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《首都经济贸易大学》 2016年
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尾矿库溃坝风险评价模型与风险防控研究

张媛媛  
【摘要】:随着矿山开采的发展,中国出现了大量的尾矿库,其数量居世界之首。尾矿库是可能造成泥石流等危害的重大危险源,如果发生溃坝事故将会对周边环境、居民造成极大的破坏和影响。因此,加强尾矿库风险管理研究,减少溃坝事故发生是十分必要的。本文基于可拓物元与系统动力学理论,从全生命周期视角评价尾矿库溃坝风险,揭示溃坝风险在不同阶段的演化规律。最后,基于前面的研究,对尾矿库溃坝风险防控提出了相应的对策措施。(1)基于全生命周期理论,构建尾矿库溃坝风险指标体系。通过收集尾矿库典型溃坝事故案例,从尾矿库生命周期各个阶段分析了造成这些事故的原因,总结了尾矿库溃坝风险的特点。阐述了尾矿库全生命周期各阶段具体的内容,分析了尾矿库各阶段的生命特征。在此基础上,从勘察设计、建造施工、运行三个阶段辨识和分析尾矿库溃坝风险因素,构建尾矿库溃坝风险评价指标体系。该指标体系中共包括3个一级指标、9个二级指标、46个三级指标,通过问卷调查和层次分析法获得了各个指标的具体权重值。(2)在对风险评估模型、方法进行对比分析的基础上,选取可拓物元模型进行尾矿库溃坝风险评价。基于构建的尾矿库风险指标体系及权重分配,采用可拓物元方法计算尾矿库溃坝风险指标的各个测量值与风险等级之间的关联度,构建风险等级关联度矩阵,最终确定尾矿库溃坝风险的综合风险等级。本文以某尾矿库为例,开展了尾矿库溃坝风险评估。结果表明该尾矿库的溃坝风险级别为一级风险,即在整个生命周期内风险一直处于低风险水平。其中,勘察设计阶段的风险级别为二级风险,建设阶段为一级风险,运行阶段为二级风险,总体上各阶段风险等级较低。(3)基于系统动力学视角对尾矿库溃坝风险进行了分析,总结了其系统动力学特征,明确建模的目的,阐述了尾矿库的反馈效应和延迟效应。在此基础上,基于系统动力学的建模方法和思路,建立了尾矿库溃坝风险系统动力学模型,并对模型进行了因果关系分析和静态分析。(4)对尾矿库溃坝系统动力学模型进行仿真模拟,揭示尾矿库全生命周期溃坝风险的动态演化特征。文中从三个角度进行了系统仿真研究。第一方面尾矿库各阶段以及总的溃坝风险的动态演化规律。系统仿真表明,对于整体可能风险最大值一定的情况下,尾矿库溃坝风险随着时间的推移呈现波浪型上升趋势。在尾矿库生命周期的不同阶段风险演化又具有差异性。勘察设计阶段,作为尾矿库生命周期的起始阶段,没有其他风险阶段对其构成影响,溃坝风险呈现以“S”型增长,风险速率为抛物线型。在建造阶段,溃坝风险量出现了台阶式的增长,风险量进一步增加。该阶段由于勘察设计阶段的风险延续和自身的风险发展变化,溃坝风险速率出现了两个波峰。在运行阶段,溃坝风险总量进一步上升,呈现出波浪式的上升,风险量达到最大值。这一阶段由于风险因素的累积效应,虽然在风险控制作用下风险增长速率有所下降,但是尾矿库总的溃坝风险量仍然呈现上升的趋势。第二个方面企业风险预警值对尾矿库溃坝风险的影响,仿真结果表明企业风险预警值的大小对尾矿库溃坝风险有显著的影响。第三个方面企业风险投入对尾矿库溃坝风险的影响。仿真结果表明勘察设计阶段的风险投入增加,有助于更好的降低和控制尾矿库溃坝风险。(5)针对各阶段存在的主要风险因素以及尾矿库溃坝风险演化趋势,从勘察设计、建造和运行阶段,分别提出了相应的对策措施,为企业制定有效的尾矿库溃坝风险控制策略和措施提供依据。
【学位授予单位】:首都经济贸易大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TD926.4

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