前 言
某县某公司某联营工区是一座矿山采选联合企业,公司于1995年5月和某县黄金开发总公司依照有关政策法规按程序办理了《采矿许可证》和《开采黄金矿产批准证书》,并分别于1999年、2001年进行延续登记,矿区属万古矿区外围以西,距县城7km,属三阳乡行政区划。地理坐标:东经:113○31‘24〞—113○32/24〞,北纬:28○37/30〞—28○38/00〞,矿区乡村公路与县道、省道相连,交通较为方便。
某工区2002年至2003年对原有采选工程及设施进行改造扩建,采用重选+浮选工艺,是处理高砷、硫矿床最科学和经济合理的选矿工艺,某村选取场2005年5月建立并投入运营,形成了日尾砂排放量100T/d的采选规模。主要生产金粉精矿;全部尾矿排入某尾矿库。
企业现有在册员工106人,有各类专业技术管理人员20人,其中:中级技术人员4人,初级技术职称3人。设置专职安全员2人,兼职安全员6人。
为了贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”安全生产方针,积极落实国家安全生产监督管理局《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》(国家局[2004]9号令)和国家安全生产监督管理总局《尾矿库安全监督管理规定》(国家总局[2006]6号令)以及湖南省安全生产监督管理局《关于做好非煤矿山企业安全生产许可证颁发工作的通知》(湘安监 [2005]123号),配合省局非煤矿山安全生产许可证的颁发,提高某县某公司某联营工区某尾矿库的本质安全程度和安全管理水平,严格规范其安全生产条件,减少尾矿库生产安全风险、预防事故发生,保护企业的财产安全及人员的健康和生命安全,2006年9月某县某公司某联营工区委托长沙鼎盛安全技术服务有限公司进行某尾矿库安全现状评价。
长沙鼎盛安全技术咨询服务有限公司接受某县某公司某联营工区某尾矿库安全现状任务委托后,于2006年9月组建了此项工作的评价组,开展了对
某尾矿库安全现状综合评价工作。评价组多次深入现场调查和实地踏勘,并与该公司矿长和安全管理人员充分交流座谈,收集与分析了尾矿库生产系统和安全管理等方面的相关资料,详细了解该尾矿库当前的安全生产运行情况。根据国家有关法律法规的规定,长沙鼎盛安全技术咨询服务有限公司确定了该尾矿库的安全现状评价的目的和内容,制定了本次评价工作的程序。完成了某尾矿库生产运行过程中存在的危险有害因素的辨识与分析,安全管理状况评价,提出了安全对策措施,给出了安全评价结论,编制了《某县某公司某联营工区某尾矿库安全现状报告》。
在安全评价过程中得到了岳阳市安全生产监督管理局、某县安全生产监督管理局的大力支持,在此表示衷心的感谢。
目 录
1 编制说明1 1.1安全评价的目的1
1.2安全评价对象、范围及内容1 1.3安全评价的主要依据2 1.4 安全评价工作的程序4 2 某尾矿库自然状况6 2.1企业简介6
2.2自然地理与人文经济7 2.3库区地质概况8 2.4尾砂物理力学特性11
3 尾矿库设计、生产运行现状概况11
3.1尾矿库初期坝及其构造12 3.2尾矿库排洪与排水系统12 3.3尾矿排放与筑坝12 3.4尾矿输送系统13 3.5生产运行状况13
4 主要危险、危害因素辨识与分析14 4.1溃坝危害14 4.2洪水漫坝16
4.3库区岸坡山体滑坡危害16 4.4管涌危害17 4.5淹溺危害17 4.6高处坠落18 4.7雷击危害18 4.8物体打击19 4.9粉尘危害19 4.10地震危害19 4.11废气、废水危害19 4.12危险、有害因素评价结论19 5 评价单元的划分与评价方法的选择20 5.1评价单元划分20 5.2评价方法选择20 5.3评价方法简介21
6 安全管理评价24 6.1安全管理适应性分析26 6.2安全管理检查表评价29 6.3安全管理适应性评价结果32 7 尾矿库生产系统定性评价33 7.1单元定性评价33 7.2 尾矿库生产系统评价35 7.3尾矿库溃坝事故树分析39
7.4 国内外同类尾矿库事故统计分析49 8 尾矿库定性、定量分析53 8.1 概述53
8.2 尾矿库的选择与库容计算53 8.3库区防洪能力分析与评价56
8.4 尾矿库坝体的稳定性定性定量分析60 9 尾矿库对周边环境的影响分析评价63 9.1 尾矿库环境空气影响分析64 9.2 固体废弃物对环境的影响分析64 9.3 生态环境和水土流失现状65 9.4 水污染防治与对策65 9.5 清洁生产66
10 尾矿库的维护与管理66 10.1 尾矿排放及尾矿堆坝67
10.2 有关水的控制68 11 安全对策措施70 11.1安全技术措施70 11.2 安全管理措施71 12安全评价结论72
1 编制说明
1.1安全评价的目的
为了贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针,积极落实国家安全生产监督管理局《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》(国家局[2004]9号令)和湖南省安全生产监督管理局《关于做好非煤矿山企业尾矿库安全生产许可证的颁发工作的通知》(湘安监—[2005]123号),配合省局非煤矿山安全生产许可证的颁发,提高某县某公司某联营工区某尾矿库的本质安全程度和安全管理水平,严格规范其安全生产条件,减少和控制尾矿库施工运行中的危险有害因素,降低尾矿库生产安全风险、预防事故发生,保护企业财产及人员生命健康安全,2006年9月受某县某公司某联营工区的委托,长沙鼎盛安全技术咨询服务有限公司对某尾矿库进行了安全现状评价。 1.2安全评价对象、范围及内容
(1)评价对象、范围
本次安全评价的对象为某县某公司某联营工区某尾矿库,属于尾矿库安全现状评价。范围为某尾矿库及其附属设施所涉及的有关安全生产活动、安全生产管理等。包括:
1)尾矿堆存系统,涉及尾矿库初期坝、尾矿库后期坝、坝上尾矿放矿管理、坝浸润线观测、位移观测、排渗设施以及尾矿库防震与抗震能力等;
2)尾矿库排洪系统、回水系统,包括:截洪沟、排水井、排水涵管等构筑物;
3)尾矿库输送系统; 4)尾矿库库区情况; 5)尾矿库安全生产管理; (2)评价内容
本次安全现状评价主要包括以下内容:
1)对尾矿库生产运行中的危险、有害因素进行辨识; 2)评价尾矿库生产运行中可能发生的事故类型及其危害形式; 3)查找尾矿库发生重大事故的可能性,确定其危险度;
4)评价尾矿库的生产系统,尾矿库防洪能力和尾矿坝的稳定性,确定尾矿库安全度;
5)评价尾矿库的安全管理现状及其适应性;
6)针对尾矿库安全运行提出合理可行的安全对策措施及建议; 7)做出安全评价结论。 1.3安全评价的主要依据
此次安全现状评价的主要依据国家有关法律、法规、标准规范, 《某尾矿库安全评价委托书》《某尾矿库安全评价技术服务合同》和相关资料。
在此次安全现状评价过程中,主要参考的有关法律法规、标准规范和资料如下:
(1)主要安全生产法律法规 1) 《中华人民共和国安全生产法》 2) 《中华人民共和国矿山安全法》 3) 《中华人民共和国劳动法》 4) 《中华人民共和国矿山资源法》 5) 《中华人民共和国环境保护法》 6) 《中华人民共和国职业病防治法》 7) 《中华人民共和国矿山安全法实施条例》 8) 《安全生产许可证条例》
9) 《非煤矿矿山企业实施安全生产许可证条例的办法》 10)《尾矿库安全监督管理规定》
11)《特种作业人员安全技术培训考核管理办法》
12)《关于做好非煤矿山企业尾矿库安全生产许可证颁发工作的通知》 (2)主要安全生产技术标准、规范
1)《非煤矿山安全评价导则》国安监关技装字[2003]93号; 2)《尾矿库安全技术规程》AQ2006—2005 3)《选矿安全规程》GB18152—2000 4)《选矿厂尾矿设施设计规范》ZBJ1—90 5)《矿山安全标志》GB14161 6)《防洪标准》GB50201—94
7)《尾矿设施施工及验收规程》YS5418—95 8)《碾压式土石坝施工技术规范》SDJ213—83 9)《中国地震动参数区划图》GB18306—2001 10)《水工混凝土结构设计规范》SL/T191—96 11)《构筑物抗震设计规范》GB50191—93 12)《高出作业分级》GB3608—93
13)《生产性粉尘作业危害程度分级》GB5817—86
14)《生产过程危害和有害因素分类与代码》GB/T13861—1992 15)《工业场地有害因素职业接触限值》GBZ2—2002 (3)某县某公司某联营工区提供的有关资料:
1)《某联营工区尾矿库工程地质勘察报告》湖南百利科技有限公司勘察分公司 2006年10月
2)《某联营工区尾矿坝设计说明书》某县水利水电勘测设计院 2004年11月
3)《某联营工区选矿工艺技改项目可行性研究报告》岳阳通源投资咨询有限公司2004年12月
4)该矿提供的其他有关资料和图纸 1.4 安全评价工作的程序
依据《非煤矿山安全评价导则》的规定,根据某县某公司某联营工区某尾矿库生产运行特点以及安全现状评价工作任务和时间安排的要求,此次评价采用文件资料与分析、现场踏勘以及和现场技术管理人员交流相结合的工作程序。即首先明确评价对象和范围,查阅大量的国内外相关安全生产法律、法规、技术标准、规范,深入现场进行详细的实地检测与检查,收集整理和分析与尾矿库相关的设计文件、现场资料和数据,与矿山相关技术管理人员进行深入交流。充分了解尾矿库的设计、施工情况,熟悉尾矿库各个时期的生产运行状况、安全管理情况等。在此基础上,对照相关安全生产法律、法规、技术标准和规范的要求,辨识和分析尾矿库生产运行过程中可能存在的危险、有害因素及其存在的部位、存在的方式和事故发生的致因;按照工艺运行功能、运行设施和危险、有害因素类别及事故范围划分安全评价单元;选择科学、合理、适用的安全评价方法对发生事故的可能性、事故发生的致因因素和事故严重程度进行定性、定量分析,得出该尾矿库的安全度;针对尾矿库运行中存在的安全隐患提出切实可行的安全技术和管理对策措施及建议;最后,做出客观公正的安全评价结论,并提出应重点防范的重大危险有害因素,以及重要的安全措施。
其安全评价工作的具体步骤包括: ○1 前期准备工作; ○2 现场安全调查;
○3 危险有害因素识别与分析; ○4 划分评价单元; ○5定性、定量评价; ○6提出安全对策措施及建议;
○7做出安全评价结果与评价结论; ○8编制安全现状评价报告; ○9安全现状评价报告评审。
安全评价程序
准备阶段 明确对象和范围,现场勘察、资料收集
评价单元划分 确定单元划分 确定评价方法 评价方法的选择
某尾矿库安全现状评价流程图
2某尾矿库自然状况
2.1企业简介
某县某公司某联营工区是一座矿山采选联合企业,公司于1995年5月和某县黄金开发总公司依照有关政策法规按程序办理了《采矿许可证》和《开采黄金矿产批准证书》,并分别于1999年、2001年进行延续登记,矿区属万
古矿区外围以西,距县城7km,属三阳乡行政区划。地理坐标:东经:113°31′24〞—113°32′24〞,北纬:28°37′30〞—28°38′00〞,矿区乡村公路与县道、省道相连,交通较为方便。
某尾矿库所在地位于某县城西南部三阳乡某村境内,距某县城12km处,地处湖南长沙—某盆地边缘。
企业现有在册人员106人,有各类专业技术人员7 人,其中中级技术人员4人,初级技术人员3人,专职安全员2人,兼职安全员6人。
选场规模100T/d,取尾砂容重为1.5t/m3,日排放尾矿量66.7T/d,年产尾矿量3.42万T/年,约2.31万m3/年。若考虑矿山生产20年,则尾矿总量为48.8万m3。
2.2自然地理与人文经济
(1)自然地理位置及交通
某尾矿库位于湖南省某县西南部三阳乡某村境内,村级公路选矿厂从坝址下游经过至苏白村接国道106公路,距某县城7km,交通尚为便利。
(2)地形、地貌
库区所在地某村山丘区,为中低山 – 沟谷地貌类型,标高变化在41~80m之间,地形切割相对较强烈,切割深度一般为20~40m。区内地貌类型属于侵蚀浅变质岩丘陵地形,地表植被发育,山脊狭窄,多呈锯齿状,一般宽30~60m,山坡多呈山陡下缓形状,基岩呈零星出露,冲沟较发育,但规模小,沟谷地段呈“V”字形,库区两岸斜坡坡度多在20~35o间。
(3)气象水文
库区属于亚热带季风湿润气候区,四季分明,雨量充沛,气候温暖湿润,最高气温39.8℃,最低-2.4℃,常年平均气温17.1℃左右。无霜期285~300天,常年平均降水量1378.6㎜左右,暴雨集中在3~7月份,年平均出现暴雨4~5次,最大日降雨量276.1㎜,小时最大降雨量54.0㎜, 区内地表水体不
发育,主要为山间季节性溪沟和零星山塘。
蒸发量1000~1100m。矿区为地表水系发源地段,多间歇性溪涧,某水流经苏白、天岳、三阳村,最终流入汨罗江。
(4)库区周边人文及经济概况
库区下游主要有矿部、选厂等矿山工业设施,居民点有苏白、天岳、三阳、某村。某村现有人口1049人其中劳动力660个,耕地680亩,其中水田380亩,旱田300亩,山林面积5864亩,全村收入230.78万元,人均年纯收入2200元。民族为汉族,以营林造林为主,劳动力较为缺乏,耕地面积有限,主要种植水稻、红薯等粮食作物。 2.3库区地质概况
(1)区域地质
矿区初露地层有冷加溪群、寒武系、泥盆系、石灰系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系。其中冷加溪群分布最为广泛。
区内断裂构造发育,按产出方向及形成先后有近东西向、北西向和北北东向等几组断裂构造,其中以北北东向断裂最为发育,规模也最大,区内主要的断裂构造为北东向、北北东向的区域性深大断裂是区内主要的控岩和导矿构造。
区内岩浆活动中湖南省内最为强烈,而且活动期次最多,燕山期在本区分布最广,区内最大的岩体为金井岩体,岩性为二云母花岗岩。
(2)库区工程地质概况
根据湖南百利科技有限公司提交的《某县某公司某联营工区某尾矿库工程地质勘察报告》(以下简称《工勘报告》),库区地层岩性自上而下可分为:○1尾粉砂(Qml),系人工选矿堆积而成;○2尾粉质粘土(Qml),亦为人工选矿堆积而成;○3人工填土(Qml):主要由粘性土混20%~30%碎石组成,局部为碎石组成,多分布于简易公路旁局部地段,呈松散~稍密状态;○4植物
层(Qml),含碎石及植物根系,除冲沟底部外,斜坡地段均有分布;○5第四系冲洪积碎石(Qal+pl),不均匀地混10%~40%的粘性土及少量砾石,碎石主要成份为板岩、砂岩等,一般粒径2~5㎝,局部含块石,呈棱角状,分选性差,湿~饱和,中密状态,主要分布于冲沟沟底及两侧斜坡坡脚处;○6第四系坡残积粉质粘土(Qdl+pl),约含20% 的碎石,切口稍有光滑,干强度及韧性一般,无摇振反应,稍湿~湿,硬塑状态,主要分布于山坡地段;○7强风化含碳硅质板岩(r3)和○8中风化含碳硅质板岩(r2),矿物成份以绢云母、缘泥石、石英硅质物为主,节理裂隙较发育,一般充填石英脉,岩性坚硬。
(3)地质构造
依据《工勘报告》,尾矿库场地地质构造较为复杂,主要受区域构造的控制,均具有多期活动性特征。场地分布构造以断裂为主,褶皱不发育,总体为一条单斜构造,倾向东,倾角为40~70°,西部具有小规模尖棱褶皱或产状倒转现象。区内断层主要由北西西向和北东向两组,其中北西西向断裂发育较早,断层破碎带主要由构造角砾岩组成,角砾粒径2~10㎝,钙质胶结,胶结良好。
(4)水文地质
库区属剥蚀丘陵区,地形切割较强烈,沟谷发育山坡较陡,多形成“V”字形沟谷,有利于地表水和地下水自然排汇。区内主要地表水体有冲沟小溪及季节性的小山塘,分布于山间谷底,对第四系松散层起着一定的补给作用。
库区的主要含水层有第四系松散的孔隙含水层和冷家溪群坪原组基层风化裂隙弱含水层。冷家溪群坪原组为风化的新鲜岩层厚度巨大,是良好的隔水层。库区水文地质条件属简单类型。
(5)库区稳定性及渗漏性评价
○1库区稳定性评价:库区场地防抗震设计烈度为小于6度区,设计基本地震加速度值小于0.05g。场地内虽分布有断层,但破碎带胶结良好,未见夹
泥带等软弱夹层,表明该断层对场地无明显不利影响,亦未见明显影响场地稳定性的其他不良地质作用,表明场地是稳定的。
○2岸坡稳定性评价:库区岸坡植被茂盛,基本被第四系地层所覆盖,基岩露头呈零星分布。库区岸坡坡向偏南,坡角45°~60°,岩层产状倾向大体为65°,倾角45°,与岸坡走向夹角小于45°,其倾角小于坡角,属岸坡基本稳定结构;岸坡属稳定结构。库区内未见滑坡等不良地质作用,在自然条件下,岸坡是稳定的。
○3库区渗漏性评价:第四系冲洪积碎石为中等透水性地层,仅分布在库区沟谷地段,第四系坡残积粉质质粘土及强风化含碳硅质板岩微弱透水性地层,中风化含碳硅质板岩属不透水地层。区内有区域性断层F通过,但属于压扭性,胶结紧密,后期裂隙多被炭泥质充填,导水性、汉水性较弱,坑道洞中仅见滴水、淋水现象,亦属透水性地层。纵观库区地层分布特点,透水性地层呈半封闭状,在初期坝坝肩,无透水性地层分布,仅分布弱透水性地层,对坝肩渗漏存在一定的影响。由于库区内沟谷地段存在有中等透水性碎石层,为防止坝底渗漏。宜设置防渗斜墙或心墙,防止库底坝体渗漏。
(6)结论
○1尾矿库场地虽分布有区域性断层,但是其破碎带胶结较好,未见滑坡等不良地质作用,场地是稳定的。
○2地层岩性的物理力学指标见表2—1
指标 地层 尾粉砂 尾粉粘土 人工填土 19.0 19.3 19.5 天然重度 承载力特值压缩模量抗剪强度 凝聚力C(KPa) 15 20 / 5×10-4 5×10-6 / 渗透系数K(㎝/S) r(KN/m3) 征ES(MPa) 内摩擦角¢ 4.0 2.5 / 20 16 / ○fak(kPa) 100 80 / 冲洪积碎石 坡残积粉质粘土 含碳硅板岩 强风化 中风化 20.0 18.6 23.0 30.0 300 240 350 1000 26 7.0 / / 35 20 / / / 30 / / 2×10-3 2×10-6 / / ○3库区呈半封闭状,有较好的隔水底板,断层破碎带胶结较好,但库区沟谷地段分布有第四系冲洪积碎石,为中等透水性碎石层。
○4初期坝地基持力层宜为强风化含碳硅质板岩。
○5该地下水水质对砼工结构无腐蚀性,对砼工结构中的钢筋不具有腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。 2.4尾砂物理力学特性
(1)尾砂量:选矿厂规格100t/d,日排放尾砂量66.7t/d,年产尾库矿量:3.42万t/a,约2.31万m3/a.
(2)尾矿矿物成份:尾矿含主要矿物:褐铁矿40%、粘土泥31.43%、石英28.5%,微量不可见金0.5g/t,无毒砂等有害矿物。
(3)尾矿粒度:平均粒径dcp=0.1125㎜,-200目(-0.074㎜)占57.85%。 (4)尾砂比重:2.77t/m3,堆积干密度1.5t/m3。 (5)尾矿浓度:按固体重量百分数计为8.5%~15%。
3尾矿库设计、生产运行现状概况
某尾矿库由某县水利水电勘测设计院设计,于2004年11月建成并投入使用。2006年9月由湖南百利科技有限公司勘探分公司完成了工程地质勘察,并提交了《某尾矿库地质勘察报告书》。
某尾矿库三面环山,一面筑坝,为山谷型,设计为五等库级,初期坝的结构形式采用浆砌石重力坝,属于不透水坝。后期坝采用上游式尾矿堆积筑坝。
该尾矿坝现为初期使用期,大坝为非溢流坝,坝顶标高为62.0,坝底标
高为43.0m,坝高19m,全容量2.95万m3,按100t/d规模可服务3年。中后期使用期,最终堆积坝坝顶高程为84.0m,总库容26.98万m3,按100t/d规模可服务20年。
3.1尾矿库初期坝及其构造
初期坝体为浆砌石重力坝,属不透水性石坝。坝高19m,坝顶宽3m,坝底宽15.0m,全长49.8m;上下游坝坡率为1:1.5;坝底标高43.0m,坝顶标高62.0m,清基深度5m,采用M7.5水泥砂浆砌块石。
初期坝采用上游面设0.60m宽的混凝土防渗墙,0.30m宽的预制混凝土块作防渗墙模板用。上下游坝址设C15混凝土截水槽,坝基设排水廊道。坝基与岩石结合面采用0.40m厚的C15混凝土浇筑而成。外坡坡比1:1,内坡坡比为1:0。
3.2尾矿库排洪与排水系统
某尾矿库的排水系统具有双重功能,○1及时排除库内暴雨,满足防洪要求;○2兼排放库内尾矿澄清水。
该库初期坝高19m,总库容2.95万m3,设计为五等级库,根据设计规程,设计采用防洪标准:正常运行洪水重现期为20~30年(P=5%);非正常运行洪水重现期为50~100年一遇(P=0.5%)。
尾矿库排洪与排水系统采用涵管排洪(排水)方式,库区洪水(排水)经涵管排出尾矿库区,再经溢洪堰排至下游溢洪道。 3.3尾矿排放与筑坝
尾矿库投产使用初期,采用坝前放矿管道均匀分散放矿,放矿管道用支架支撑,根据库内尾矿堆积情况,不断变换管道长度,以实现坝前均匀分散放矿。
中、后期尾矿坝设计采用上游式尾矿筑坝,子坝由尾砂堆积而成。 尾矿沉积滩接近初期坝顶时,开始用尾矿堆积子坝,每级子坝高1m,外
坡坡率1:2,堆下一级子坝时,向库内平堆一个2m宽平台再堆子坝,最终堆积坝外坡平均坡率为1:4。每堆筑两级子坝在沉积滩内距子坝40m处铺设一条排渗(渗水)管。排渗水管上再垂直连接2条PVC排水管,将渗水引出至堆积外坡排水沟。外坡上每4级子坝设一条排水沟。外坡上每4级子坝设一条排水沟。堆积南外坡覆土0.3m厚,并植被草坡。 3.4尾矿输送系统
尾矿库低于选矿厂能构满足自流坡度要求,因而采用管道自流输送方式,尾矿从选厂用Ф200㎜的橡胶软管自流输送至尾矿库内。 3.5生产运行状况
该尾矿库现为初期使用期,该尾矿库于2005年5月投入生产运营以来,目前共堆积尾矿1.5万m3,正在构筑子坝。
目前尾矿库内尾矿干滩面积较大,只有部分尾矿水。该尾矿库的运行基本上按相关技术标准进行生产安全管理,由安全科负责尾矿库安全监督检查,选矿车间负责尾矿库的日常安全管理,配备1名金属非金属矿山尾矿库作业工,1名专职安全管理人员;该库运行基本正常,未曾发生过大的安全事故。但是,尾矿库管理有不到位的现象,尾矿坝上的尾矿输送管道破裂,没有及时更换输送管道,仍在排放尾矿,导致尾矿沿基础坝体顶部、坡面外泄。
某尾矿库基本情况如下: 尾矿库基本情况表
序号 项目 尾矿库名称 1 基本情况 尾矿库型式 地理位置 坝高 2 初期坝 类型 筑坝材料 反滤层 19m 不透水浆砌石坝 砼工、尾砂 山谷型 基本情况 某尾矿库 尾矿库等别 某县三阳乡某村 坝顶高程 62.0m 坝顶宽度 坝坡 土工布 有效库容 1.18万m3 3m 上、下游 1:1 1:0 五等 类型 3 后期坝 堆积坝高程 总库容 上游式尾矿坝 84.0m 26.98万m3 平均坝坡 最终坝高 堆积坝底高程 下游平均1:4 41m 43.0m 基本型式:涵管排洪(排水)方式 4 排洪系统 排水构筑物 规格参数:排洪涵管采用内径600㎜,壁厚100㎜,管长2.0m,为承插式接逢的预应力钢筋混凝土管。 汇水面积 5 防洪标准 调洪库容 6 尾矿水处理系统 尾矿特征 曾出现的8 问题及解决方法 目前正在使用,到目前为止,没有出现安全事故。 回水方式 尾矿粒度 7 尾矿堆积干密度 循环 0.07KM2 安全超高 初期0.80M 中后期0.98M 初期1.18×104m3,中、后期2.95万M3 尾矿库水净化处理 平均粒径dcp=0.1125㎜ 1.5t/m3 沉淀 4主要危险、危害因素辨识与分析
尾矿库是矿山重要的生产设施,也是矿山危险性较大的设施,是矿山的重要组成部分。现在世界上把尾矿库危害列为所有各种(共95种)重大灾害中的第18位。所以辨识尾矿库的设计、施工、生产运行全过程中可能存在的危险、有害因素及其危害程度,是确保尾矿库安全的前提。
根据对某县某公司某联营工区某尾矿库现有尾矿坝、尾矿排放与筑坝、排渗设施与排渗控制、排水构筑物、尾矿输送、尾矿库周边环境等生产活动状态的调查和分析,认为该尾矿库可能存在溃坝、洪水漫顶、库区岸坡山体滑坡、管涌、高处坠落、淹溺、雷击、物体打击、粉尘、废水等主要危险、危害因素。 4.1溃坝危害
尾矿库一旦发生溃坝,不仅严重影响矿山正常生产,更重要的是将对下游地区的人员生命和财产造成巨大危害,对环境造成严重污染。由于勘察、设计、施工、生产使用和管理的全过程中,任何一个环节有问题,都可能导
致尾矿库不能正常使用,甚至发生溃坝事故的发生。
(1)可能造成溃坝事故的主要因素
○1自然条件不良,如库区或坝体存在地形、地质、水文气象、尾矿性质、地震等影响尾矿库及各构筑物稳定性的不利因素。尾矿库地处在三面环山的山谷中,库区边坡较陡,汇水面积较大,当出现暴雨时,有可能形成冲击力,破坏力很强的山洪、泥石流或特大山洪暴发,山洪的爆发冲击库区上游周边山体,导致山体滑坡。
○2勘察工作不细致,对尾矿库工程地质与水文地质勘察不详细,对库区、坝基、排洪管线等处影响尾矿库及各构筑物稳定性的不良地质条件未查明;
○3设计考虑不周密,如对尾矿库建设环境和运行特点认识不足,或设计人员技能水平低下,经验不足,造成初期尾矿坝的稳定性不能满足设计规范要求;尾矿坝设计构筑级别与防洪级别不够,排洪设施、防洪能力不能满足设计规范要求等;
○4施工质量低略低劣,没有按照设计要求施工,施工质量达不到规范与设计要求,如初期坝施工中清基不彻底,坝体密实度不均,坝料不符合要求,反滤层铺设不当等;
○5尾矿库生产运行中管理不当,放矿管理不善,不按照规定排放尾矿,造成尾矿坝体不均匀而发生渗漏水,库内水位过高或干滩长度过短等;
○6其他因素的影响,如人们对尾矿库重要性的认识程度不高,周边人际关系协调不到位,在库区和尾矿坝上进行乱采、滥挖、爆破等非法作业,都有可能造成安全事故的发生,直接影响尾矿库技术发展水平。
(2)危害形式
尾矿库溃坝因其突发性较强,其危害程度严重,破坏影响力巨大。某尾矿库库区下游主要有某村居民点,房屋3栋,活动人口100人,耕地680亩,山林5864亩。因而,该尾矿库如果溃坝,则危害程度是极其严重的,将会对
下游人员生命和财产构成严重的危害。危害主要有:
○1造成村庄、山林、农田被大量尾矿泥石流和水冲毁; ○2可能造成库区下游范围内的人员伤亡;
○3严重阻塞线、江、冲、溪,污染线江冲溪的水质及沿途土石环境; ○4对矿山正常安全生产造成极大的经济损失。
该库系初期使用,根据现场情况,发生尾矿溃坝事件的可能性不大,危险性较小,但尾矿库溃坝会造成直接重大经济损失,危害程度严重。 4.2洪水漫坝
(1)造成洪水漫坝的主要原因:
○1排洪系统能力不够,排洪设施、排水能力不符合设计要求; ○2尾矿库的调洪能力和安全超高过小; ○3排洪系统被泥砂堵塞,排水不畅;
○4排洪设施已损坏没有及时修复,排水不畅或不能排洪。 (2)危害形式
尾矿库洪水漫坝因其突发性较强,其危害也是极其严重的。主要是在村庄、农田、山林被洪水和尾砂冲毁,污染线江冲溪的水质及沿途土石环境,并有可能造成溃坝事件,殃及下游人员生命和财产安全。
由于该尾矿库汇水面积不大,排洪系统按规范设计,因此,发生洪水漫坝事故的可能性较小,但是漫坝事故的危害程度还是较为严重的。 4.3库区岸坡山体滑坡危害
(1)造成岸坡山体滑坡是指岸坡上的岩土物质沿一定的软弱带或面做整体下滑的运动。造成库区山体滑坡的主要因素有:
○1库区岸坡周边存在不良地质条件,稳定性差;
○2库区内尾砂外溢对土壤有一定的程度的破坏,可能局部影响周边山体的稳定性,从而导致山体局部失稳、滑坡;
○3梅雨季节雨水量过大有可能形成冲击力、破坏力很强的山洪或特大山洪爆发,山洪爆发直接冲击库区上游岸坡周边山体,导致山体滑坡。
(2)危害形式
库区岸坡周边山体稳定性因素直接影响尾矿库的安全,有可能造成洪水漫坝,破坏坝体构筑物及防洪设施,更为严重的是造成尾矿坝决口、溃坝。
由于库区岸坡植被茂盛,岸坡属于稳定结构,库区内未见滑坡等不良地质作用,在自然条件下,岸坡是稳定的。因此,发生较大山体滑坡的可能性不大,但滑坡滑坡危害程度较大。东岸坡上的简易公路有可能发生局部的边坡失稳,应引起高度重视,加强监护检查管理。 4.4管涌危害
(1)造成管涌的主要因素
○1坝基和坝肩处存在软弱夹层等不良地质现象,并且施工时未进行处理; ○2初期坝反滤层没有达到设计要求或已失效,坝坡将会发生管涌、流土。 (2)危害形式
管涌对尾矿库具有较大的危害性,具体表现在: ○1对线江冲溪的水质及沿途土石环境构成污染;
○2管涌不断冲刷并带走尾砂,直径将之增大,最终有可能造成滑坡、决口、垮坝。
目前,坝体渗流出的水清澈,没有发生有漏砂现象,坝体发生管涌事故的可能性较小,但是,管涌危害程度较大,应加强监护和监督管理。 4.5淹溺危害
(1)造成淹溺事故的主要因素
在尾矿库生产运行期间,作业人员在库区内巡视检查、尾矿排放、管道维护、排水斜槽清理等作业时,存在淹溺危险。造成淹溺事故的
主要因素为:
○1巡视库区时不小心从高处坠入库内水域;
○2在进行尾矿排放管道支架架设、放矿管道移动等尾矿排放作业过程中,作业人员无安全防护措施或注意力不集中从高处坠入库内水域;
○3无安全防护措施进入库区水域; ○4照明条件不良;
○5没有设置护栏或护栏不符合安全规程要求; ○6地面湿滑。 (2)危害形式
由于尾矿库系山谷型,三面环山,一面筑坝,目前库区内有一定的水域面积,在汛期大雨,库内水域汇水面积增大。因此,在生产、巡视检查等过程中有可能发生落水,造成淹溺事故;特别是在汛期最容易发生。主要存在部位是在尾矿库排放处和库区周边。
目前,库内水域面积相对较大,易发生淹溺事故,可能造成较大程度危害。 4.6高处坠落
高处坠落是指基准面2m以上的高度上进行作业时,作业人员有可能从高处坠落下来,而造成人身伤亡。该尾矿库尾矿排放管道支架较高,库内岸坡较陡,在雨季行人(作业人员或周围居民)容易造成滑倒。因此,在生产、巡视检查等过程中,特别是在进行尾矿排放管支架架设、放矿管道移动等尾矿排放作业过程中,有可能发生高处坠落。主要存在部位:尾矿排放处、坝体处、库内岸坡。
目前,库区发生高处坠落事故的可能性较大,且危害程度较大。 4.7雷击危害
本库区发生较高频率的雷击现象,尾矿库作业人员有遭到雷击的可能性,从而造成人员伤亡事故;尾矿坝及其构筑物遭到雷击时,有可能使坝体出现
断裂、位移等危害,直接威胁其安全及其防洪能力,可能造成财产损失。 4.8物体打击
在尾矿排放过程中,需将排放管及时移动,在移动过程中有可能造成砸伤,发生物体打击事故。打击事故发生的可能性较大,但是,危害程度相对较小。 4.9粉尘危害
粉尘既危害人体身体健康,有影响生产,污染周边大气环境。由于尾砂颗粒之间缺乏粘性,经长期风吹日晒,每逢干燥刮风季节,库区粉尘会漂浮于空气中会形成粉尘源,造成扬沙现象,对大气造成污染。
产生粉尘的地方主要是库内干滩面,库内尾砂干滩上的细粒尾砂受气候条件的影响被风扬起,产生粉尘。
该库库内尾砂粒径较小,下游有工业区及居民区,但是,目前干滩面积很小。对人和环境造成危害的可能性很小。 4.10地震危害
根据国家地震局2001年6月颁发的《中国地震动参数区划图》GB18306—2001,该地区地震烈度为6级,设计时该尾矿库按照地震烈度为6级设防。鉴于地震发生可严重威胁尾矿库的安全,对下游的居民生命和财产以及生产生活设施造成巨大损失,对地震的危害应引起足够重视。 4.11废气、废水危害
尾矿水中含有选矿药剂成份,对环境有害,有可能污染线、江、冲、溪的水质及沿途土石环境。但是,对该库尾矿渗流水进行了回收利用,因此对当地居民生产生活不会造成危害。 4.12危险、有害因素评价结论
综上所述,评价组认为该库存在溃坝、洪水漫坝、库区岸坡山体滑坡、管涌、高处坠落、淹溺、雷击、物体打击、粉尘危害、地震、废气、废水等
主要危险、危害因素。其中溃坝和岸坡山体滑坡会引发重大安全事故,有可能造成重大人员伤亡和财产损失以及环境污染,属于重大危险有害因素,虽然发生的可能性相对较小,但是,该矿应引起高度重视;高处坠落、淹溺、雷击、物体打击和粉尘危害虽然不会产生严重的安全事故,但是,容易发生,因而也应引起足够重视,加强安全教育培训工作。
5评价单元的划分与评价方法的选择
5.1评价单元划分
划分评价单元的目的是为了便于评价工作的有序进行,并有利于提高评价工作的准确性、科学性。单元的划分一般依据项目规模、性质、工程的结构、功能、生产工艺、装置、材料等的特点和特征,以及危险、有害因素的类别,分别加以划分。
由于本次安全评价将为湖南省安全生产监督管理局发放尾矿库安全生产许可证提供重要依据,根据《非煤矿山安全评价导则》的要求,结合该尾矿库的运行特点,本安全评价的单元划分采用功能和区域划分,分别为:安全管理单元、尾矿坝单元、尾矿排放与堆筑单元、防洪与排水单元、库区环境等5个单元。 5.2评价方法选择
本次评价主要的目的是:分析尾矿库可能存在的危险、危害因素及可能发生的事故类型和严重程度,并提出有针对性的安全措施建议。因此,本评价采用安全系统工程的方法进行,这些评价方法有许多优越性,因为它不但可以对事故进行定性、定量分析,而且可以对事故的发生与否进行预测。适宜于尾矿库的安全评价方法有:
(1)安全检查表法(SCL),此方法简单易行,可对系统进行定性的分析评价。
(2)事故树分析法(FTA),利用事故树来定性、定量的分析评价。 (3)故障类型及影响分析方法(FMEA)根据各自系统的故障类型来定型的对系统分析评价。
(4)危险可操作性分析(HAZOP)。
(5)事件树分析法(ETA),利用事件树来定性分析评价。
(6)预先危险性分析法(PHA),在系统设计支初对系统进行初步定性分析评价。
(7)危险指数评价方法(F&EI),利用每一个子系统的危险指数值,来计算系统的危险指数值的评级方法,此方法计算比较精确,但计算比较繁琐。
(8)人的可靠性分析方法(HRA),利用人的可靠性的概率来计算系统的可靠性的分析评价方法。
(9)概率危险评价方法(PBHA),通过分析子系统的可靠性来计算整个系统的可靠性的概率大小的评价方法。
根据从尾矿库得到的实际资料以及拟评价问题的特征,通过综合分析比较,安全检查表法、事故树分析法比较适合此次评价的需要。 5.3评价方法简介 5.3.1安全检查表法
(1)安全检查表
安全检查表是进行安全检查,发现潜在的基础工具和清单,至今仍然作为国内外普遍使用的评价方法。在应用过程中,安全检查表的功能和作用体现在以下几个方面:
○1规范安全监管、监察人员的行为。安全检查表是采用系统的方法,针对某一生产系统(设备)的安全状况或按某一专门领域和范畴事先编制和拟定好的检查清单或者备忘录,供监管、监察人员应用,克服了传统的安全监管、监察工作的随意性、盲目性,规范了安全监管、监察人员的监督检查行
为。
○2预测、预报事故隐患。安全检查表是由具有较高理论水平和丰富实践经验的专业技术人员研制编写的,涵盖的内容系统全面、重点突出,具有较强的实用性和针对性。实践证明,安全监管、监察人员只要以此为蓝本,对企业的生产系统、设备等进行监督检查或有计划地考察某一企业的安全状况,可以及时发现事故隐患,提前采取预防措施,把事故消除在萌芽状态。
○3加强企业法制化建设。安全检查表是以相关法律、法规、标准、技术规程为主要依据研制和编写的,具有较强的法律约束力。长期应用,可以促进企业法制管理,员工按操作规程作业,监管人员依法监督的法制化建设。
○4提升企业现代安全科学管理水平。安全检查表是企业实现现代安全科学管理水平的切入点,经过长期实践和不断修改完善,可逐步形成企业安全生产管理的系统化、程序化和规范化,进而与国际职业安全健康工作接轨,提高企业现代安全科学管理水平。
○5提高全员安全素质。安全检查表涵盖的内容全面充分、条款简明、易于掌握、通俗易懂等特点,正是广大员工在生产操作规程中所急需的安全知识和法律法规基础知识。在研制和编写过程中,采用一问一答的方式,给人以印象深刻,使不同文化水平的员工都能够知道在生产操作过程中,怎样做才是正确的、安全的。
(2)安全检查表类型
主要有:○1设计审查用检查表;○2矿级安全检查表;○3车间用安全检查表;○4专业性安全检查表。
根据此次评价的要求,选择了矿级与工段及岗位用安全检查表相结合的形式。
(3)安全检查表评价的基本程序
尾矿库涉及到许多因素,尾矿库安全检查表的编制是一项十分复杂的工
作,包括人、机、环境等要素。某尾矿库安全检查表评价的基本程序是:○1熟悉系统;○2全面收集评审有关资料;○3按照功能或结构将系统划分为子系统或单元;○4研制编写安全检查表。
5.3.2事故树分析法 (1)事故树分析概述
事故树分析(ATA)是安全系统工程的重要的分析方法之一,它能对各种系统的危险性进行辨识和评价,不仅能分析出事故的直接原因,而且能深入揭示出事故的潜在的原因。用它描述事故的因果关系,具有直观、明了、思路清晰、逻辑性强,即可定性分析又可定量分析。事故树是由各种符号和其连接的逻辑门组成的。采用的符号有:事件符号、逻辑门符号、转移符号。
(2)基本分析程序
○1熟悉系统:要求确实了解系统情况,包括工作程序、各种重要参数、作业情况。必要时画出工艺流程图和布置图。
○2调查事故:要求在过去事故事例、有关事故统计基础上,尽量广泛地调查所能与想到的事故,既包括已发生的事故和可能发生的事故。
○3确定顶上事件:所谓顶上事件,就是我们所要分析的对象事件。分析系统发生事故的损失和频率大小,从中找出后果严重,且较容易发生的事故,作为分析的顶上事件。
○4确定目标:根据以往的事故纪录和同类系统的事故资料,进行统计分析,求出事故发生的概率(或频率),然后根据这一事故的严重程度,确定我们所要控制的事故发生概率的目标值。
○5调查原因事件:调查与事故有关的所有原因事件和各种因素,包括设备故障、机械故障、操作者的失误、管理和指挥错误、环境因素等,尽量详细查清原因和影响。
○6画出事故树:根据上述资料,从顶上事件起进行演绎分析,一级一级
地找出所有直接原因事件,直到所要分析的深度,按照其逻辑关系,划出事故树。
○7定性分析:根据事故树结构进行化简,求出最小割集和最小径集,确定个基本事件的结构重要度排序。
○8计算顶上事件发生概率:首先根据所调查的情况资料,确定所有原因事件的发生概率,并标在事故树上。根据这些基本数据,求出顶上事件(事故)发生概率。
○9进行比较:要根据可维修系统和不可维修系统分别考虑。对可维修系统,把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较,如二者不符,则必须重新研究,看原因事件是否齐全,事故树逻辑关系是否清楚,基本原因事件的数值是否设定得过高或过低等。对不可维修系统,求出顶上事件发生的概率即可。
10定量分析:定量分析包括下列三个方面的内容:○○1发生概率超过预定的目标时,要研究降低事故发生概率的所有可能途径,可从最小割集着手,从中选出最佳方案;○2最小径集,找出根除事故的可能性,从中选出最佳方案;○3本原因事件的临界重要度系数,从而对需要治理的原因事件按临界重要度系数大小进行排队,或编出安全检查表,以求加强人为控制。
事故树分析方法原则上是这10个步骤。但在具体分析时,可以根据分析的目的、投入人力、物力的多少,人员分析能力的高低,以及对基础数据的掌握程度等,分别进行到不同步骤。如果事故树规模很大,也可以借助计算机进行分析。
6安全管理评价
尾矿库的安全管理对确保尾矿库的安全运行至关重要。为此,《中华人民共和国安全生产法》、《国务院关于进一步加强安全生产工作的决定》、《中华人民共和国矿山安全法》、《尾矿库安全管理规定》、《安全生产许可证条例》
和《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》等都对矿山企业的安全管理和主要负责人的安全责任都有明确的规定和要求。
《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》中第二章的第五条明确规定,企业取得安全生产许可证,应当具备下列安全生产条件:
(1)建立、健全主要负责人、分管负责人、安全生产管理人员、职能部门、岗位安全生产责任制;制定安全检查制度、职业危害预防制度、安全教育培训制度、生产安全事故管理制度、重大危险源监控和重大隐患整改制度、设备安全管理制度、安全生产档案管理制度、安全生产奖惩制度等规章制度;制定安全规程和各工种操作规程。
(2)安全投入符合安全生产要求,按照有关规定提取安全技术措施专项经费;
(3)设置安全生产管理机构,配备专职安全生产管理人员;
(4)主要负责人和安全生产管理人员的安全知识和管理能力经考核合格;
(5)特种作业人员经有关业务主管部门考核合格,取得特种作业操作资格证书;
(6)其它从业人员按照规定接受安全生产教育和培训,并经考试合格; (7)依法参加工伤保险,为从业人员缴纳保险费;
(8)对有职业危害的场所进行定期检测;有防治职业危害的具 体措施,并按规定为从业人员配备符合国家标准或者行业标准的劳 动防护用品;
(9)依法进行安全评价
(10)对作业环境安全条件和危险性较大的设备进行定期检测,有预防事故的安全技术保障措施;
(11)制订井喷失控、中毒窒息、边坡坍塌、冒顶片帮、透水及坠井等各种事故以及采矿诱发地质灾害等事故的应急救援预案
(12)石油天然气储运设施、露天边坡、人员提升设备、尾矿库、排土场、爆破器材库等易发生事故的场所、设施、设备,有登记档案和检测、评估报告及监控措施;
(13)建立事故应急救援组织,配备必要的应急救援器材、设备;生产规模较小可以不建事故应急救援组织,应当指定兼职的应急救援人员,并与邻近的事故应急救援组织签订救护协议。 6.1安全管理适应性分析
为了解和熟悉某尾矿库安全管理现状,评价组成员查看了有关文献、资料,向管理人员、技术人员了解情况,现场踏勘。调查内容包括:安全生产责任制;安全生产管理机构及人员;安全生产规章制度;安全生产教育;安全技术措施与整改、经费计划及实施;安全生产检查;应急救位务体系。
(1)安全生产责任制
建立的各级管理人员安全生产责任制主要有:矿长安全生产职责,分管安全生产工作的副矿长安全生产职责,分管其它工作副矿长安全生产职责,分管技术副矿长安全生产职责,各职能部门负责人安全生产职责,选矿车间主任安全生产职责,班组长安全生产职责等。
建立的各级职能部门安全生产责任制主要有:安全管理科安全生产职责,选矿车间、尾矿工段或班组安全生产职责等。
建立了主要负责人、分管负责人、安全生产管理人员、职能部门、岗位等安全生产责任制。明确了矿长、主管矿长、选厂、工程技术人员、班组长的职责。主要有:以矿长为第一责任人的尾矿库安全生产责任制,明确了矿长对安全生产工作负全面领导负责;生产副矿长对生产管理方面的安全生产、劳动保护、工业卫生负直接领导责任;分管技术副矿长对安全生产工作在技术上全面负责等。
某县黄金开发总公司某联营工区建立了各级安全生产责任制,各项条款
基本符合相关法律、法规要求。但是,但存在着某些需要改进与完善的地方,如:部分负责人对尾矿库的安全生产管理职责不是太清楚,并且在落实上存在一定缺陷。
(2)安全生产规章制度与安全规程
建立了基本的各项安全生产管理规章制度。包括《尾矿库安全管理制度》、《安全检查制度》、《职业危害预防制度》、《安全教育培训制度》、《生产安全事政管理制度》、《重大危险源监控和重大隐患整改制度》、《设备安全管理制度》、《安全生产档案管理制度》、《安全生产奖惩制度》.《安全目标管理制度》、《安全技术审批制度》、《安全办公会议制度》等企业确保安全生产的规章制度12项。这些安全生产管理制度基本上为该尾矿库的安全运行提供了制度上的保障。
制定和执行的尾矿库作业安全规程和各工种操作规程有:《尾矿坝作业安全规程》、《尾矿坝作业操作规程》等6项。
安全生产规章制度与安全规程得到了较好执行;职工基本能熟练掌握各自的安全操作规程及注意事项。
但有些制度存在不足之处,尚需建立或完善。如:所有安全生产规章制度应以矿文件的方式下发。
(3)某县黄金开发总公司某联营工区安全生产管理机构,设有安全生产领导小组,由主要负责人任组长,设有2个副组长,成员由技术负责人和矿部门负责人以及车间、工区等单位负责人组成,负责全矿的安全生产指挥、管理工作。
矿安全管理机构组成如图6-1所示
矿安全领导小组组长 陈松青 ↓
矿安全领导小组副组长 黄娓涛童和平 ↓ 委 员 童晚良赖正根赖福元
图6-1矿安全管理机构组成
矿山设置有专门的安全管理机构即安全科,并配备了2名专职安全员,1名金属非金属矿山尾矿坝筑坝作业工,矿山专职安全管理人员2人。由安全科全面负责尾矿库的安全生产监督管理工作,选厂负责人具体负责尾矿库的安全生产日常管理工作,专职安全员在选厂和安全科领导下,负责分管区域内的安全工作,金属非金属矿山尾矿坝筑坝工负责尾矿库的专项作业工作。
按规定成立了相应的安全管理机构,并配备了相应安全管理人员,配备的专职安全管理人员数符合《湖南省安全生产条例》规定的1%的比例,从事尾矿库专职作业人员已取得《金属非金属矿山尾矿坝作业特种操作证》,持证上岗。
(4)安全投入及安全技术措施专项经费
安全经费投入、安全技术措施、经费计划是确保尾矿库安全运行条件的主要管理措施,也是整改生产过程中出现的事故隐患的主要技术手段。该矿2005年安全投入了8.0余万元,用于排水外槽的改造,整治隐患和安全教育培训。
(5)安全生产教育、培训工作
安全生产教育、培训是矿山安全生产的重要环节,为了使干部、职工牢固树立“安全第一,预防为主、综合治理”思想,确保矿山尾矿库生产安全,矿山开展了一系列的安全生产教育、培训工作。让干部、工人了解有关安全生产的法律法规、安全技术知识,熟悉各项规章制度、安全技术操作规程。
据查矿山安全生产教育、培训工作主要做了如下工作。
①主要负责人、分管安全工作负责人和安全生产管理人已通过专门安全培训,考核合格。有2人参了非煤矿山的主要负责人安全资格培训,并获得岳阳市安全生产监督管理局颁发的“主要负责人安全生产资格证书”,2人获得了相关部门颁发的“安全管理人员资格证书”。
○2矿山特种作业人员通过专门培训。如有1人获得了岳阳市安全生产监督管理局颁发的“金属非金属矿山筑坝作业操作证”,取得上岗资格证。
③对从业人员采用一定的方式进行了基本的安全知识培训,新工人或调换新工种工人上岗前,进行一定的矿级、车间和班级级三级安全教力经考试合格方准进入操作岗位;
该矿缺少尾矿库尾矿坝作业规程、安全生产教育、培训工作存在一定缺陷,有待于进一步加强。主要为:在安全教育和考核力度有一定缺陷;应坚持采取多层次、多渠道、多形式对职工进行安全教育;在新上岗的教育培训工作上存在一定缺陷和漏洞;尾矿库运行安全知识和技能的宣传有待进一步提高,培训考核档案管理尚需加强。
(6)生产安全事故应急救援体系
重大事故一旦发生,很可能造成重大人员伤亡和财产损失。为了能够减弱和降低事故造成伤害程度,应制定安全事故应急救援预案。该矿针对尾矿库生产运行活动中存在的重大危险危害因素,制定了相应的应急救援预案,建立了兼职应急救援机构,配备了人员、设备和设施,并与某县人民医院签了救援协议。为确保尾矿库汛期安全运行,制定了《尾矿库防洪应急救援预案人包括成立防洪防汛领导小组,建立防洪值班制度,明确了防洪物质贮备。本预案尚存在一些的不足,主要表现为缺少预案演练的记录等。 6.2安全管理检查表评价
为评价该尾矿库是否符合《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》和
《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)等相关法律法规、标准规范中有关安全管理规定的要求,本次安全评价采用安全检查表对该尾矿库的安全管理现状,进行现场核查,结果见表6-1。
表6-1尾矿库安全生产管理单元检查表
序号 标准 检查办法 检查结果 建立矿长、分管安全生产工作的副矿长、分管其它工作副矿长、分管技术副矿长、各职能部门负责人、选厂厂长、班组长安全生产等职责安全生产责任制。明确了矿长、主管副矿长、选厂厂长、工程技术人员、班组长的职责。 建立了基本的各项安全生产管理规章制度。包括《尾矿库安全管理制度》、《安全检查制度》、《职业危害预防制度》、《安全教育培训制度》、《生产安全事故管理制度》、《重大危险源监控和重大隐患整改制度》、《设备安全管理制度》、《安全生产档案管理制度》、《安全生产奖惩制度》等尾矿企业确保安全生产的规章制度12项。 制定和执行的尾矿库作业安全规程和各工种操作规程有:《金属非金属矿山尾坝作业安全规程》、《金属非金属矿山尾矿山尾矿坝作业工操作规程》等。 该矿2005年安全投入8.0余万元,用于隐患整治和安全教育培训工作,安全投入符合安全生产要求。 该矿设有安全生产领导小组,设组长1名,设有副组长2名,成员由技术负责人和矿部门负责人以及选厂等单位负责组成,负责全矿的安全生产指挥、管理工作。 矿山设置有专门的安全管理机构即安全科,并配备了1名专职安全员,符合性 建立、健全主要负责人、分管负责人、安全生产管理人员、职能部门、岗位安全生产责任制;制定安全检查制度、职业危害预防制度、安全教育培训制1 度、生产安全事故管理制度、重大危险源监控和重大隐患整改制度、设备安全管理制度、安全生产档案管理制度、安全生产奖惩制度等规章制度;制定安全规程和各工种操作规程。 查 资 料 符合 安全投入符合安全生产要求,按照有关2 规定撮安全技术措施专项经费。 查 资 料 符合 设置安全生产管3 理机构,配备专职安全生产管理人员。 查 资 料 符合 主要负责人和安全生产管理人员的安4 全知识和管理能力经考核合格 查 资 料 矿山专职安全管理人员2人。由安全科全面负责尾矿库的安全生产日常管理工作,专职安全员在车间和安全科领导下,负责分管区域内的安全工作,金属非金属矿山尾矿坝作业工负责尾矿库的专项作业工作。 主要负责人、分管安全工作负责人和安全生产管理人已通过专门安全培训,考核合格。有2人参加了非煤矿山的主要负责人安全资格培训,并获得岳阳市安全生产监督管理局颁发的“主要负责人安全生产资格证书”,2人获得了相关部门颁发的“安全管理人员资格证书”。 1人获得了岳阳市安全生产监督管理局颁发的“金属非金属矿山尾矿库筑坝作业操作证”,取得上岗资格证。 对从业人员采用一定的方式进行了基本的安全知识培训,新工人或调换新工种工人上岗前,进行一定的矿级、工区(选厂)和班组级三级安全教育。 提供有关参保单证 符合 5 6 7 8 9 10 特种作业人员经有关业务主管部门考核合格,取得特种作业操作资格证书。 其它从业人员按照规定接受安全生产教育和培训,并经考试合格。 依法参加工伤保险,为从业人员缴纳保险费。 对有职业危害的场所进行定期检测,有防治职业危害的具体措施,并按规定为从业人员配备符合国家标准或者行业标准的劳动防护用品。 对作业环境安全条件和危险性较大的设备进行定期检测,有预防事故的安全技术保障措施。 石油天然气储运设施、露天边坡、人员提升设备、尾矿库、排土场、爆破器材库等易发生事故的场所、设施、设备,有登记档案查 资 料 查 资 料 查 资 料 符合 符合 符合 查 资 料 矿山对有尾矿库职业危害的场所进行定期检测,有防治职业危害的具体措施,并按规定为尾矿库从业人员配备符合国家标准或者行业标准的劳动防护用品。 符合 查 资 料 无此项 — 查 资 料 尾矿库列为公司重大危险源,重点管理但没有登记档案。 符合 和检测、评估报告及监控措施。 制订井喷失控、中毒窒息、边坡坍塌、冒顶片帮、透水及坠井等11 各种事故以及采矿诱发地质灾害等事故的应急救援预案。 建立事故应急救援组织,配备必要的应急求援器材、设备;生产规模较小可以不建12 立事故应急救援组织的,应当指定兼职的应急救援人员,并与邻近的事故应急救援组织签订救护协议。 有设计资质的设计13 单位设计的开采和附图。 查 资 料 制定了《尾矿库防洪应急救援预案》等应急救援措施。 符合 查 资 料 建立了兼职应急救援机构,配备了人员、设备和设施,并与某县人民医院签了救援协议。 符合 查 资 料 有设计资质的单位进行设计并有附图。 符合 6.3安全管理适应性评价结果
对照《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》中企业取得安全生产许可证,应当具备有关安全生产条件之规定,以及《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)的规定,对从某联营工区的安全生产责任制,安全生产规章制度,作业安全规程和各工种操作规程,安全生产管理机构及人员,安全技术措施、经费计划及实施,应急救援体系等方面进行了文件资料查阅和现场考查分析(见表6-1),得出如下结论:
该公司建立主要负责人和相应人员的安全生产责任制,明确了各自职责,制定了《某县黄金开发总公司某联营工区尾矿库安全管理制度》等各项安全生产管理规章制度,制定了《某工区尾矿库作业安全规程》等尾矿库作业安全规程和各工种操作规程,安全生管理机构设置合理,配备了有关安全管理人员,制定了《尾矿库防洪应急救援预案》等应急救援措施;建立了兼职应急救援机构,尾矿库的设计由具有资质单位勘察、设计。
评价组认为:
(1)某尾矿库安全生产管理机构和规章制度健全,符合《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)中正常库运行安全管理必备的条件;
(2)该库安全生产管理相对于目前尾矿库的安全运行基本适应,基本符合《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》中企业取得安全生产许可证应当具备有关安全生产条件的规定。
某尾矿库的安全管理相对于目前的尾矿库的安全运行是基本适应的。但是,尾矿库的运行是一个动态的过程,安全管理在有些方面仍需进一步改进和提高,以使安全管理在基本适应的基础上更进一步。为此,特提出如下安全管理改进方面的措施和建议:
(1)尾矿库安全生产职责落实上存在缺陷,应进一步明确和落实各自职责;
(2)尾矿库工程档案不够完善,应进一步充实尾矿库工程档案; (3)缺少应急救援预案演练,完善应急救援能力、提高应急救援水平; (4)加强针对尾矿库制定并完善应急救援预案。 (5)尾矿库应建立建档,做好监控措施。
7 尾矿库生产系统定性评价
7.1单元定性评价 7.1.1尾矿坝单元
评价组对尾矿坝设计、轮廓尺寸,变形,裂缝、滑坡和渗漏,坝面保护等进行了现场勘察。结果如下:
某尾矿坝由湖南百利科技有限公司勘察分公司完成工程地质勘察,某县水利水电勘测设计院进行设计。经过了正规的工程地质勘察和正规设计。
该坝分浆砌石重力初期坝和尾矿堆筑后期坝。初期坝体为不透水石坝,外坡坡度1:1.0,初期坝坝高19.0m,坝全长49.2m,坝顶宽3m,符合规范
要求。初期坝坝顶和下游坡面均采用混凝土结构护顶和护坡,采用了丙纶无纺土工布作反滤层,采用人工基础开挖、砼垫层浇筑、大坝砌筑初期坝,符合设计要求。
现场勘察表明尾矿坝体仍主要存在如下问题需要改进与完善: 尾矿坝上未设置安全警示标志。 7.1.2尾矿排放与堆筑单元
评价组对该尾矿库岸坡清理、尾矿排放、尾矿推筑等环节进行了现场勘察。该尾矿库的尾矿坝后期坝设计采用上游式尾矿筑坝法,日前采用的排放方式是坝前均匀放矿,沉积干滩长度及坡比满足规范要求,下游尾矿坝堆积总坡比没有陡于规程规定。坝顶及沉积滩面基本均匀平整,粗粒尾矿沉积于坝前,细粒尾矿排至库内;在沉积滩范围内没有大面积矿泥沉积,没有发现出现侧坡、扇形坡或细粒尾矿大量集中沉积于某端或某侧的现象;基本符合相关技术标准、规范要求。 7.1.3防洪与排水单元
排洪系统采用溢流排洪管排水方式。排洪涵管采用内径600㎜,壁厚100㎜,管长2.0m,为承插式接逢的预应力钢筋混凝土管。尾矿库目前(后期)的排洪方式:洪水期,通过钢筋混凝土排水管,穿过初期坝排出坝外。非洪水期,正常排泄尾矿水进入澄清池中。
某尾矿库初期坝设计为(坝顶高程62.0m),有效库容1.18万m3,根据《选矿厂尾矿设施设计规范》之规定,该库属五等尾矿库。设计对初期坝和中、后期的防洪能力进行了计算。防洪标准按目前现状(堆积标高62.0m):初期按20年一遇洪水重现期,中、后期按100年一遇洪水重现期,符合现行设计标准要求。
排洪(水)系统存在的问题为:①尾矿库排水涵管进水口未设置格栅,砂、石及杂物易堵塞进水口,易造成排水涵管淤堵现象;②尾矿库岸坡应设
置稳定性较强排水沟,应采用浆砌石护墙;③溢流口处未设置安全警示标志(未设置醒目的库水位标志)。 7.1.4库区环境单元
某尾矿库三面环山,据《工勘报告》,没有滑坡和卸荷裂隙带存在,东西两坝肩分别为两个厚度为200米和150来的山脊;具足够的抗滑稳定能力;坝基下方距村级路150米左右;即使洪水期亦不会发生冲刷坝体的现象。此外,库的南、北岸100m左右范围内没有耕地、农田,100m左右范围以外植被茂盛,库的北岸有一山沟,植被较好;因此,库区周边山体出现较大滑坡、发生塌方和泥石流的可能性较小。
目前库区基本上没有发现违章爆破、采石和建筑,违章进行尾矿回采、取水,外来尾矿、废石、废水和废弃物排入等情况。
但库的北面150m以外有耕地农田、沙石公路、村庄,有村民居住,应引起重视,防止当地农民采伐山林活动对库区造成破坏。 7.2尾矿库生产系统评价 7.2.1 生产系统安全检查表
为评价该尾矿库是否符合《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》等相关法律法规和标准中对尾矿库生产系统规定的要求,根据《非煤矿山企业安全生产许可证实施办法》和《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005),制定了该尾矿库生产系统单元检查表。本次安全评价采用安全检查表对该尾矿的安全生产系统现状进行现场核查,主要从防洪、尾矿坝、库区、尾矿排放与筑坝等单元进行安全检查,结果见表7-1。
表7-1 尾矿库安全生产系统单元检查表
单元 检查内容 检查结果 符合性 1、检查尾矿库设计的防洪标准是否符合现行规程规定。 2、在最高洪水时坝的安全超高和最小干洪长度是否满足规定的要求。 3、排水井检查内容:井内径、窗口尺寸及位置,井壁剥蚀、脱落、渗漏、最大裂缝开展宽度,井身倾斜度和变位,井、管联结部位,进水口水面漂浮物,停用井封盖方法等。 4、排水斜槽检查内容:断面尺寸、槽身变形、损坏或坍塌,盖板放置、断裂,最大裂缝开展宽度,盖板之间以及盖板与槽壁之间的防漏充填物,漏砂,斜槽内淤堵等。 5、排水涵管检查内容:断面尺寸,变形、破损、断裂和磨蚀,最大裂缝开展宽度,管间止水及充填物,涵管内淤堵等。 该库属五等尾矿库,设计采用防洪标准:初期20年一遇(P=5%),中、后期100年一遇(P=0.5%)洪水重现期,符合《尾矿库安全技术规程》。 设计初期最小安全超高0.40m;中、终期最小安全超高0.50m。现库内干滩长度50m,排水涵管进水口处尾矿滩面离坝顶高2m,具有足够的安全超高和干滩长度。 符合 符合 目前采用涵管式溢流,圆形,内径D=600㎜,溢流管涵无变形、位移、损毁、淤堵等,排水畅通。 符合 防 洪 目前采用管涵式钢筋混凝土结构,规格为内径D=600㎜,无变形,损坏或坍塌、淤堵等现象,排水畅通。 符合 采用钢筋混凝土排水函管,将水排至库外。形状为圆顶直墙式钢筋混凝土结构,内径为D=600㎜,无变形、破损、断裂和磨蚀,管间止水及充填物,涵管内淤堵等现象,排水畅通。 符合 尾 矿 坝 6、排水隧洞检查内容:断面尺寸,洞内塌方,衬砌变形、破损、断裂、剥落和磨蚀,无排水隧洞,该库采用涵管排水方式 最大裂缝开展宽度,伸缩缝、止水及充填物,洞内淤堵等。 7、溢洪道检查内容:断面尺寸,沿线山坡滑坡、塌方,护砌变形、破损、断裂和磨无此项 蚀,沟内淤堵,溢流坎顶高程,消力池及消力坎等。 8、截洪沟检查内容:断面尺寸,沿线山坡滑坡、塌方,未设置 护砌变形、破损、断裂和磨蚀,沟内淤堵等。 1、检测坝的外坡坡比 无此项 每季度对坝体进行水平位移及垂2、检查坝体位移 直沉降监测,未发现异常。 符合 符合 库 区 3、检查坝体有无纵、横向裂缝 4、检查坝体滑坡 5、检查坝体浸润线的位置 6、检查坝体排渗设施 7、检查坝体渗漏 8、检查坝面保护设施:检查坝肩截水沟和坝坡排水沟断面尺寸,沿线山坡稳定性,护砌变形、破损、断裂和磨蚀,沟内淤堵等;检查坝坡土石覆盖保护尾 实施情况 1、检查周边山体滑坡、塌方和泥石流等情况,周边山体有无异常和急变,周边山体发生滑坡可能性。 2、检查库区范围内危及尾矿库安全的主要内容:违章爆破、采石和建筑,违章进行尾矿回采、取水,外来尾矿、废石、废水和废弃物排入等。 坝体无纵、横向裂缝。 坝体无滑坡现象。 坝体浸润线没有逸出 坝体排渗设施完好。 坝体无渗漏现象。 符合 符合 符合 符合 符合 坝坡排水沟无护砌变形、破损、断裂和磨蚀,沟内淤堵等现象。 符合 周边山体未发现有异常、急变、滑坡、塌方和泥石流等现象,山体发生较大滑坡的可能性不大。 库区范围内没有发现违章爆破、采石违章进行尾矿回采、取水,外来尾矿、废石、废水和废弃物排入等现象。 符合 符合 1、尾矿坝滩顶高程必须满足生产、防汛、冬季冰下放矿 尾矿坝滩顶高程可以满足生产、和回水要求。尾矿坝堆积坡防汛要求。但尚未构筑子坝。 比不得陡于设计规定。 2、每一期堆积坝充填作业之前必须进行岸坡处理,岸坡清理应作隐蔽工程记录,经主管技术人员检查合格后方可冲填筑坝。 3、上游式筑坝法,应于坝前均匀放矿,维持坝体均匀上升,不得任意在库后或一侧岸坡放矿(修了坝或移放矿管时除外) 4、坝体较长时应采用分段交替作业,使坝体均匀上升,应避免滩面出现侧坡、扇形坡或继粒尾矿大量集中沉积于某端或某侧。 5、放矿口的间路、位置、同时开放的数量、放矿时间以及水力旋流器使用台数、移动周期与距离,应按设计要求和作业设计进行操作。 符合 尚未构筑子坝 尾 矿 排 放 与 筑 坝 尚未构筑子坝 尚未构筑子坝 — 放矿口的间距、位置、同时开放的数量、放矿时间以及移动周期与距离,符合作业计划要求。 符合 6、岸溶发育地区的尾矿库,可采用周边放矿,形成防渗垫层,减少渗漏和落水洞事故。 7、尾矿滩面及下游坡面上不得有积水坑。 8、每期子坝堆筑完毕,应进行质量检查,检查记录需经主管技术人员签字后存档备查。主要检查内容:a.子坝剖面尺寸、长度、轴线位置及边坡坡比;b.新筑子坝的坝顶及内坡趾滩面高程、库内水位;c.尾矿筑坝质量。 属岩溶发育地区。 尾矿滩面及下游坡面上未发现积水坑。 符合 符合 子坝构筑完毕,应进行质量检查并且经主管技术人员签字存档备查。 符合 7.2.2生产系统评价结论
从表7-1中可以看出:
(1)该库防洪标准符合现行规程规范,尾矿库在最高洪水位时能同时满足设计规定的安全超高和最小干滩长度的要求。
(2)排水系统各构筑物符合设计要求,未发现明显的变化、位移、损毁、坍塌、裂缝、腐蚀或磨蚀、漏砂等现象,排水能力满足要求,工况正常。
(3)尾矿初期坝的轮廓尺寸符合设计要求,坝体未发现明显沉陷、滑坡、裂缝,未见有渗流逸出,渗流控制满足要求,工况正常;
综上所述,评价组认为,尾矿生产系统工况符合《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)中对正常库的要求。
但是尚存在如下问题项改进与完善:
(1)在初期坝个别地段加强维护;防止把体破损和渗漏现象; (2)库尾排水涵管进水口未设置栏污栅,砂、石及杂物易堵塞进水口,易造成排水斜槽淤堵现象;
(3)库区未设立醒目的安全警示标志,尾矿大坝上未设置防坠安全警示标志,排水涵管进水口未设置格栅,溢流井处未设置安全警示标志和水位标志;
(4)缺乏尾矿库部分工程记录。 7.3尾矿库溃坝事故树分析
尾矿库是矿山的重要设施,它的安全状况关系到矿山生产建设能否顺利进行和库区下游群众生命财产的安危。在尾矿库的各类事故中,汛期溃坝事故时有发生,且其后果十分严重。导致尾矿库溃坝有许多因素,如自然因素、管理因素等。本次安全评估将根据国内外典型尾矿坝溃坝事故,概括出导致尾矿坝溃坝的基本事件,运用安全系统工程中的事故树分析法对某尾矿库可能出现的溃坝事故进行分析。 7.3.1尾矿坝溃坝的基本事件
尾矿库是矿山的重要设施,它的安全状况关系到矿山生产建设能否顺利进行和库区下游群众生命财产的安危。在尾矿库的各类事故中,汛期垮(溃)坝事故时有发生,且其后果十分严重。如1962年9月26日,云南锡业公司火谷都尾矿库发生溃坝事故,死伤263人,直接经济损失达2000多万元。为了防止汛期尾矿库溃坝,各矿山都为汛期尾矿坝的安全渡汛投入了大量的人力、物力和财力。由此可见,研究如何有效地防止汛期尾矿库垮(溃)坝是十分有意义的。
导致尾矿库垮坝有许多因素,如自然因素、管理因素等。本次安全评价将根据国内外典型尾矿坝垮(溃)坝事故,概括出导致尾矿坝垮(溃)坝的基本事件,运用安全系统工程中的事故树分析法对某尾矿库可能出现的垮坝事故进行了分析。
尾矿坝垮坝的基本事件
导致尾矿坝垮坝的因素很多,包括自然因素、设计因素、施工因素、管理因素、社会因素及技术因素。这些因素又涉及许多下一级事件,而且各因素之间又互相交叉。因此,必须从中概括出主要的易于分析的因素一基本事件,才有利于研究尾矿坝溃坝这一事件。为此,着重考察了以下典型尾矿库溃坝事故:云南锡业公司火谷都尾矿坝溃坝事故;柿竹园有色金属有限责任公司牛角垅尾矿库溃坝事故;岿美山尾矿库洪水漫顶事故;银山铅锌矿尾矿坝决口事故;郑州铝厂灰渣库溃坝事故;智利埃尔尾矿坝溃坝事故;美国布法罗河矿尾矿坝溃坝事故;南斯拉夫兹莱托沃铅锌矿尾矿库溃坝事故。根据上述实例,再考虑某县某公司某尾矿库的具体情况,概括出导致尾矿坝溃坝事故(T)的因素。
(1).滑坡(A1)
又分为坝体滑坡(B1)和山体滑坡(B2)两个中间事件,往下还有诱发因素(C1)、内因(C2)、存在危岩体(C3)、排水不畅(C4)、坝体贯通性裂缝(D1)、局部存在软弱面(D2)、外部因素(E1)等次级中间事件。
其中坝体滑坡(B1)包括的基本事件有:超常降水(X1)、平时集水(X2)、溢洪道堵塞(X3)、溢洪道过水能力不足(X4)、回水泵损坏(X5)、坝体质量较差(X6)、人为破坏(X7)、坝体受力不均匀(X8)、地下水渗流(X9)等等。
尾矿坝附近山体滑坡(B2)包括的基本事件有:超常降水(X1)、平时
集水(X2)、溢洪道堵塞(X3)、溢洪道过水能力不足(X4)、回水泵损坏(X5)、存在不良地质条件(X10)等等。
(2).严重管涌(A2)。
包括的中间事件有:库内高水位(B3),次级中间事件有:排水不畅(C4)等。
包括的基本事件有:平时集水(X2)、溢洪道堵塞(X3)、溢洪道过水能力不足(X4)、回水泵损坏(X5)、坝体质量较差(X6)等等。
(3).洪水漫坝(A3)
包括的中间事件有:库内高水位(B3),次级中间事件有:排水不畅(C4)等。
包括的基本事件有:超常降水(X1)、平时集水(X2)、溢洪道堵塞(X3)、溢洪道过水能力不足(X4)、回水泵损坏(X5)等等。
(4)、管理不到位(X11)作为以上中间事件洪水漫坝(A2)、严重管涌(A3)、诱发因素(C1)发生的必要条件存在于各分支之中。
7.3.2尾矿库溃坝的事故树建造
事故树分析是把所研究系统的最不希望发生状态作为分析的顶上事件,然后寻找直接导致这一顶上事件发生的全部直接因素,并逐次下推,一直追查到那些不需再深究的因素为止。建造的某尾矿库溃坝事故树如图7.3-1。尾矿库溃坝T滑坡A1严重管涌A2管理不到位X11洪水漫坝A3管理不到位X11坝体滑坡B1尾矿坝附近山体滑坡B2坝体质量较差库内高水位X6B3超常降水库内高水位X1B3诱发因素C1管理不到位X11内因C2管理不到位X11局部存在软弱面D2诱发因素C1良地质条件存在不平时集水排水不畅X2溢洪道过水能力不足C4平时集水排水不畅X2溢洪道过水能力不足C4X10库内高水位B3超常降水坝体贯通性裂缝X1D1超常降水库内高水位B3X1溢洪道堵塞回水泵损坏溢洪道堵塞回水泵损坏X3排水不畅X2溢洪道过水能力不足X4X5X3X4X5平时集水排水不畅X2C4坝体质量较差外部因素E1坝体质量较差外部因素E1平时集水C4X6溢洪道堵塞溢洪道过水能力不足回水泵损坏坝体受力不均衡人为破坏X6地下水渗流人为破坏溢洪道堵塞回水泵损坏X3X4X5X8X7X9X7X3X4X5图5.2-1 尾矿库溃坝事故树分析图7.3—1 大洞尾矿库溃坝事件事故树分析图
7.3.3事故树分析 (1)最小割集的求解
由图5.2-1可得出该事故树的结构函数: T=A1+A2+A3
=B1+B2+B3X6X12+B3X1X12
=C1C2+C1X10+C4X2X6X12+C4X1X2X11 =(B3+X1)X11(D1+D2)+(B3+X1)X11X10 +X2(X3+X4+X5)X6X11+X1X2(X3+X4+X5)X11 =[X2(X3+X4+X5)+X1]X11[X6(X7+X8)+X6(X7+X9)] +{[X1+X2(X3+X4+X5)]X11X10}
+X2(X3+X4+X5)X6X12+X1X2(X3+X4+X5)X12 将上式展开经逻辑化简后,求出13个最小割集为: K1={X1,X10,X11}; K2={X1,X2,X3,X11}; K3={X1,X2,X4,X11}; K4={X1,X2,X5,X11}; K5={X1,X6,X7,X11}: K6={X1,X6,X8,X11}; K7={X1,X6,X9,X11}; K8={X2,X3,X6,X11};
K9={X2,X3,X10,X11}; K10={X2,X4,X6,X11}; K11={X2,X4,X10,X11}; K12={X2,X5,X6,X11}; K13={X2,X5,X10,X11};
尾矿坝溃坝事故树中,任何一组最小割集的基本事件同时发生,顶上事件就必然发生,说明顶上事件发生的途径有13条。
(2)最小径集的求解
在尾矿坝防洪渡汛中,最关心的是如何才能控制尾矿坝溃坝事故的发生,以便进行有效的坝体管理。因此,采用最小径集分析。
将事故树图中的“或”门用“与”门代替,“与”门用“或”门代替,基本事件用其对偶事件代替,可得到原事故树的对偶树,即成功树,控制尾矿库溃坝成功树。求成功树的最小割集,便是原事故树的最小径集。
成功树的逻辑函数为: T′=A1′A2′A3′
= B1′B2′(X6′+X11′+B3′)(X1′+X11′+B3′) =(C1′+X11′+C2′)(C1′+X11′+X10′) (X6′X1′+X11′+X2′+X3′X4′X5′)
=(C1′+X11′+C2′X10′)
(X6′X1′+X11′+X2′+X3′X4′X5′) =(X1′B3′+X11′+D1′D2′X10′) (X6′X1′+X11′+X2′+X3′X4′X5′) =[X1′(X2′+X3′X4′X5′)+X11′+(X6′+X7′X8′) (X6′+X7′X9′)X10′]( X6′X1′+X11′+X2′+X3′X4′X5′) =X11′+X1′X2′+X1′X6′X10′+X2′X6′X10′ +X1′X3′X4′X5′+X2′X7′X8′X9′X10′ +X3′X4′X5′X6′X10′+X1′X6′X7′X8′X9′X10′ +X3′X4′X5′X7′X8′X9′X10′
上式展开并利用布尔代数进行化简,可以得出8组最小径集: P1={X11}; P2={X1,X2}; P3={X1,X6,X10}; P4={X2,X6,X10}; P5={X1,X3,X4,X5};