尾礦庫風(fēng)險評價指標(biāo)體系構(gòu)建

尾礦庫風(fēng)險評價指標(biāo)體系構(gòu)建

0采用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重尾礦倉庫是金屬和非金屬礦山安全生產(chǎn)的重要組成部分，也是該領(lǐng)域的主要風(fēng)險因素之一。必須按照國家法律法規(guī)、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)督管理。安全評價是尾礦庫進(jìn)行安全管理的有效手段之一,因此尾礦庫安全評價一直是學(xué)者研究的熱點。鄭欣、尹君等初步建立了尾礦庫安全評價的指標(biāo)體系,采用層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重,并嘗試將集對分析法應(yīng)用于尾礦庫安全評價。朱君星等為了解決層次分析法使用中的主觀性問題,提出了不確定層次分析法,并將其應(yīng)用于尾礦庫安全評價。李全明等建立了尾礦庫潰壩的風(fēng)險評價指標(biāo)體系及標(biāo)準(zhǔn),并采用模糊綜合評價法對北京首云鐵礦和尚峪尾礦庫進(jìn)行評價,得出該庫為A等庫。傳統(tǒng)的定量評價方法(如集對分析法、模糊綜合評價法、可拓評價法)可以在一定程度上解決定性安全評價方法(如安全檢查表法)不能實現(xiàn)的評價結(jié)果定量化功能,但該類方法在指標(biāo)權(quán)重的確定過程中一般僅考慮指標(biāo)對于風(fēng)險發(fā)生可能性的影響,而忽視了不同指標(biāo)在事故發(fā)生后的風(fēng)險后果不同,同時該類方法在指標(biāo)權(quán)重及隸屬度的確定方面也存在一定的主觀性。因此,為進(jìn)一步完善尾礦庫運行期安全評估標(biāo)準(zhǔn)和評估方法,本文基于三角模糊理論建立尾礦庫風(fēng)險評價模型,嘗試從風(fēng)險兩大要素(可能性及后果)來確定指標(biāo)權(quán)重。1某風(fēng)險評價指標(biāo)賦值區(qū)間的最可能值三角模糊理論基于Zadeh提出的模糊集理論,對于論域為U上的三角模糊數(shù)b=b1,bq,br,其隸屬度函數(shù)μbx為式中b1為某風(fēng)險評價指標(biāo)賦值區(qū)間的最小值;br為某風(fēng)險評價指標(biāo)賦值區(qū)間的最大值;bq為某風(fēng)險評價指標(biāo)賦值區(qū)間的最可能值。當(dāng)評價指標(biāo)較為確定,即指標(biāo)值足夠明確時,b1=br=bq。加法運算乘法運算2基于三角模糊理論的廢物風(fēng)險評價模型2.1尾礦庫安全運行風(fēng)險評價指標(biāo)體系參考前人的研究成果,針對新修改的《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》(安監(jiān)總局令第38號)對于尾礦庫建設(shè)、運行和監(jiān)管的要求,同時參照AQ2006—2005《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》、AQ2030—2010《尾礦庫安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》等對于尾礦庫安全運行的有關(guān)要求,建立尾礦庫風(fēng)險評價指標(biāo)體系,見表1。2.2風(fēng)險評價體系的確定現(xiàn)有的權(quán)重確定方法,如層次分析法僅考慮指標(biāo)在整個評價體系中的重要程度,而不同的指標(biāo)對于事故發(fā)生的可能性及后果的嚴(yán)重程度影響是不同的,且存在主觀不確定性。因此,本文采用三角模糊理論來解決影響賦值的不確定性問題,并從各指標(biāo)對于風(fēng)險要素,即事故發(fā)生的可能性(RP)和后果的嚴(yán)重程度(RI)兩方面確定指標(biāo)權(quán)重,其具體步驟如下。1)定義風(fēng)險因素(RF),成立風(fēng)險評價小組。風(fēng)險的科學(xué)定義是指特定危害性事件發(fā)生的可能性與后果的結(jié)合,其數(shù)學(xué)公式為首先,成立風(fēng)險評價小組,考慮到各成員的職稱、學(xué)歷、背景以及能力不同,引入專家重要度系數(shù)λk,0<λk<1,k=1,2,…,l,并滿足,l表示評價小組中成員的總?cè)藬?shù)。本文的風(fēng)險評價小組成員包括:尾礦庫行業(yè)的安全專家、安全評價機構(gòu)的尾礦庫專家、長期從事尾礦庫管理工作者以及經(jīng)驗豐富的尾礦庫工作人員。其重要度系數(shù)分別為:λ1=0.35,λ2=0.2,λ3=0.3,λ4=0.15。其次,建立風(fēng)險因素RP和RI相應(yīng)的語言變量和對應(yīng)的三角模糊數(shù),見表2和3。2)將單個模糊數(shù)集結(jié)成1組模糊數(shù)。利用模糊理論的平均算法,將這些單個的模糊評價值集結(jié)成1組模糊評價值,如下。式中RPik和RIik表示風(fēng)險評價小組的第k個成員對第i個指標(biāo)的RP和RI評價值;表示三角模糊數(shù)的加法運算。3)確定風(fēng)險因素(RF)。根據(jù)三角模糊數(shù)的乘法運算法則,風(fēng)險評價體系中的底層指標(biāo)的風(fēng)險因素RFi的值計算公式為4)解模糊化過程。根據(jù)重心解模糊法,由式(8)求出風(fēng)險因素RFi的單實數(shù)值(RFT)i。5)“歸一化”處理。由式(9)可求得歸一化后的1級指標(biāo)和2級指標(biāo)的權(quán)重ωi和ωij。2.3評價指標(biāo)的確定參照GB/T50438—2007《地鐵運營安全評價標(biāo)準(zhǔn)》,確定尾礦庫的風(fēng)險等級劃分,見表4。根據(jù)《尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定》、《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》、《尾礦庫安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》等的有關(guān)要求,確定各指標(biāo)的風(fēng)險等級及其分值或分值區(qū)間。限于篇幅,本文僅列出尾礦顆粒抗滑能力及初期壩與堆積壩壩坡的抗滑穩(wěn)定性、水文、氣象監(jiān)測風(fēng)險評判標(biāo)準(zhǔn),見表5~7。評價小組對每個2級指標(biāo)的屬性值進(jìn)行打分,將各成員對某個指標(biāo)的模糊判斷屬性值集結(jié)成1個模糊判斷屬性值xi。式中xik表示第k個專家對第i個指標(biāo)的三角模糊判斷屬性值。2.4角模糊判斷值由相應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重向量與該層次的指標(biāo)屬性值進(jìn)行相乘,得到上1級指標(biāo)的三角模糊判斷屬性值,最終得出目標(biāo)層的三角模糊判斷值R。式中wi表示第i個指標(biāo)的權(quán)重;(wi)表示指標(biāo)權(quán)重向量;(xi)表示指標(biāo)模糊判斷屬性值矩陣。最后,對R進(jìn)行解模糊化過程,得出尾礦庫的最終風(fēng)險等級RT。3尾礦庫安全現(xiàn)狀評價本文以本溪市某尾礦庫為例。該尾礦庫在初期(238m標(biāo)高以下)時壩高24.8m,庫容為38.3萬m3,屬于庫容下限;當(dāng)其堆積壩標(biāo)高達(dá)到260.0m時壩高44.8m,總庫容為301.95萬m3,判定其為四等尾礦庫。該尾礦庫分別在+240.0m和+260.0m均有12萬m3和16.04萬m3的調(diào)洪庫容。尾礦庫內(nèi)無居民居住,下游500m處約有30戶人家。沈陽市某安全評價中介機構(gòu)根據(jù)《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》,采用安全檢查表法對該尾礦庫進(jìn)行安全現(xiàn)狀評價,其結(jié)果為“正常庫”。采用本文方法計算該尾礦庫的風(fēng)險程度。首先確定各指標(biāo)權(quán)重,如工程指標(biāo)下的“壩體沉陷、裂縫、坍塌及沼澤化情況”2級指標(biāo),其權(quán)重確定過程見表8。利用式(7)計算該指標(biāo)的風(fēng)險因素值RF12。利用式(8)對RF12進(jìn)行解模糊化過程,得出其對應(yīng)的單實數(shù)為0.6853。同理,可得出所有2級指標(biāo)的風(fēng)險因素值所對應(yīng)的單實數(shù)值,對其進(jìn)行“歸一化”處理,可得出2級指標(biāo)的權(quán)重值,其結(jié)果見表1。同理,可得1級指標(biāo)權(quán)重向量為(w)=(0.2448,0.4586,0.2561,0.0405)。采用專家打分法,并依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)的要求,對風(fēng)險指標(biāo)體系的所有2級指標(biāo)屬性值進(jìn)行打分。如對管理指標(biāo)的所有2級指標(biāo)得出集結(jié)后的打分值xi如下:x1=(68,85.4,92.3),x2=(68,86.1,92.3),x3=(52,83,89.8),x4=(68,85,92.3),x5=(56,82.1,90.5),x6=(40,81.2,87.5),x7=(64,81.8,92)。根據(jù)式(12)計算管理指標(biāo)層的模糊評價結(jié)果。同理,可得工程指標(biāo)層、監(jiān)測指標(biāo)層和環(huán)境指標(biāo)層的模糊評價結(jié)果分別為:RB=(72.0,84.9,93.5),RC=(63.6,82.5,91.8),RD=(66.8,84.3,92.4)。通過逐層求解,最終可得出目標(biāo)層的三角模糊判斷屬性值為R=(66.6,84.1,92.4)。根據(jù)式(12)對其進(jìn)行解模糊化過程,得到該尾礦庫的最終風(fēng)險等級值為0.7(或81.0),該尾礦庫的最終風(fēng)險等級為“風(fēng)險可接受”。4尾礦庫風(fēng)險評價1)根據(jù)尾礦庫的特點及現(xiàn)有法律法規(guī)的要求建立了尾礦庫風(fēng)險評價指標(biāo)體系,并提出了各指標(biāo)的風(fēng)險判別標(biāo)準(zhǔn)。2)基于風(fēng)