高 峰,周積果
(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司,北京 100038)
1960—2018年,國(guó)內(nèi)共發(fā)生了約61起典型尾礦庫(kù)事故,事故共造成752人死亡,造型巨大經(jīng)濟(jì)損失,并引起了嚴(yán)重的環(huán)境破壞。其中特別重大事故4起,共造成544人死亡。重大事故9起,共造成171人死亡。由此可見(jiàn),尾礦庫(kù)事故往往容易造成重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失,因此在尾礦庫(kù)事故的研究中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注特別重大、重大事故。
目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)尾礦庫(kù)事故方面的研究越來(lái)越多。鄭學(xué)鑫、岑建[1]通過(guò)尾礦事故類(lèi)型,對(duì)尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行一次分類(lèi)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行二次分解,根據(jù)尾礦庫(kù)安全風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)結(jié)合工程實(shí)踐提出了降低安全風(fēng)險(xiǎn)的對(duì)策措施。張家榮、劉建林、朱記偉[2]利用文獻(xiàn)研究法和數(shù)量研究法,分別從尾礦庫(kù)事故統(tǒng)計(jì)分析的必要性、我國(guó)尾礦庫(kù)現(xiàn)狀、尾礦事故及發(fā)展趨勢(shì)分析、尾礦庫(kù)事故教訓(xùn)及應(yīng)對(duì)對(duì)策4個(gè)方面進(jìn)行研究。
為防范尾礦庫(kù)事故尤其是特別重大、重大事故,研究尾礦庫(kù)事故影響因素的重要性,對(duì)減少事故危害、提高尾礦庫(kù)建設(shè)、運(yùn)行安全具有重要意義,
采用C5.0決策樹(shù)算法對(duì)尾礦庫(kù)事故影響因素進(jìn)行重要性進(jìn)行分析。尾礦庫(kù)事故影響因素是從61起典型尾礦庫(kù)事故中,分析提取了6個(gè)方面共計(jì)17個(gè)變量的尾礦庫(kù)事故影響因素。
數(shù)據(jù)來(lái)源主要包括查閱政府監(jiān)管部門(mén)網(wǎng)站上公布的尾礦庫(kù)事故調(diào)查報(bào)告,參考尾礦庫(kù)相關(guān)書(shū)籍,參考國(guó)內(nèi)期刊公開(kāi)發(fā)表的尾礦庫(kù)事故研究論文等。
搜集了從1960—2018年國(guó)內(nèi)發(fā)生的61起典型尾礦庫(kù)事故,并詳細(xì)統(tǒng)計(jì)了尾礦庫(kù)事故發(fā)生的時(shí)間、項(xiàng)目概況、事故經(jīng)過(guò)及救援處置情況、事故損失、事故原因等有關(guān)內(nèi)容,并以此構(gòu)筑事故影響因素。
結(jié)合尾礦庫(kù)事故統(tǒng)計(jì)資料,構(gòu)建包括建設(shè)程序因素、環(huán)境因素、地質(zhì)構(gòu)造因素、尾礦設(shè)施因素、管理因素和事故屬性因素6個(gè)方面共計(jì)17個(gè)變量的尾礦庫(kù)事故影響因素,并進(jìn)行量化處理,具體見(jiàn)表1。
表1 尾礦庫(kù)影響因素量化表
輸入變量為事故影響因素,具體見(jiàn)表1。輸出變量為事故影響程度,其中將一般事故和較大事故(設(shè)置為1)、特別重大事故和重大事故(設(shè)置為2)構(gòu)建尾礦庫(kù)事故影響程度決策樹(shù),具體如圖1所示。
從圖1中分析,尾礦庫(kù)事故影響程度決策樹(shù)經(jīng)計(jì)算在17個(gè)輸入變量因素中,筑壩方式、建設(shè)程序、事故類(lèi)型3個(gè)因素集中在決策樹(shù)的前4 層,說(shuō)明這些因素對(duì)事故嚴(yán)重程度的影響最大,影響程度如圖2所示。
由圖2可以看出,筑壩方式為第一影響因素,也是影響程度最大因素。根據(jù)特別重大和重大事故樣本統(tǒng)計(jì),上游式尾礦筑壩法樣本最多為7起,一次建壩樣本為2起,中線式、下游式尾礦筑壩法沒(méi)有樣本。分析原因,從60年代起,尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)蘇聯(lián),尾礦筑壩普遍采用上游式尾礦筑壩法,由于上游式尾礦筑壩運(yùn)行成本低,堆壩工藝簡(jiǎn)單,在長(zhǎng)時(shí)間里廣泛采用。與其他筑壩方式比較,上游式尾礦筑壩法安全度要低,對(duì)安全控制指標(biāo)的管理要求高。
建設(shè)程序因素為第二影響因素。早期在尾礦庫(kù)建設(shè)中,很多事故是由于違反基本建設(shè)程序造成的,如三邊工程或未經(jīng)正規(guī)設(shè)計(jì)擅自加高擴(kuò)容等。隨著監(jiān)管部門(mén)對(duì)尾礦庫(kù)監(jiān)管力度提高,由違反建設(shè)程序造成的尾礦庫(kù)事故極具減少。
事故類(lèi)型為第三影響因素。將61起尾礦庫(kù)事故按事故類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)計(jì),具體如圖3所示。從圖3中可以看出,發(fā)生最多的事故類(lèi)型為排洪(回水)設(shè)施破壞,排洪(回水)設(shè)施多為隱蔽設(shè)施,事故隱患不易察覺(jué),不易監(jiān)測(cè)。數(shù)量第二多的是滲透破壞事故,庫(kù)內(nèi)干灘長(zhǎng)度短、浸潤(rùn)線埋深淺、尾礦壩上升速度快、固結(jié)性差等是此類(lèi)事故的主要誘因。數(shù)量第三多的是洪水漫壩事故,調(diào)洪庫(kù)容過(guò)小或排洪系統(tǒng)被破壞(被泥石流沖毀或樹(shù)枝淤堵等)是此類(lèi)事故的主要誘因。
圖1 尾礦庫(kù)事故影響程度C5.0決策樹(shù)
圖2 尾礦庫(kù)事故嚴(yán)重程度影響因素重要性列表
圖3 事故類(lèi)型因素樣本統(tǒng)計(jì)表
采用C5.0決策樹(shù)算法對(duì)尾礦庫(kù)事故影響因素進(jìn)行重要性分析發(fā)現(xiàn),筑壩方式、建設(shè)程序、事故類(lèi)型3個(gè)因素集中在決策樹(shù)的前4層,說(shuō)明這些因素對(duì)事故嚴(yán)重程度的分類(lèi)影響最大。
進(jìn)一步分析影響因素的重要性,筑壩方式為第一影響因素,其中上游式尾礦筑壩法此種筑壩方式造成特別重大、重大事故樣本最多。建設(shè)程序因素為第二影響因素,此因素樣本集中于尾礦庫(kù)建設(shè)早期,隨著監(jiān)管部門(mén)對(duì)尾礦庫(kù)監(jiān)管力度提高,此因素影響性急劇減小。事故類(lèi)型為第三影響因素,其中排洪(回水)設(shè)施破壞事故、滲透破壞事故、洪水漫壩事故為三種最常見(jiàn)的事故類(lèi)型。
通過(guò)對(duì)尾礦庫(kù)事故影響因素的重要性分析,為今后尾礦庫(kù)建設(shè)運(yùn)行提供參考。對(duì)其中重要的因素應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。