尾礦庫潰壩事故樹分析

2014-04-29 00:00:00顧坤和吳曉鷗

企業技術開發·下旬刊 2014年10期

摘要：文章通過查閱資料，分析國內外發生的尾礦庫潰壩事故，運用事故樹分析方法從設計、技術、管理、自然、社會因素等方面對尾礦庫潰壩事故進行研究，指出隱患整改不及時、應急處置不當等是引起尾礦庫潰壩的主要原因，并提出了相應的預防措施，為尾礦庫設計、建設、管理提供依據。

關鍵詞：尾礦庫；潰壩；事故樹；安全管理

中圖分類號：TD77+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）30-0161-02

尾礦庫作為礦山開采項目一個必不可少的重要組成部分，其安全性對礦山安全運行和下游群眾的安全影響巨大。尾礦庫壩體一旦發生潰壩，不僅嚴重影響礦山正常生產，更重要是將對下游地區人民生命和財產造成巨大損失，對環境造成嚴重污染。因此，通過采用事故樹對尾礦庫潰壩災害事故進行分析，查找事故原因，有針對性的提出安全對策措施，消除事故隱患，是尾礦庫建設和管理的重要任務之一。

1 尾礦庫潰壩事故原因分析

引發尾礦庫壩體潰壩的原因很多，主要包括設計缺陷、技術不成熟、管理不當、自然和社會因素等原因。這些事故原因又可細化成許多子因素，而各因素之間又相互影響交叉。因此必須從導致事故的原因中找出便于分析的主要因素——基本事件，從而便于分析研究尾礦庫壩體潰壩事故。

1.1 地震引發潰壩（A1）

①強地震引發潰壩（A6）：強地震（X1）、未定期進行事故隱患排查和發現隱患未及時整改（X2）；壩體存在安全隱患（A11）：壩體變形存在裂縫（X3）、壩面有滑坡（X4）、干灘長度不足（X5）、浸潤線過高（X6）、壩體有管涌（X7）；壩體穩定性差（A13）：設計有缺陷（X8）、壩基不良（X9）、施工質量不合格（X10）。

②超設計標準地震（X11）。

1.2 洪水漫頂引發潰壩（A2）

①存在洪水漫頂危險（A7）：超設計標準洪水（X13）和排洪能力不足（A12）；排洪能力不足（A12）主要因素有：強降雨（X14）和排洪能力不滿足設計要求（A14）；排洪設施設計存在缺陷（X15）、排洪設施遭破壞或堵塞（X16）、調洪庫容不足（X17）。

②應急處置不當（X12）：應急救援機構不健全、應急物質儲備不足、應急演練流于形式等。

1.3 壩體穩定性不足引發潰壩（A3）

①壩體失穩危險（A8）：尾礦庫壩體設計有缺陷（X8）、壩基不良（X9）、施工質量不合格（X10）、違章放礦（X18）、浸潤線超標準（X19）、持續性降雨導致壩體水含量飽和（X20）。

②未定期進行事故隱患排查和發現隱患未及時整改（X2）

1.4 滲流破壞引發潰壩（A4）

①滲流破壞危險因素（A9）：浸潤線超標準（X19）、破壞性管涌（X21）、流砂（X22）下游坡大面積散浸（X23）。

②未定期進行事故隱患排查和發現隱患未及時整改（X2）。

1.5 庫區大面積滑坡引發潰壩（A5）

①大滑坡危險（A10）：大滑坡涌浪沖擊壩體（X24）、壩肩附近大滑坡沖擊壩體（X25）。

②未定期進行事故隱患排查和發現隱患未及時整改（X2）。

2 潰壩的事故樹研究分析

事故樹分析是將所研究系統最不希望發生的狀態（即潰壩事故）作為研究分析的頂上事件，然后研究分析尋找導致這一頂上事件發生的全部直接原因，然后逐次下推，直到那些不需再進行分析研究的因素為止。尾礦庫潰壩事故樹如圖1所示。

2.1 最小割集

根據圖1，可以得出最小割集21個：

K1={X11}；K2={X2，X8}；

K3={X2，X9}；K4={X2，X10}；

K5={X2，X18}；K6={X2，X19}；

K7={X2，X20}；K8={X2，X21}；

K9={X2，X22}；K10={X2，X23}；

K11={X2，X24}；K12={X2，X25}；

K13={X12，X13}；K14={X1，X2，X3}；

K15={X1，X2，X4}；K16={X1，X2，X5}；

K17={X1，X2，X6}；K18={X1，X2，X7}；

K19={X12，X14，X15}；K20={X12，X14，X16}；

K21={X12，X14，X17}；

根據事故樹分析，任何一個最小割集的基本事件同時發生，均會導致頂上事件發生，即導致尾礦庫潰壩事故發生，因此引發尾礦潰壩事故（頂上事件）發生的途徑有21個。

2.2 結構重要度分析

根據事故樹分析出的21個最小割集，可以得出結構重要度如下：

IΦ（1）>IΦ（3）>IΦ（2）>IΦ（12）>IΦ（9）=IΦ（10）=IΦ（11）=IΦ（13）=IΦ（18）=IΦ（19）=IΦ（20）=IΦ（21）=IΦ（22）=IΦ（23）=IΦ（24）=IΦ（25）>IΦ（14）>IΦ（4）=IΦ（5）=IΦ（6）=IΦ（7）=IΦ（8）>IΦ（15）=IΦ（16）=IΦ（17）

2.3 潰壩事故原因分析

引發尾礦壩潰壩的事故樹最小割集有21個，根據結構重要度分析可知：所有可能引發尾礦庫潰壩事故的基本原因事件中結構重要度最大的有4個：超設計標準地震（X11）、未定期進行事故隱患排查和發現隱患未及時整改（X2）、強地震（X1）、應急處置不當（X12）。

這些基本原因事件之后是12個結構重要度相等的事件：設計有缺陷（X8）、壩基不良（X9）、施工質量不合格（X10）、超設計標準洪水（X13）、違章放礦（X18）、浸潤線過高（X19）、持續性降雨使上部壩體飽和（X20）、破壞性管涌（X21）、流砂（X22）、下游坡大面積散浸（X23）、大滑坡涌浪沖擊壩體（X24）、壩肩附近滑坡沖擊壩體（X25）。

3 預防尾礦庫潰壩災害的措施

通過對尾礦庫潰壩事故分析，超設計標準地震、強地震、超設計標準洪水屬于自然災害事故，除在設計時盡可能考慮這些自然因素嚴格施工外，在日常管理中還應制定應急救援預案，儲備相應的應急救援物質，并進行應急演練；這樣即使不能完全阻止因自然因素引發的潰壩事故，也可以減少損失。目前對超設計標準洪水和地震，尚能做到準確預報，不過這些自然因素可視為小概率事件。

未定期進行事故隱患排查和發現隱患未及時整改、應急處置不當屬于日常安全管理方面，應該是可以控制的。未定期進行事故隱患排查和發現隱患未及時整改可以通過加強安全管理——加強隱患排查、及時消除各類安全隱患、制定預案和應急演練。設計存在缺陷、施工質量差不達標、違章放礦、浸潤線過高、流砂、破壞性管涌、下游坡大面積散浸、大滑坡涌浪沖擊壩體、壩肩附近滑坡沖擊壩體是可以通過認真勘察、精心設計、精心施工和科學管理。

通過上述分析，建設單位可采取以下措施，避免潰壩事故發生：

①加強對壩體和排洪系統的安全隱患排查，對發現的安全隱患做到“五落實”，確保安全隱患及時消除。

②提高對突發安全事故的應急能力，建立健全應急機構，制定應急預案，配備必要的應急救援設備，加強應急演練。

③嚴格設計、強化施工水平，確保尾礦庫各項工程達標。

④加強對放礦工的安全培訓教育，嚴格按照放礦操作規程作業，確保壩體均勻上升，避免尾礦堆積不均勻，導致灘面出現扇形坡、側坡；細粒尾礦集中堆積于某端或某側。

⑤加強安全檢查，避免浸潤線過高、下游坡大面積散浸等滲透破壞事件發生。

⑥加強對庫區內可能導致滑坡的危險巖體進行監測，必要時應及時采取有效的措施處理。

4 結語

根據國內外發生的尾礦庫潰壩事故，運用事故樹方法對尾礦庫潰壩事故進行分析研究，并提出了相應的措施，可為企業做好事故預防起到良好的指導作用。

參考文獻：

[1] AQ 2006-2005，尾礦庫安全技術規程[S].

[2] 田文旗，薛劍光.尾庫安全技術管理[M].北京：煤炭工業出版社，2006.