尾礦庫(kù)安全災(zāi)變及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策研究.pdf

1、尾礦庫(kù)是筑壩攔截谷口或圍地構(gòu)成的用以堆存金屬、非金屬礦山進(jìn)行礦石選別后排除尾礦的場(chǎng)所，是一個(gè)具有高勢(shì)能的人造泥石流的危險(xiǎn)源，已成為礦山企業(yè)生產(chǎn)的最大安全隱患。尾礦庫(kù)安全災(zāi)變演化是一個(gè)動(dòng)態(tài)復(fù)雜的不確定決策問(wèn)題，其安全風(fēng)險(xiǎn)涉及多源致險(xiǎn)因素，災(zāi)變機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，如何對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策是一項(xiàng)非常復(fù)雜的研究課題。在綜合查閱文獻(xiàn)和大量的案例分析的基礎(chǔ)上，本文總結(jié)出對(duì)尾礦庫(kù)安全有重要影響的五類(lèi)因素，建立了一套全面完整的指標(biāo)體系；提出采用隨機(jī)回歸分析與

2、小波分析相結(jié)合的方法，對(duì)采集的多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行不完整性缺失估計(jì)及降噪處理，為充分掌握和深度挖掘尾礦庫(kù)安全災(zāi)變警情信息提供數(shù)據(jù)支持；從前饋控制與反饋控制兩個(gè)層面，分別對(duì)尾礦庫(kù)安全災(zāi)變演化的警情征兆信息進(jìn)行前饋預(yù)警決策和反饋診斷控制分析，提高尾礦庫(kù)安全監(jiān)控預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究尾礦庫(kù)智能決策支持系統(tǒng)，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)尾礦庫(kù)安全災(zāi)害預(yù)警與防災(zāi)減災(zāi)高效發(fā)展。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）尾礦庫(kù)已成為礦山企業(yè)生產(chǎn)的最大安全

3、隱患之一，對(duì)尾礦庫(kù)安全的內(nèi)部機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析，并構(gòu)建一套完善的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)尾礦庫(kù)的安全狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)具有重要的意義。本文總結(jié)出對(duì)尾礦庫(kù)安全有重要影響的五類(lèi)因素，建立了一套由5個(gè)二級(jí)指標(biāo)和22個(gè)一級(jí)指標(biāo)構(gòu)成的全面完整的指標(biāo)體系，增強(qiáng)了評(píng)價(jià)指標(biāo)完善性；嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范對(duì)尾礦庫(kù)安全等級(jí)和三級(jí)指標(biāo)的等級(jí)進(jìn)行劃分，增強(qiáng)了可操作性和可靠性；最終采用可拓綜合評(píng)價(jià)法這一直觀(guān)簡(jiǎn)單、可傳達(dá)性好和邏輯性強(qiáng)的方法，解決了指標(biāo)之間的不相容問(wèn)題并使之定

4、量化，與傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法相比更能從變化的角度認(rèn)識(shí)事物，反映尾礦庫(kù)安全狀態(tài)。
　?。?）尾礦庫(kù)實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理方法由于分析滯后，難以及時(shí)預(yù)測(cè)出可能發(fā)生的壩體潰決等災(zāi)變事故，對(duì)尾礦庫(kù)潰壩事故的預(yù)警和應(yīng)急難以起到實(shí)質(zhì)性的指導(dǎo)作用。本文選用隨機(jī)回歸分析技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，針對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)的缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)補(bǔ)缺；結(jié)合小波技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的監(jiān)測(cè)誤差進(jìn)行降噪處理；并在此基礎(chǔ)上，利用平滑相關(guān)支持

5、向量機(jī)建立尾礦庫(kù)安全災(zāi)害前饋預(yù)警控制模型，能夠有效提高災(zāi)害監(jiān)控預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。
　?。?）尾礦庫(kù)安全災(zāi)變是一個(gè)多輸入多輸出的復(fù)雜系統(tǒng)，多個(gè)輸入變量都會(huì)對(duì)尾礦庫(kù)安全災(zāi)變產(chǎn)生影響。本文利用粗糙集理論在對(duì)實(shí)例庫(kù)進(jìn)行約簡(jiǎn)的基礎(chǔ)上，計(jì)算得到各影響因素對(duì)于尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)的重要度；在構(gòu)建影響因素與安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)關(guān)聯(lián)模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)蒙特卡洛方法模擬仿真得到大量仿真樣本，利用EFAST全局敏感性算法對(duì)影響因素的敏感性進(jìn)行分析；利用 D-S證據(jù)

6、理論尾礦庫(kù)安全警情狀態(tài)融合模型融合得到尾礦庫(kù)安全警情狀態(tài)。尾礦庫(kù)安全影響因素重要性和敏感性因素，能夠有效提高尾礦庫(kù)安全管理事中控制的效率，警情狀態(tài)融合可以為安全控制提供決策支持，能夠有效提高尾礦庫(kù)安全管理前饋控制的有效性。
　?。?）尾礦庫(kù)安全災(zāi)變是一個(gè)受時(shí)空因素變化的復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，常規(guī)采用的專(zhuān)家系統(tǒng)等安全診斷分析方法難以反映時(shí)空因素變化對(duì)反饋決策實(shí)時(shí)更新的記憶效應(yīng)。本文選用對(duì)時(shí)空變化敏感的動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，有效融合先驗(yàn)歷史數(shù)據(jù)和后

7、驗(yàn)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)尾礦庫(kù)安全進(jìn)行災(zāi)變反饋診斷決策進(jìn)行建模、驗(yàn)證及多角度診斷推理分析，并以黃金洞礦業(yè)有限責(zé)任公司高流坑尾礦庫(kù)為例進(jìn)行了實(shí)證分析，實(shí)現(xiàn)了尾礦庫(kù)運(yùn)營(yíng)階段的壩體失穩(wěn)潰決災(zāi)害的實(shí)時(shí)定量評(píng)估與反饋決策控制。
　?。?）尾礦庫(kù)安全管理是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，針對(duì)湖南黃金集團(tuán)高流坑尾礦庫(kù)安全管理工作人工依賴(lài)性強(qiáng)、智能化程度低，災(zāi)情實(shí)時(shí)判斷與預(yù)警控制決策效率低等不足，提出利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在尾礦庫(kù)安全評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與傳