喷浆和漏矿事故。

4结语

(1)通过根据实际发生事故的统计资料，分析得出露天尾矿库失事的主要类型为洪水漫坝和渗漏破坏。

(2)通过尾矿库溃坝事故树分析，得出导致溃坝事故发生的途径有13个，并提出了预防措施。

(3)通过尾矿库的渗漏事故树分析，得出导致溃坝事故发生的途径有12个，从各基本事件结构重要度大小可以看出，最主要的原因是防漏措施不力，并提出了预防性措施。

参考文献

[1]杜通，浑宝炬，张大伟，等.尾矿库的危害和安全管理措施[J].河北理工大学学报，2009，21(2)：9-11、17.

[2]王文才，王瑞智，刘冰蕾，等.尾矿库溃坝事故树分析[J].矿业工程，2010，8(10):56-59.

[3]刘登高．尾矿坝稳定性分析与研究[D].武汉：中国地质大学，2007．

[4]陈德禹．尾矿库事故分析与防治对策[J].安全管理，2004(4)：20-21.

[5]徐宏达．我国尾矿库病害事故统计分析[J].工业建筑，2001，31(1):69-71.

[6]李夕兵，蒋卫东，赵伏军．汛期尾矿坝溃坝事故树分析[J].安全与环境学报，2001，l(5)：45-48

[7]林泽炎．事故预防实用技术[M].北京：科学技术文献出版社，1999.

(收稿日期2015-12-29)

范庆京(1965—)，男，高级工程师，572500 海南省三亚市乐东县千家镇。