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基于溃坝事件树的尾矿库模糊综合风险计算方法的研究

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摘要

1 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.1.1 课题的背景

1.1.2 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 尾矿坝监测技术发展现状

1.2.2 坝体失稳特征提取研究现状

1.2.3 尾矿库风险预警技术研究现状

1.3 论文的研究内容

2 尾矿库安全风险分析

2.1 基于事件树的尾矿库综合风险分析

2.1.1 风险分析内容

2.1.2 风险计算方法

2.1.3 基于事件树的溃坝风险分析流程

2.2 尾矿库危险源和典型事故路径分析

2.2.1 不同时期尾矿库危险源分类研究

2.2.2 典型溃坝事故路径分解和事件树建立

2.2.3 失事后果的经验估算方法

2.3 本章小结

3 基于溃坝路径分解的三角可能性特征提取

3.1 可能性理论与三角可能性分布函数

3.1.1 可能性理论

3.1.2 三角可能性分布函数

3.1.3 溃坝事件树下的安全隶属特征提取流程

3.2 边坡失事分析与位移隶属特征集

3.2.1 边坡影响因素分析

3.2.2 边坡变形过程

3.2.3 边坡滑动过程

3.2.4 边坡失稳先兆和相关特征分析

3.3 漫顶失稳分析与水文隶属特征

3.3.1 降雨下的水文隶属特征关联

3.3.2 浪涌下的水文隶属特征关联

3.4 渗透破坏与渗流隶属特征

3.4.1 坝体浸润面主要影响因素

3.4.2 坝体渗流运动和安全隶属特征分析

3.4.3 水位急剧变化下的渗流隶属特征集提取

3.5 本章小结

4 溃坝事件树的多路径风险模型和工程实例计算

4.1 溃坝事件树的多路径风险模型

4.1.1 事件树多路径风险模型

4.1.2 基于模糊特征量的多路径风险综合方法

4.2 银山铅锌矿工程概况

4.2.1 库区概况

4.2.2 尾矿坝历史运行情况和现状分析

4.3 银山铅锌矿尾矿库风险计算实例

4.3.1 计算条件和阈值标准

4.3.2 溃坝事故隶属区间计算

4.3.3 银山铅锌矿溃坝后果估算

4.3.4 大坝综合风险评估

4.4 计算结果分析

4.5 本章小结

5 总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢

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摘要

尾矿库是矿山工程中潜在的泥石流危险源,一旦溃决将会造成无法换回的损失。近年来,尾矿库的安全问题越来越受到国家的重视,库区的安全监测技术得到了进一步的提高,可以同时监测与尾矿库安全关联的指标参数。然而,这些采集的监测数据同样具有模糊、无序性等,无法准确进行预警。而且多个量之间还存在耦合关联,这造成了对尾矿库进行风险分析的难度。因此,以溃坝事故作为研究对象,提取能反映尾矿库风险趋势的事故特征集,并建立风险计算模型是必要的。
  针对尾矿库风险计算参数的复杂性和量化等困难,在深入分析了尾矿库致灾路径的基础上,提出了一种计算简便、可操作性强的模糊风险计算方法。首先对尾矿库危险源进行分析,建立了以典型事故为对象的事件树模型,将多参数以事故路径关联起来。然后从不同事故出发,分类对监测参数进行分析,因参数较多且关联复杂,引入三角可能性分布函数对尾矿库监测数据进行同一化处理,消去不同类型数据间的耦合关联,构建出反映数据稳定偏离的安全隶属特征集。最后,基于事件树和特征集提出了尾矿库的综合风险计算模型,并通过实例计算验证了风险计算的有效性,将不同事故发生的隶属分布空间和可能导致的后果量化,综合出尾矿库溃坝失事的整体风险。
  通过模型计算出的大坝量化风险,充分反映了尾矿库整体状态的变化趋势与分布概率,和实际情况较为吻合,表明该风险计算方法对保障尾矿库安全预警具有良好的指导意义。

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