事故樹分析法在露天尾礦庫安全管理中的應用

范慶京　王　爽

(1.海南山金礦業有限公司 2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；4.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司)

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事故樹分析法在露天尾礦庫安全管理中的應用

范慶京1王爽2,3,4

(1.海南山金礦業有限公司 2.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；3.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；4.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司)

摘要運用事故樹分析法對露天尾礦庫主要事故進行分析、找出影響露天尾礦庫事故發生的各種可能途徑并分析出系統的薄弱環節，在此基礎上提出了可行的預防措施，加強了系統薄弱環節的管理，通過安全管理對減少露天尾礦庫事故的發生，消除安全隱患，具有十分重要的社會效益。

關鍵詞事故樹分析法露天尾礦庫安全管理

露天尾礦庫一直是一個具有高勢能的重大危險源[1]，諸多事實表明，露天尾礦庫一旦失事，將會造成巨大的災害和損失。根據有關學者的研究表明，在世界93種事故、公害的隱患中，尾礦庫事故的危害排名第18位，失事直接引起百人以上的死亡事故時常發生[2]。

為此，本文根據尾礦庫發生過的事故進行統計分析，得出尾礦庫失事的主要類型，然后以海南山金礦業有限公司的尾礦庫為例，采用事故樹分析法對該公司的尾礦庫可能發生的事故進行分析，建立事故樹圖，并進行后續的分析—結構重要度分析，找出尾礦事故發生的可能途徑，分析尾礦庫管理方面的薄弱環節，在此基礎上提出了可行的預防措施，以保證礦山生產的安全順行。

1影響尾礦庫失事的類型及原因分析

通過相關資料[3-5]統計，尾礦庫失事類型的比例見表1。

表1尾礦庫失事類型統計

%

(1)洪水漫壩的主要原因有：排水系統能力不夠，尾礦庫的調洪能力和安全超高過小，用子壩擋水，管理中的失誤造成排水系統堵塞。

(2)壩身滲漏的主要原因有：尾礦壩無排滲設施，尾礦干灘長度和澄清距離過短，尾礦壩下游壩面坡度過陡，從庫側或庫后排礦。

(3)基礎滲漏的主要原因有：壩基的工程地質條件差且施工時未進行必要的處理，筑壩材料不當，無排滲設施。

(4)排洪或泄水工程發生事故的主要原因有：排水設施的施工質量不符合設計要求，排水工程基礎不穩而未進行處理，管理措施不當或誤操作引發。

通過以上統計數據分析可知，洪水漫壩和滲漏破壞造成失事的幾率較大。

2事故樹的定性分析

2.1尾礦庫的潰壩事故樹分析2.1.1潰壩事故樹

采用事故樹的方法對潰壩事故進行分析[6-7]，繪制的事故樹見圖1。潰壩事故基本事件見表2。

表2　潰壩事故基本事件

2.1.2最小割集的求解

該事故結構函數式為：

(1)

代入各基本事件，分解上式可求得最小割集13組如下所示：

圖1　潰壩事故樹

2.1.3結構重要度分析

2.1.4結論分析

通過潰壩事故樹的最小割集分析可得，導致露天尾礦庫發生潰壩事故的途徑有13個，應在生產過程中努力排除這些事故的發生途徑。

2.2尾礦庫的滲漏事故樹分析2.2.1滲漏事故樹

尾礦滲漏事故是指尾礦砂經地質構造、排水設施、排滲設施形成的通道泄漏，造成下游的河流、植被等受到污染，尾礦設施受到破壞，危及尾礦壩穩定的嚴重后果。

采用事故樹的方法對尾礦滲漏事故進行分析，所繪制的故障樹見圖2，滲漏事故基本事件見表3。

圖2　滲漏事故樹

基本事件代號基本事件代號基本事件代號尾礦泄露事故T2斷層X1未按設計施工X7庫內泄漏A1溶洞X2管理措施不到位X8排滲設施泄漏A2節理、裂隙X3輸送管道泄漏X9壩體滲漏A3設計缺陷X4監督不到位X10排水管涵泄漏A4施工馬虎X5涵管接頭泄漏X11排水管涵開裂B1庫內違章取土X6防漏措施不力X12

2.2.2最小割集的求解

該事故結構函數式為：

(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結構重要度分析

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結論分析

通過滲漏事故樹的最小割集分析可得，導致露天尾礦庫發生滲漏事故的途徑有12個，從各基本事件結構重要度大小可以看出，最主要的原因是防漏措施不力，應在生產過程中努力排除這些事故的發生途徑。

3主要預防措施

3.1潰壩事故的預防措施3.1.1預防措施

(1)應建立、健全露天尾礦庫的安全管理機構，配備專業技術人員，并組織制定適合公司實際情況的規章制度。

(2)放礦必須預留足夠長度的干灘和合理的安全超高。

(3)尾礦庫內嚴禁濫挖、取土、爆破等危害尾礦庫安全的活動。

(4)不準在尾礦庫的下游建設住宅和其他生活設施。

(5)堆積壩的外坡盡量采用覆蓋坡土、植草皮等護坡措施。

(6)建立健全巡邏護壩制度。

3.1.2管理措施

(1)在每期堆積壩沖填作業前，必須將岸坡進行處理，例如將樹木、樹根、廢石等清除，如遇有泉眼、暗井或洞穴等必須妥善處理后，才能堆積壩沖填作業。

(2)堆積壩外坡坡度應不高于設計坡度，岸坡清理時，應在隱蔽工程處做記錄，然后經檢驗合格，才能進行筑壩或沖填；放礦盡量采用分散輪流放礦，不得在庫后或一側岸坡任意放礦；嚴禁將礦漿沿子壩內坡趾橫流沖刷壩體。

(3)每期子壩堆筑結束后，必須進行質量檢驗，檢驗記錄與報告必須經技術人員簽字后才能存檔。

(4)壩肩和壩坡面建縱橫排水溝，防止雨水沖刷壩坡。

3.1.3汛期管理工作

(1)在水質滿足要求的情況下，盡量降低尾礦庫內的水位；盡量保持水邊線與壩軸線平行，同時盡量保證水邊線與壩頂的距離變化不大。

(2)必須對泄洪系統及壩體進行詳細檢查和正常維護，及時疏浚壩頂(趾)排水溝、壩肩載水溝和斜槽涵洞及其出水口的攔污池。

(3)制度汛期的巡邏計劃，加強巡邏和值班，設置報警裝置和搶險隊伍；時時關注汛期的氣象預報，及時了解和掌握汛期的水情。

(4)洪水過后，需對壩體和排水構筑物進行全面檢查和清理，及時發現問題并修復，應注意防止連續暴雨導致的垮壩事故。

(5)保護排滲設施的完整。

(6)改進放礦工藝，盡量減少堆積壩體內的淤泥夾層，改善壩體內的滲流狀況。

(7)當發現壩面局部位發生異常時，例如：隆起、坍塌、管涌、滲水量增大或渾濁時，應立即采取處理措施，果斷排除，并進行重點防范。

(8)堆積壩外坡不得過緩，防止浸潤線從壩體溢出。

3.2滲漏事故的預防措施

(1)應加強對排水涵管的檢查，發現存在開裂、變形、移位等現象要及時處理。

(2)必須保證尾礦庫內有足夠的回水澄清距離和澄清水深，防止尾水造成污染。

(3)必須嚴格按標準、規范和設計的要求進行筑壩作業。

(4)當發現壩面局部位發生異常時，例如：隆起、坍塌、管涌、滲水量增大或渾濁時，應立即采取處理措施，果斷排除，并進行重點防范。

(5)在水質滿足要求的情況下，盡量降低尾礦庫內的水位。

(6)禁止在庫區范圍內從事爆破、采石、違章取尾礦等影響尾礦庫正常運行的活動。

(7)加強輸送管路的植查和維護，防止發生破管、噴漿和漏礦事故。

4結語

(1)通過根據實際發生事故的統計資料，分析得出露天尾礦庫失事的主要類型為洪水漫壩和滲漏破壞。

(2)通過尾礦庫潰壩事故樹分析，得出導致潰壩事故發生的途徑有13個，并提出了預防措施。

(3)通過尾礦庫的滲漏事故樹分析，得出導致潰壩事故發生的途徑有12個，從各基本事件結構重要度大小可以看出，最主要的原因是防漏措施不力，并提出了預防性措施。

參考文獻

[1]杜通，渾寶炬，張大偉，等.尾礦庫的危害和安全管理措施[J].河北理工大學學報，2009，21(2)：9-11、17.

[2]王文才，王瑞智，劉冰蕾，等.尾礦庫潰壩事故樹分析[J].礦業工程，2010，8(10):56-59.

[3]劉登高．尾礦壩穩定性分析與研究[D].武漢：中國地質大學，2007．

[4]陳德禹．尾礦庫事故分析與防治對策[J].安全管理，2004(4)：20-21.

[5]徐宏達．我國尾礦庫病害事故統計分析[J].工業建筑，2001，31(1):69-71.

[6]李夕兵，蔣衛東，趙伏軍．汛期尾礦壩潰壩事故樹分析[J].安全與環境學報，2001，l(5)：45-48

[7]林澤炎．事故預防實用技術[M].北京：科學技術文獻出版社，1999.

(收稿日期2015-12-29)

范慶京(1965—)，男，高級工程師，572500 海南省三亞市樂東縣千家鎮。