尾矿库风险分析及安全评价方法.ppt

,二九年五月,尾矿库风险分析及安全评价方法,中国安全生产科学研究院 矿山安全技术研究所 李全明,尾矿库风险分析及安全评价方法,提 纲,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库事故频发，引起了国务院领导同志的高度重视。2006年12月27日12时20分，贵州紫金矿业股份有限公司贞丰县水银洞金矿尾矿库子坝发生塌溃事故，致使约20万立方米尾矿下泄，造成1人轻伤，下游2座水库受到污染。事故发生后，国务院副总理曾培炎同志高度重视，做出重要批示：“近年来出现多起由于尾矿垮塌造成有毒污染物下泄事故，严重影响当地群众饮水安全，损失很大，对此应引起重视。要组织一次专项行动，对有毒污染物矿山尾矿库进行彻底检查，消除垮塌隐患，做好应急预案，避免类似事件的发生。”,尾矿库专项整治行动,尾矿库风险分析及安全评价方法,为全面贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，进一步加强尾矿库安全生产和环境安全的监督管理，规范尾矿库安全生产和环境保护行为，经国务院同意，决定在全国范围内开展尾矿库专项整治行动。为此，安全监管总局、发展改革委、国土资源部、环保总局联合下发了关于印发开展尾矿库专项整治行动工作方案的通知（安监总管一2007112号）。并成立了由安全监管总局、发展改革委、国土资源部、原环保总局有关领导和相关同志组成的尾矿库专项整治行动工作协调小组，深入开展为期2年半的尾矿库专项整治行动。,尾矿库专项整治行动,尾矿库风险分析及安全评价方法,各省（区、市）成立了尾矿库专项整治行动领导小组，并制定了具体实施方案。 全国范围内的尾矿库基础数据普查，见下图。 全国范围内的尾矿库事故隐患排查和整治工作。 组织申报尾矿库治理中央投资项目。,尾矿库专项整治行动,尾矿库风险分析及安全评价方法,图给出了我国尾矿库溃坝事故类型的初步统计结果。从初步的统计结果可知，稳定性不足、洪水漫顶、结构破坏、渗流破坏是造成尾矿库溃坝事故的主要类型。,国内外的尾矿库事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,美国大坝委员会（USCOLD）在美国范围内进行了一次大坝事故的全面统计，有超过500个包括大坝失事、事故和大坝设施隐患整改的案例在统计之中，其中，24的案例属于大坝失事溃决。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,1994年美国大坝委员会还针对世界范围内的尾矿坝事故进行了统计，统计囊括了1917年至1989年之间185个发生了溃决、渗漏以及其它破坏类型的尾矿库。此后，美国国家环境署（UNEP）又在185个尾矿库样本的基础上增加了26个事故案例。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,案例中尾矿库事故与坝高的关系见图所示。从图中可以看出，57的尾矿库事故发生在坝高小于20m的尾矿坝上。尾矿坝发生溃决失事的数量与坝高的关系曲线统计于图中。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,案例中尾矿库溃坝事故与坝高的关系见图所示。从图中可以看出，统计表明，63的尾矿坝失事是发生于坝高小于20m的尾矿坝上。,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,尾矿坝的坝体型式对其安全行为有很重要的影响。最早和最普遍的筑坝方式是上游法筑坝，最早有关上游法筑坝的记载可以考察到1900年的南非。但是，由于上游法筑坝方式受到地震荷载等条件的制约，又相继出现了中线法、下游法等筑坝方式，图给出了不同筑坝型式和尾矿库事故之间的关系曲线。从关系曲线可知，上游式尾矿库发生的事故数量高于其它型式的尾矿库事故数量。,尾矿库风险分析及安全评价方法,【释义与知识】 上游式筑坝的特点是子坝中心线位置不断向初期坝上游方向移升，坝体由流动的矿浆自然沉积而成。该坝型受排矿方式的影响，往往含细粒夹层较多，渗透性能较差，浸潤线位置较高，故坝体稳定性较差。但它具有筑坝工艺简单，管理相对简单，运营费用较低等突出优点，所以国内外均普遍采用。,尾矿坝筑坝方式,尾矿库风险分析及安全评价方法,【条文】 3.10 中线式（尾矿筑坝法） 在初期坝轴线处用旋流器分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式。 【释义与知识】 中线式尾矿筑坝工艺与下游式尾矿筑坝类似，但坝顶中心线位置始终不变。其优缺点介于上游式与下游式之间。,尾矿坝筑坝方式,尾矿库风险分析及安全评价方法,【条文】 3.11下游式（尾矿筑坝法） 在初期坝下游方向用旋流器分级粗尾砂冲积尾矿的筑坝方式。,【释义与知识】 下游式尾矿筑坝是用水力旋流器将尾矿分级，溢流部分（细粒尾矿）排向初期坝上游方向沉积；底流部分（粗粒尾矿）排向初期坝下游方向沉积。其特点是子坝中心线位置不断向初期坝下游方向移升，如图所示。由于坝体尾矿颗粒粗，抗剪强度高，渗透性能较好，浸潤线位置较低，故坝体稳定性较好。但分级设施费用较高，且只适用于颗粒较粗的原尾矿，又要有比较狭窄的坝址地点。国外使用较多，国内使用尚少见。,尾矿坝筑坝方式,尾矿库风险分析及安全评价方法,国内外的尾矿库事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,1972年2月26日，美国布法罗尼河矿尾矿坝溃坝，造成125人死亡，4000人无家可归；1985年7月中旬，意大利东北部的普瑞皮尔尾矿库溃坝，造成250人死亡。 1962年9月25日，我国云锡公司火古都尾矿库溃坝，造成171人死亡、92人受伤，受灾人口13970人。,几起特大尾矿库事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,广西南丹县鸿图选矿厂尾矿库 “10.18“垮坝事故,一、事故概况 时间：2000年10月18日上午 9时50分 地点：广西南丹县大厂镇鸿图选矿厂尾矿库 伤亡：28人死亡，56人受伤，直接经济损失340万元。,尾矿库风险分析及安全评价方法,二、选矿厂基本情况,企业性质：私营 投资额：500万元 建设期：1998年8月1999年6月 设计选矿能力：120吨/天 实际日处理量：200吨/天。,尾矿库风险分析及安全评价方法,三、事故经过 2000年10月18日上午9时50分，尾矿库后期坝中部底层首先垮塌，随后整个后期堆积坝全面垮塌，共冲出水和尾砂14300立方米，其中水2700立方米，尾砂11600立方米。一直冲到离坝首约700米处，其中绝大部分尾矿砂则留在坝首下方的30米范围内。事故将尾矿坝下的34间外来民工工棚和36间铜坑矿基建队的房屋冲垮和毁坏。,尾矿库风险分析及安全评价方法,四、事故性质和原因 这是一起由于企业违规建设、违章操作，有关职能部门管理和监督不到位而发生的重大责任事故。 1、事故的直接原因 由于基础坝不透水，在基础坝与后期堆积坝之间形成一个抗剪能力极低的滑动面。又由于尾矿库长期人为蓄水过多，干滩长度不够，致使坝内尾砂含水饱和、坝面沼泽化，坝体始终处于浸泡状态而得不到固结并最终因承受不住巨大压力而沿基础坝与后期堆积坝之间的滑动面垮塌。,尾矿库风险分析及安全评价方法,2、事故的间接原因 严重违反基本建设程序，审批把关不严 超量排放尾砂，库内蓄水增多 尾矿砂的平均粒径只有0.07-0.4mm 缺乏专业培训，素质低 安全生产责任制不落实 政府行为混乱，对安全生产领导不力,尾矿库风险分析及安全评价方法,陕西商洛市“4.30”尾矿库溃坝事故,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库总坝高74m，高程为960m，总库容为2840万m3。,尾矿库风险分析及安全评价方法,农作物受损780亩、房屋受损22户，污染下游水体共产生死鱼0.678万斤左右，没有人员失踪、伤亡和中毒，疏散704户。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,日本阪神地震砂土地震液化,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿特征粒径沿着 干滩面的变化规律,和尚峪尾矿坝尾矿 d10的空间分布,沉积规律：水平方向上随着距放矿位置的由 近及远以及垂直方向上随着深度的增加，尾 矿由颗粒较粗的尾粗砂渐变为细颗粒的尾粉 砂和尾粉土,尾矿库风险分析及安全评价方法,和尚峪尾矿坝尾矿 d30的空间分布,和尚峪尾矿坝尾矿 d50的空间分布,尾矿库风险分析及安全评价方法,和尚峪尾矿坝标准贯入试验：可以得到示范工程不同位置尾矿砂的密实度,尾矿库风险分析及安全评价方法,根据和尚峪尾矿坝标准贯入试验，得到内摩擦角随着深度的变化规律,尾矿库风险分析及安全评价方法,和尚峪尾矿坝圆锥动力触探试验：在试验的探测范围内，随着深度的增加，尾砂密实度基本表现为逐渐增加,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库危险有害因素辨识 1. 坝坡失稳 2. 坝面拉沟、溃口 3. 库内滑坡 4. 渗漏 5. 排洪构筑物破坏 6. 洪水浸顶、溃坝 7. 其他,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,崩塌：指块状岩体与岩坡分离向前翻滚而下。岩体无明显滑移面，同时下落的岩块或未经阻挡而落于坡角，或于斜坡上滚落、滑移、碰撞最后堆积于坡角处。,边坡失稳的类型,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,边坡失稳的类型,滑坡：指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱结构面产生的整体滑动。与崩塌相比，滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至延伸到坡脚以下。根据滑面的形状，其滑坡形式可分为平面剪切滑动和旋转剪切滑动。对尾矿库两种坡体的性质分析可知，尾矿库的自然边坡易发生平面剪切滑动。,尾矿库风险分析及安全评价方法,平 面 剪 切 滑 坡 及 其 分 类,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,边坡失稳的类型,滑塌：松散岩土的坡角 大于它的内摩擦角 时，因表层蠕动进一步发展，使它沿着剪变带表现为顺坡滑移、滚动与坐塌，从而重新达到稳定坡角的斜坡破坏过程，称为滑塌或称为崩滑。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,坝坡失稳的原因分析 自身原因 1）尾矿坝的稳定性 坝型 尾矿成分 材料特性 坝坡坡度 筑坝方法 过滤层 2）自然边坡的稳定性,尾矿库危险有害因素辨识与分析,外部原因 地震 暴雨 泥石流 风化 人为原因 管理差 施工存在问题 库区人工爆破、采石（土）等 长期独头放矿 子坝堆积过高、坝前淤泥沉积,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,坝面拉沟、溃口,造成坝面拉沟、溃口的主要因素包括： （1）坝面植被遭到长期破坏或无保护性植被，缺乏纵横排水沟或疏忽管理，忽视风蚀、雨水、放矿矿浆回流冲击等所造成的坝面损伤； （2）忽视尾矿库安全管理、违章操作，放矿管件损坏，漏矿冲刷坝体或坝体变形裂缝等未及时采取措施而导致的坝面拉沟、溃口； （3）机器、车辆对坝面造成的破坏未受注意，没有及时回填、夯实； （4）坝土密实度不够、坝料含砂过多，长期风蚀、气候变化条件下，坝面出现裂缝、拉沟乃至溃口。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,筑子坝困难、库内滑坡,尾矿沉积粗细不均，细粒集中：长期定点放矿、独头放矿造成坝前尾矿沉积粗细不均，细粒尾矿在坝前大量集中，对构筑子坝不利；而沉积的泥浆太厚，会限制筑坝的高度、影响坝体的稳定; 沉积滩面与坝轴线不平行：不均匀的沉降使滩面难以均匀上升，从而造成库区内出现侧坡、扇形坡等高低起伏的喀斯特形状; 浸润线抬高：库内水位过高、排渗设施不能正常工作、忽视对渗流浸润线变化的观测与控制。,造成坝面拉沟、溃口的主要因素包括：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库渗漏,（1）初期坝内坡面与坝基部位处理不符合施工规程而造成漏砂； （2）初期坝内坡面的反滤层铺设不符合施工规程或遭到损坏而引起漏沙； （3）坝基土压实度不够、坝料不符合要求、坝基清理不彻底等产生渗透破坏而引起漏砂； （4）各类管道浆砌时不密实或承压力不足产生裂缝而导致漏砂。,初期坝漏砂：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库渗漏,（1）排渗设施不符合设计、施工规范要求或排渗设施损坏，造成浸润线位置过高，渗透坡降较陡，导致坝坡渗漏、流土、管涌； （2）最小干滩长度达不到设计规范要求、库内蓄水水位过高，造成坝面、坝坡渗透逸出点提高，坝面出现沼泽化； （3）忽视观测设备的观测数据变化或观测设备老化、损坏不能提供正确的渗流监测数据，从而未能对渗流状态恶化采取及时、正确的处理措施，造成渗水、流土、管涌或更严重的事故；,坝体渗流破坏：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库渗漏,（4）坝基、坝肩的结合部位没有采取防渗措施或防渗设施遭到损害，不能承担正常的排渗功能，造成渗漏并恶化； （5）因自然灾害、地质变化等造成的坝体变形、渗流浸润线发生变化，并产生泄露、流沙（土）甚至滑坡等事故； （6）坝体沉降、坝内裂缝塌陷等造成渗流浸润线发生变化，危及坝体稳定性，造成事故等。,坝体渗流破坏：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,尾矿库渗漏,一类：无污染或污染可以不予考虑，工程上不给予渗漏控制； 二类：有一定的污染性，需要进行渗流污染分析并采取拦截尾矿渗漏水的措施； 三类：高污染性，必须采取措施控制尾矿渗漏水对地下水及周边环境的破坏。但是在尾矿库实际生产运行过程中，尾矿水的渗漏及对环境的破坏是常见的事故之一。,尾矿对地下水环境的渗漏污染：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,排洪构筑物破坏,（1）构筑物的设计、施工不符合水工构筑物设计规范，在实际生产运营过程中，不能承担排洪作用； （2）疏忽构筑物的日常检查、维修工作，导致漏砂、漂浮杂物沉积并堵塞在进、出水管道；从而影响排洪的功能； （3）临近山坡的溢洪沟（道）、截洪沟等设施，由于气候、地质变化而毁坏，不能满足排洪要求；,排洪构筑物破坏的主要因素：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,排洪构筑物破坏,（4）废弃的排水构筑物未能处理或处理不符合规范，产生事故； （5）暴雨、洪水过后，未能对构筑物全面检查和清理，对已有隐患没有及时修复，在连续暴雨期内发生事故； （6）因负重、锈蚀等因素导致排水管道、隧洞破损、断裂、垮塌，地形、地质变化导致构筑物发生变形、沉降，而不能承担防汛功能。,排洪构筑物破坏的主要因素：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,洪水漫顶、溃坝,（1）设计、施工的防洪标准、设施不符合现行尾矿设施设计施工规范，导致的洪水漫顶、溃坝事故； （2）洪水超过尾矿库设计标准导致的漫顶、溃坝事故； （3）对气候、地质、地形等发生变化而引起的尾矿库最小安全超高和最小干滩长度等发生的不利变化，没有及时采取正确的应对方法所导致的事故。 （4）疏于日常管理，对库区、坝体、排洪设施等出现的事故隐患未能采取及时处理措施，导致的洪水漫顶、溃坝； （5）缺乏抗洪准备和防汛应急措施，对洪水可能造成的破坏没有应急预案而造成的事故。,造成洪水漫顶、溃坝的主要有害因素包括：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库危险有害因素辨识与分析,其他因素,高处坠落 车辆伤害事故 触电 淹溺事故 机械伤害事故 坍塌 火灾 职业危害,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价的基本概念,事故的概念,事故是一种可能造成人员伤害和财产损失的意外事件。 摘自H.W.海因里希、F.伯德 事故预防,事故是由危险因素导致的，导致人员死亡、伤害、职业危害及各种财产损失的事件都属于事故。,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.1 安全评价的基本概念,事故的概念,行人甲看见西瓜皮，保持正常步伐小心跨过，未碰撞其他行人。 行人乙踩在西瓜皮上，滑了一下后，身体恢复平衡，未碰人，无损伤，继续前进。 行人丙带着一瓶酒踩在西瓜皮上，滑了一下后，打碎酒瓶后，身体恢复平衡，无伤，继续前进。 行人丁踩在西瓜皮上，滑倒，手被划破。 行人戊踩在西瓜皮上，跌断手腕骨，撕破裤子。,尾矿库风险分析及安全评价方法,行人乙、丙、丁、戊都属于事故踩在西瓜皮上滑倒。 行人甲未发生事故，而是“险些出事”。 行人乙属于无伤无损事故，可谓“小不幸”。 行人丙属于人无伤、有物质损失的事故。 行人丁属于无物质损失的小伤事故。 行人戊属于有物质损失的大伤（致残）事故。,分析：,安全评价的基本概念,尾矿库风险分析及安全评价方法,危害( HAZARD)： 危险(DANGER)： 风险(RISK)： 安全(SAFETY)：,是造成人身伤害、物质毁损的潜在条件。,是一种现存的或潜在的不希望事件状态，危险发生时会引起不幸事故。,用于描述未来的随机事件，它不仅意味着不希望事件的存在，更意味着不希望事件转化为事故的渠道和可能性。,如果人们认为某物的风险是众所周知的，而且根据知识判断对此是可接受的，那么该物可暂定为安全。,其他概念,安全评价的基本概念,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价定义,安全评价的基本概念,安全评价（也称为风险评价），是以实现工程、系统安全为目的，应用安全系统工程的原理和方法，对工程、系统中存在的危险、有害因素进行识别与分析，判断工程、系统发生事故和急性职业危害的可能性及其严重程度，提出安全对策建议，从而为工程、系统制定防范措施和管理决策提供科学依据。,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价的目的和意义,目的,安全评价的目的是查找、分析和预测工程、系统存在的危险、有害因素及可能导致的危险、危害后果和程度，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，以达到最低事故率、最少损失和最优的安全投资效益。,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价的目的和意义,意义,可有效地预防事故的发生，减少财产损失和人员伤亡。安全评价与日常安全管理和安全监督检查工作不同。安全评价是从系统安全的角度出发，分析、论证和评估可能产生的损失和伤害及其影响范围、严重程度，提出应采取的对策措施等。,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价的目的和意义,意义,（一）安全评价是安全管理的一个必要组成部分； （二）有助于政府安全监督管理部门对生产经营单位的安全生产实行宏观控制； （三）有助于安全投资的合理选择； （四）有助于提高生产经营单位的安全管理水平； （五）有助于生产经营单位提高经济效益。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价的种类,（一）安全预评价：根据建设项目可行性研究报告的内容，分析和预测该建设项目存在的危险、危害因素的种类和程度，提出合理可行的安全技术设计和安全管理建议的过程。 （二）安全验收评价：在建设项目竣工、试生产运行正常后，通过对建设项目的设施、设备、装置实际运行状况的检测、考察，查找该建设项目投产后可能存在的危险、危害因素，提出合理可行的安全技术调整方案和安全管理对策的过程。,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价的种类,（三）安全现状评价：针对系统、工程（某一生产经营单位总体或局部的生产经营活动）的安全现状进行的安全评价，通过评价查找其存在的危险有害因素，确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。 （四）专项安全评价：针对某一项活动或场所，如一个特定的行业、产品、生产方式、生产工艺或生产装置等存在的危险、有害因素进行的安全评价。目的是查找其存在的危险、有害因素，确定其程度，提出合理可行的安全对策措施及建议。,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全评价的种类,区别,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库安全评价属专项安全评价，包括建设期间的安全预评价和安全验收评价、生产运行期间及闭库前的安全现状评价。 尾矿库安全评价前期应进行现场考察，察看地形地貌、不良地质现象、人文地理、周边环境等。安全验收评价还应查看工程施工情况；安全现状评价还应查看尾矿坝运行情况、排洪设施完好程度等。 尾矿库安全技术规程,尾矿库安全评价,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全预评价报告的重点内容包括： 库址的合理性，尾矿库与周边环境的相互影响； 尾矿坝坝型选择的合理性； 排洪系统布置的合理性及排洪能力的可靠性； 尾矿库监测系统的完整性及可靠性； 危险因素辨识及对策。 结论应包括：对尾矿库设计方案的安全性作出明确结论；提出 尾矿库安全措施建议。,尾矿库安全评价,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全验收评价报告的重点内容包括： 查看安全预评价在初步设计中的落实； 是否有完备的经监理和业主确认的隐蔽工程记录； 各单项工程施工参数与质量是否满足国家和行业规范、规程及设计要求。 结论应包括： 对工程是否满足安全要求作出明确结论； 提出安全生产措施的补充建议。,尾矿库安全评价,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全现状评价报告的重点内容包括： 尾矿库自然状况的说明及评价，包括尾矿库的地理位置、周边人文环境、库形、汇水面积、库底与周边山脊的高程、工程地质概况等； 尾矿坝设计及现状的说明与评价，包括初期坝的结构类型、尺寸、尾矿堆坝方法、堆积标高、库容、堆积坝的外坡坡比、坝体变形及渗流、采取的工程措施等； 根据勘察资料对尾矿坝稳定性进行定量分析，说明采用的计算方法、计算条件，并给出计算分析评价结果； 尾矿库防洪设施设计及现状的说明与评价，包括尾矿库的等别、防洪标准、暴雨洪水总量、洪峰流量、排洪系统型式、,尾矿库安全评价,尾矿库风险分析及安全评价方法,安全现状评价报告的重点内容包括： 排洪设施结构尺寸及完好情况等； e) 复核尾矿库防洪能力及排洪设施的可靠性能否满足设计要求； f) 当尾矿库防洪能力及排洪设施的可靠性或尾矿坝稳定性不能满足设计要求时，应进行必要计算，提出可行的对策； g) 管理系统的完善程度及评价。 结论应包括：稳定性是否满足设计要求；防洪能力是否满足设计要求；尾矿库安全度；尾矿库与周边环境的影响；安全对策。,尾矿库安全评价,尾矿库风险分析及安全评价方法,提 纲,尾矿库风险分析及安全评价方法,常用的安全评价方法： 1）检查表； 2）预先危险性分析； 3）事故树和事件树； 4）等等。,尾矿库安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,1、安全检查与安全检查表分析,使操作人员了解生产工艺过程存在的危险； 审查、确认操作规程是否合适； 对变更设备和工艺可能带来的危险进行识别； 对安全系统和控制的设计依据予以评价； 对应用新技术可能带来的危险进行审查； 审查维护和安全检查的充分性。,（1）安全检查（Safety Review, SR） 目的：,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,偏离设计的工艺条件所引起的安全问题； 偏离规定的操作规程所引起的安全问题； 新发现的安全问题。,（1）安全检查（Safety Review, SR） 检查结果应包含的内容：,安全检查所需资料：,相关的法规和标准； 以前类似的安全分析报告； 详细工艺和装置说明，P&IDS和PID； 开、停车及操作、维修、应急规程；,事故报告、未遂事故报告； 以往工艺维修记录； 工艺物料性质； 毒性及反应活性等资料。,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,（1）安全检查（Safety Review, SR） 安全检查程序：,检查的准备,实施检查,结果汇总,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,（2）安全检查表分析（Safety Checklist Analysis） 目的：,利用检查条款按照相关的标准、规范等对已知的危险类别、设计缺陷以及与一般工艺设备、操作、管理有关的潜在危险性和有害性进行判别检查。,适用范围：,可适用于工程、系统的各个阶段。可用于评价物质、设备和工艺的安全状况；也可用于新工艺、装置及在役装置的评价。但很少用于预评价。,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,几种典型的安全检查表,提问型安全检查表,半定量打分法的安全检查表,尾矿库风险分析及安全评价方法,2、预先危险分析 PHA（Preliminary Hazard Analysis）,预先危险分析也称初步危险分析，是一种定性分析方法。主要用于分析和评价系统内存在的危险因素及其危险程度。 它用于一项工程（包括设计、施工、生产）之前，对系统存在的危险性进行预先评价。对包括危险类别、出现条件及其后果作宏观、概略地分析。其目的是判断系统的潜在危险，确定其危险等级。 PHA可以有效地避免不必要的设计变更，可以比较经济地确保系统的安全性。,1.5 安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,预先危险分析程序,1.5 安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,危险性等级划分表,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,预先危险分析几种表格,尾矿库风险分析及安全评价方法,1.5 安全评价方法,6、事故树分析 FTA（Fault Tree Analysis）,事故树分析又称为故障树分析，是一种演绎的系统安全分析方法。它是从要分析的特定事故或故障开始（顶上事件），层层分析其发生原因，直到找出事故的基本原因，即故障树的底事件为止。,1、选择合理的顶上事件 2、资料收集准备 3、建造事故树,事故树分析的几个阶段,4、简化或者模块化 5、定性分析 6、定量分析,尾矿库风险分析及安全评价方法,事故树分析举例（洪水漫顶溃坝危害事故的事故树）,T-尾矿库洪水漫顶、溃坝事故风险； A-洪水漫顶、溃坝； Xl-尾矿库的等别； X2-尾矿库所在地构造状况； X3-尾矿库所在地岩性特征； X4-水文地质状况； X5-工程地质状况； X6-尾矿库安全管理； X7-掌握尾矿库规律因数程度； X8-防洪设施及标准； X9-防洪安全措施。,尾矿库风险分析及安全评价方法,基于事故可能性与严重度的风险评价分级,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,极限平衡计算方法根据滑裂土体的静力平衡条件和摩尔库伦破坏准则可以计算沿该滑裂面滑动的可能性，即安全系数的大小，或破坏概率的高低，然后系统选取许多个可能的滑动面，用同样方法计算稳定安全系数或破坏概率。安全系数最低或破坏概率最高的滑动面就是可能性最大的滑动面。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,极限平衡法,以瑞典条分法为例，对条块i进行分析，由于不考虑条块间的作用力，根据滑弧面上极限平衡条件，有：,式中， -条块i在滑动面上的抗剪强度； -滑动圆弧的安全系数。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,极限平衡法,对所有条块都进行上述分析，则可以得到边坡的安全系数表达式为：,式中， -岩体的内聚力； -条块的弧长； -条块的重量； 见瑞典条分法示意图中所示。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,极限平衡法,算例：,表 坝体物料的抗剪强度计算指标取值范围,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,极限平衡法,最后得到安全系数：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,强度折减有限元法,基于强度折减的有限元法，能够处理复杂荷载和边界条件，算法先进，可以更为准确地分析尾矿坝和赤泥坝的坝坡稳定性 。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,强度折减有限元法,当折减系数继续增加，尾矿的抗剪强度进一步减小，坝坡的塑性区会进一步增大；当折减系数增加到某一数值时，塑性区形成连通的区域，尾矿沿该剪切面发生不收敛的塑性剪切变形。此时认为坝坡发生破坏，强度折减系数即认为是坝坡的整体安全系数；滑裂面的位置可根据位移增量等值线或最大剪应变增量等值线的疏密来确定，也可根据破坏区域的范围来判断。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,强度折减有限元法,基于刚体极限平衡理论的坝坡稳定分析方法已相当成熟且广泛应用于尾矿坝在内的边坡稳定分析中。然而，该法在处理荷载条件和边界条件复杂的边坡时常遇到困难。基于强度折减的有限元法，能够处理复杂荷载和边界条件，算法先进，可以更为准确地分析尾矿坝和赤泥坝的坝坡稳定性。,尾矿库风险分析及安全评价方法,冬春干燥、夏季湿润、一日最大降水量155.8mm、最大连续降雨量479.7mm,气象,地震,工程地质,2.3 尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,2.3 尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,4#坝上、下游坡面现状照片,尾矿库风险分析及安全评价方法,2.3 尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,3#坝坝坡和浮船的现状照片,尾矿库风险分析及安全评价方法,2.3 尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,3#坝加高方案设计,尾矿库风险分析及安全评价方法,2.3 尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,4#坝加高方案设计,尾矿库风险分析及安全评价方法,2.3 尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,强度折减有限元法,3#、4#坝有限元网格图,算例：,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,强度折减有限元法,表 坝坡稳定计算的力学参数,尾矿库风险分析及安全评价方法,3#坝低值方案位移矢量图,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,4#坝低值方案位移矢量图,尾矿库风险分析及安全评价方法,坝坡稳定安全系数成果表,尾矿库坝坡静力稳定的评价方法,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡动力稳定的评价方法,评价方法简介,拟静力分析方法是把坝体各点的地震惯性力当作静力作用在该质点上，用以计算坝坡抗滑稳定的安全系数，也叫拟静力极限平衡方法。 按照水工建筑物抗震设计规范的规定，水平地震力表示为：,水平地震力，单位为t；C综合影响系数，C0.25； 地震加速度分布系数。,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡动力稳定的评价方法,评价方法简介,表 震加速度分布系数值,尾矿库风险分析及安全评价方法,尾矿库坝坡动力稳定的评价方法,评价方法简介,表 水平地震系数值,尾矿库风险分析及安全评价方法,计算方法：拟静力极限平