尾礦庫安全災變及風險預警決策研究.pdf

1、尾礦庫是筑壩攔截谷口或圍地構成的用以堆存金屬、非金屬礦山進行礦石選別后排除尾礦的場所，是一個具有高勢能的人造泥石流的危險源，已成為礦山企業(yè)生產(chǎn)的最大安全隱患。尾礦庫安全災變演化是一個動態(tài)復雜的不確定決策問題，其安全風險涉及多源致險因素，災變機理相當復雜，如何對其進行風險預警決策是一項非常復雜的研究課題。在綜合查閱文獻和大量的案例分析的基礎上，本文總結出對尾礦庫安全有重要影響的五類因素，建立了一套全面完整的指標體系；提出采用隨機回歸分析與

2、小波分析相結合的方法，對采集的多源監(jiān)測數(shù)據(jù)進行不完整性缺失估計及降噪處理，為充分掌握和深度挖掘尾礦庫安全災變警情信息提供數(shù)據(jù)支持；從前饋控制與反饋控制兩個層面，分別對尾礦庫安全災變演化的警情征兆信息進行前饋預警決策和反饋診斷控制分析，提高尾礦庫安全監(jiān)控預警的準確性和時效性，并結合物聯(lián)網(wǎng)技術，研究尾礦庫智能決策支持系統(tǒng)，促進實現(xiàn)尾礦庫安全災害預警與防災減災高效發(fā)展。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）尾礦庫已成為礦山企業(yè)生產(chǎn)的最大安全

3、隱患之一，對尾礦庫安全的內(nèi)部機理進行詳細分析，并構建一套完善的安全評價指標體系，對尾礦庫的安全狀態(tài)進行評價具有重要的意義。本文總結出對尾礦庫安全有重要影響的五類因素，建立了一套由5個二級指標和22個一級指標構成的全面完整的指標體系，增強了評價指標完善性；嚴格按照標準和技術規(guī)范對尾礦庫安全等級和三級指標的等級進行劃分，增強了可操作性和可靠性；最終采用可拓綜合評價法這一直觀簡單、可傳達性好和邏輯性強的方法，解決了指標之間的不相容問題并使之定

4、量化，與傳統(tǒng)的評價方法相比更能從變化的角度認識事物，反映尾礦庫安全狀態(tài)。
　?。?）尾礦庫實時安全監(jiān)測過程中會產(chǎn)生海量監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法由于分析滯后，難以及時預測出可能發(fā)生的壩體潰決等災變事故，對尾礦庫潰壩事故的預警和應急難以起到實質(zhì)性的指導作用。本文選用隨機回歸分析技術對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時處理，針對監(jiān)測過程中出現(xiàn)的缺失數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)補缺；結合小波技術對監(jiān)測過程中產(chǎn)生的監(jiān)測誤差進行降噪處理；并在此基礎上，利用平滑相關支持

5、向量機建立尾礦庫安全災害前饋預警控制模型，能夠有效提高災害監(jiān)控預警的準確性和時效性。
　?。?）尾礦庫安全災變是一個多輸入多輸出的復雜系統(tǒng)，多個輸入變量都會對尾礦庫安全災變產(chǎn)生影響。本文利用粗糙集理論在對實例庫進行約簡的基礎上，計算得到各影響因素對于尾礦庫安全風險的重要度；在構建影響因素與安全風險系數(shù)關聯(lián)模型的基礎上，通過蒙特卡洛方法模擬仿真得到大量仿真樣本，利用EFAST全局敏感性算法對影響因素的敏感性進行分析；利用 D-S證據(jù)

6、理論尾礦庫安全警情狀態(tài)融合模型融合得到尾礦庫安全警情狀態(tài)。尾礦庫安全影響因素重要性和敏感性因素，能夠有效提高尾礦庫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安全管理前饋控制的有效性。
　　（4）尾礦庫安全災變是一個受時空因素變化的復雜動態(tài)系統(tǒng)，常規(guī)采用的專家系統(tǒng)等安全診斷分析方法難以反映時空因素變化對反饋決策實時更新的記憶效應。本文選用對時空變化敏感的動態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡，有效融合先驗歷史數(shù)據(jù)和后

7、驗觀測數(shù)據(jù)，對尾礦庫安全進行災變反饋診斷決策進行建模、驗證及多角度診斷推理分析，并以黃金洞礦業(yè)有限責任公司高流坑尾礦庫為例進行了實證分析，實現(xiàn)了尾礦庫運營階段的壩體失穩(wěn)潰決災害的實時定量評估與反饋決策控制。
　?。?）尾礦庫安全管理是一項非常復雜的系統(tǒng)工程，針對湖南黃金集團高流坑尾礦庫安全管理工作人工依賴性強、智能化程度低，災情實時判斷與預警控制決策效率低等不足，提出利用物聯(lián)網(wǎng)技術，在尾礦庫安全評價的基礎上，結合先進的數(shù)據(jù)監(jiān)測與傳