尾矿溃坝生命损失风险控制决策模型研究

Most tailings dam downstream are the living area and the mining industry, once the dam failure occurs, it will cause huge loss of life and property. However, our present studies for the tailings dam to control the risk of loss of life are rarely.Based on the research of dam failure disaster - causing mechanism and dam failure risk assessment .This paper intends to study on the loss of life estimate and the life risk control decision-making of dam failure.First, a comprehensive analysis using a variety of methods, such as case studies, expert interviews and questionnaires,looking at the factors leading to loss of life;Simulate the evolution of the flow of dam failure sand,based on Set Pair Analysis theory, establish the risk classification prediction model of tailings dam downstream region;Then using scenario analysis combined with statistical data analysis of domestic dam failure,giving the mortality recommended value of different regions downstream of the tailings dam,building loss of life estimates empirical formula of dam failure for China's actual situation; Finally, according to the ALARP principle, using quality of life index function,establishing risk control decision-making model, the effectiveness of social is a measure of the model.This study can promote the development of the research of risk management in tailings dam failure life loss ,to provide an objective basis for decision makers, so that the decision-making of risk management in loss of life more scientific and reasonable.

我国绝大多数尾矿库下游为生活区，工矿企业，一旦发生溃坝事故，将会给下游人民生命财产安全造成巨大损失。但目前在我国针对尾矿溃坝生命损失风险控制的研究很少。本课题拟在前期溃坝致灾机理及溃坝风险评价研究的基础上，对溃坝后生命损失估算及生命风险控制决策进行研究。首先，应用案例分析、专家访谈及问卷调查等多种方法进行综合分析，找出导致生命损失的影响因素；模拟溃坝砂流下游的演进情况，建立基于集对分析理论的尾矿坝下游区域危险程度分级预测模型；然后采用情景分析方法并结合国内溃坝资料的统计分析，给出尾矿坝下游不同危险程度区域的死亡率建议值，建立适合我国实际情况的溃坝生命损失估算的经验公式；最后，依据ALARP原则，引入生活质量指数函数，建立以社会功效作为衡量标准的风险控制决策模型。本项目研究可以推动尾矿溃坝生命损失风险控制研究的发展，为决策者提供客观的决策依据，从而使生命损失风险决策更加科学合理。

我国绝大多数尾矿库下游为生活区，工矿企业，一旦发生溃坝事故，将会给下游人民生命财产安全造成巨大损失。本课题首先对国内外尾矿库事故情况及病害类型进行统计分析，研究尾矿坝溃坝的致灾机理,归纳总结出5大类溃坝模式和24种可能的溃决路径。从突变学角度对导致尾矿坝坡失稳溃坝的主要原因进行分析，找出其导致溃坝的主要影响因素为粘聚力和内摩擦角,把粘聚力和内摩擦角作为随机变量,采用考虑随机变量相关性的基于Nataf分布并结合Cholesky分解的蒙特卡罗模拟尾矿坝坝坡失稳溃坝概率。然后,对溃坝后尾矿砂流的演进规律进行研究。溃坝后尾矿砂下泄引起的砂流，由于尾矿砂粒径小,故可把尾矿砂流看作是液相“一相流”,把下泄砂流的演进过程按气液两相流来进行模拟。数学模型以Navier-Stokes方程为基础，紊流方程为封闭模型，自由表面的追踪采用 VOF 法，使用fluent软件对溃坝砂流下游演进进行三维两相流模拟。最后，通过对国内外溃坝生命损失研究的对比分析，改进重大危险源普查说明中尾矿溃坝生命损失估算方法。建立我国尾矿坝溃坝个人及社会生命可接受风险标准，采用基于LQI的方法对生命价值即保证员工安全的最优安全投入进行估算，计算得到的最优安全投入为390万人民币。并将美国和我国现行的工伤死亡赔偿标准进行比较研究，建议国家相关部门提高我国现行的工伤死亡赔偿标准。同时对保证我国尾矿坝安全的最优安全投入进行评估,计算得到把尾矿坝目前的风险率降到可接受风险标准社会愿意支付的费用为33亿元，而我国目前每年尾矿库可提取的安全费用大致仅为4.5亿元， 根据ALARP原则，我国应适当提高《企业安全生产费用提取和使用管理办法》中尾矿库安全费用的提取比例，增加尾矿库的安全投入，降低行业风险。本项目研究可以推动尾矿溃坝生命损失风 险控制研究的发展，为决策者提供客观的决策依据，从而使生命损失风险决策更加科学合理。