尾礦庫事故影響因素的重要性研究

高 峰,周積果

(中國恩菲工程技術(shù)有限公司，北京 100038)

1 前言

1960—2018年，國內(nèi)共發(fā)生了約61起典型尾礦庫事故，事故共造成752人死亡，造型巨大經(jīng)濟(jì)損失，并引起了嚴(yán)重的環(huán)境破壞。其中特別重大事故4起，共造成544人死亡。重大事故9起，共造成171人死亡。由此可見，尾礦庫事故往往容易造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，因此在尾礦庫事故的研究中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注特別重大、重大事故。

目前國內(nèi)外學(xué)者對尾礦庫事故方面的研究越來越多。鄭學(xué)鑫、岑建[1]通過尾礦事故類型，對尾礦庫安全風(fēng)險進(jìn)行一次分類的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對尾礦庫安全風(fēng)險進(jìn)行二次分解，根據(jù)尾礦庫安全風(fēng)險分類結(jié)合工程實(shí)踐提出了降低安全風(fēng)險的對策措施。張家榮、劉建林、朱記偉[2]利用文獻(xiàn)研究法和數(shù)量研究法，分別從尾礦庫事故統(tǒng)計分析的必要性、我國尾礦庫現(xiàn)狀、尾礦事故及發(fā)展趨勢分析、尾礦庫事故教訓(xùn)及應(yīng)對對策4個方面進(jìn)行研究。

為防范尾礦庫事故尤其是特別重大、重大事故，研究尾礦庫事故影響因素的重要性，對減少事故危害、提高尾礦庫建設(shè)、運(yùn)行安全具有重要意義，

2 尾礦庫事故影響程度決策樹模型

采用C5.0決策樹算法對尾礦庫事故影響因素進(jìn)行重要性進(jìn)行分析。尾礦庫事故影響因素是從61起典型尾礦庫事故中，分析提取了6個方面共計17個變量的尾礦庫事故影響因素。

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源主要包括查閱政府監(jiān)管部門網(wǎng)站上公布的尾礦庫事故調(diào)查報告，參考尾礦庫相關(guān)書籍，參考國內(nèi)期刊公開發(fā)表的尾礦庫事故研究論文等。

搜集了從1960—2018年國內(nèi)發(fā)生的61起典型尾礦庫事故，并詳細(xì)統(tǒng)計了尾礦庫事故發(fā)生的時間、項(xiàng)目概況、事故經(jīng)過及救援處置情況、事故損失、事故原因等有關(guān)內(nèi)容，并以此構(gòu)筑事故影響因素。

2.2 事故影響因素量化

結(jié)合尾礦庫事故統(tǒng)計資料，構(gòu)建包括建設(shè)程序因素、環(huán)境因素、地質(zhì)構(gòu)造因素、尾礦設(shè)施因素、管理因素和事故屬性因素6個方面共計17個變量的尾礦庫事故影響因素，并進(jìn)行量化處理，具體見表1。

表1 尾礦庫影響因素量化表

2.3 事故影響程度決策樹

輸入變量為事故影響因素，具體見表1。輸出變量為事故影響程度，其中將一般事故和較大事故(設(shè)置為1)、特別重大事故和重大事故(設(shè)置為2)構(gòu)建尾礦庫事故影響程度決策樹，具體如圖1所示。

3 尾礦庫事故影響因素重要性分析

從圖1中分析，尾礦庫事故影響程度決策樹經(jīng)計算在17個輸入變量因素中，筑壩方式、建設(shè)程序、事故類型3個因素集中在決策樹的前4 層，說明這些因素對事故嚴(yán)重程度的影響最大,影響程度如圖2所示。

由圖2可以看出，筑壩方式為第一影響因素，也是影響程度最大因素。根據(jù)特別重大和重大事故樣本統(tǒng)計，上游式尾礦筑壩法樣本最多為7起，一次建壩樣本為2起，中線式、下游式尾礦筑壩法沒有樣本。分析原因，從60年代起，尾礦庫設(shè)計學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，尾礦筑壩普遍采用上游式尾礦筑壩法，由于上游式尾礦筑壩運(yùn)行成本低，堆壩工藝簡單，在長時間里廣泛采用。與其他筑壩方式比較，上游式尾礦筑壩法安全度要低，對安全控制指標(biāo)的管理要求高。

建設(shè)程序因素為第二影響因素。早期在尾礦庫建設(shè)中，很多事故是由于違反基本建設(shè)程序造成的，如三邊工程或未經(jīng)正規(guī)設(shè)計擅自加高擴(kuò)容等。隨著監(jiān)管部門對尾礦庫監(jiān)管力度提高，由違反建設(shè)程序造成的尾礦庫事故極具減少。

事故類型為第三影響因素。將61起尾礦庫事故按事故類型進(jìn)行統(tǒng)計，具體如圖3所示。從圖3中可以看出，發(fā)生最多的事故類型為排洪(回水)設(shè)施破壞，排洪(回水)設(shè)施多為隱蔽設(shè)施，事故隱患不易察覺，不易監(jiān)測。數(shù)量第二多的是滲透破壞事故，庫內(nèi)干灘長度短、浸潤線埋深淺、尾礦壩上升速度快、固結(jié)性差等是此類事故的主要誘因。數(shù)量第三多的是洪水漫壩事故，調(diào)洪庫容過小或排洪系統(tǒng)被破壞(被泥石流沖毀或樹枝淤堵等)是此類事故的主要誘因。

圖1 尾礦庫事故影響程度C5.0決策樹

圖2 尾礦庫事故嚴(yán)重程度影響因素重要性列表

圖3 事故類型因素樣本統(tǒng)計表

4 結(jié)論

采用C5.0決策樹算法對尾礦庫事故影響因素進(jìn)行重要性分析發(fā)現(xiàn)，筑壩方式、建設(shè)程序、事故類型3個因素集中在決策樹的前4層，說明這些因素對事故嚴(yán)重程度的分類影響最大。

進(jìn)一步分析影響因素的重要性，筑壩方式為第一影響因素，其中上游式尾礦筑壩法此種筑壩方式造成特別重大、重大事故樣本最多。建設(shè)程序因素為第二影響因素，此因素樣本集中于尾礦庫建設(shè)早期，隨著監(jiān)管部門對尾礦庫監(jiān)管力度提高，此因素影響性急劇減小。事故類型為第三影響因素，其中排洪(回水)設(shè)施破壞事故、滲透破壞事故、洪水漫壩事故為三種最常見的事故類型。

通過對尾礦庫事故影響因素的重要性分析，為今后尾礦庫建設(shè)運(yùn)行提供參考。對其中重要的因素應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。