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近年来,我国发生了多起重大尾矿库溃坝事故,不仅造成巨大的经济损失,损害社会安定,而且使生态环境受到严重破坏。尾矿库溃坝事故已经成为我国农村突发环境污染事故中比较严重的一种事故,对我国国民经济和农村生态安全造成了严重威胁。目前对于尾矿库溃坝事故所做的研究多为尾矿库坝体稳定性和溃坝事故对生态环境的影响的研究,从风险角度对尾矿库溃坝事故进行综合风险分析的研究并没有见到,因此文章从尾矿库溃坝事故风险的角度出发,开展尾矿库溃坝事故风险分析理论和实证研究,具有一定的理论和现实意义。
论文以尾矿库溃坝事故为主要研究对象,对尾矿库溃坝事故风险分析过程进行了分析和讨论,重点研究了尾矿库溃坝事故风险因素的辨识、事故发生概率和尾矿库坝体稳定性、溃坝事故系统模拟和结果可视化,并在此基础上对尾矿库溃坝事故造成的后果进行了探讨,提出了尾矿库溃坝事故风险管理方法。本文主要进行了以下几个方面的工作:
(1)阐述尾矿库和尾矿坝的基本概况,对我国尾矿库溃坝事故概况进行分析,并在对历史尾矿库溃坝事故统计分析的基础上详细分析了尾矿库溃坝事故的类型、特点和原因,并对我国尾矿库溃坝事故发生的时空分布规律进行了分析和讨论。
(2)根据风险分析基本理论和尾矿库溃坝事故特点提出了尾矿库溃坝事故风险分析的程序和内容,指出尾矿库溃坝事故风险分析主要包括尾矿库溃坝事故风险因素辨识、尾矿库溃坝事故发生概率和坝体稳定性分析、尾矿库溃坝事故模拟和后果计算以及尾矿库溃坝事故风险管理。
(3)应用事故树分析方法进行尾矿库溃坝事故风险因素的识别,找出容易引发尾矿库溃坝事故发生的主要影响因素。利用回归分析方法确定了影响尾矿库溃坝事故后果的主要因素,指出影响尾矿库溃坝事故发生后砂流的最大流出距离的关键因子是尾矿库的坝高和容积。应用贝叶斯估计方法对我国尾矿库溃坝事故发生概率进行了分析,确定我国连续30年内可能发生尾矿库溃坝事故的概率。利用极限平衡法对襄汾尾矿库的坝体稳定性进行分析,确定尾矿坝的安全系数。
(4)针对尾矿库溃坝事故模拟问题,将地理信息系统(GIS)技术和二维尾矿库溃坝事故模拟模型相结合,建立了尾矿库溃坝事故模拟系统。系统可以对任意条件下的尾矿库溃坝事故进行模拟,确定尾矿库溃坝事故的影响范围,将结果在电子地图上显示,实现结果的可视化,为尾矿库溃坝事故的应急救援提供支持。根据事故模拟结果可以计算出任意尾矿库溃坝事故可能造成的损失并分析事故对当地生态环境的影响。利用尾矿库溃坝事故模拟系统还可以查询各种尾矿库溃坝事故专题图,了解尾矿库所在区域的基本信息资料,查询尾矿库溃坝事故应急预案。
(5)通过对尾矿库溃坝事故风险因素的辨识和风险评价结果,根据风险管理理论和方法建立尾矿库溃坝事故风险管理方法,指出尾矿库溃坝事故的风险管理主要从尾矿库的规划选址和尾矿库的设计两个方面来进行管理以降低或避免风险,并根据不同的尾矿库溃坝事故类型提出相应的安全管理措施。
(6)提出了尾矿库溃坝事故后果分析和计算的方法。尾矿库溃坝事故造成的影响主要有生命财产损失和生态环境破坏。尾矿库溃坝事故造成的生命财产损失可以直接用公式计算得出,而溃坝事故对生态环境的破坏是无法量化的,因此,本文仅对尾矿库溃坝事故对生态环境所造成的可能的危害进行了归纳分析。
(7)依据论文所探讨的尾矿库溃坝事故风险分析的理论和方法,以山西省襄汾县塔儿山尾矿库溃坝事故为应用实例进行了案例研究。论文对塔儿山尾矿库溃坝事故的基本概况和发生原因进行了分析,并利用文章所建立的尾矿库溃坝事故模拟系统对尾矿库溃坝事故进行了模拟分析,确定了不同时间下的溃坝事故影响范围,事故模拟结果与实际情况吻合较好。对不同条件下的尾矿库溃坝事故进行模拟,并在此基础上从尾矿库的规划选址和尾矿库设计两个方面提出尾矿库溃坝事故风险管理的方法。
最后,作者在总结全文的基础上,说明论文的创新之处,并指出尾矿库事故风险分析方法需要进一步完善的地方。