尾礦庫潰壩事故樹分析

摘 要：文章通過查閱資料，分析國內外發(fā)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(fā)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(qū)人民生命和財產造成巨大損失，對環(huán)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(fā)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(fā)潰壩（A1）

①強地震引發(fā)潰壩（A6）：強地震（X1）、未定期進行事故隱患排查和發(fā)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(wěn)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(fā)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(wěn)定性不足引發(fā)潰壩（A3）

①壩體失穩(wěn)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(xù)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(fā)現隱患未及時整改（X2）

1.4 滲流破壞引發(fā)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(fā)現隱患未及時整改（X2）。

1.5 庫區(qū)大面積滑坡引發(fā)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(fā)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(tǒng)最不希望發(fā)生的狀態(tài)（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(fā)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(fā)生，均會導致頂上事件發(fā)生，即導致尾礦庫潰壩事故發(fā)生，因此引發(fā)尾礦潰壩事故（頂上事件）發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)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(xù)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)生：

①加強對壩體和排洪系統(tǒng)的安全隱患排查，對發(fā)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(fā)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(guī)程作業(yè)，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(fā)生。

⑥加強對庫區(qū)內可能導致滑坡的危險巖體進行監(jiān)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(fā)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(yè)做好事故預防起到良好的指導作用。

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