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概率风险评估在尾矿坝溃坝中的应用研究

作　者: 司悦彤
导　师: 侯克鹏
学　校: 昆明理工大学
专　业: 安全管理与工程
关键词: 尾矿坝溃坝 系统理论 概率风险评估 主逻辑图 事件树分析法 事故树分析法 二元决策树
分类号: TV649
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


尾矿库作为矿山选矿厂不可缺少的设施,已成为重大危险源之一,其安全性越来越受到人们的关注。而尾矿坝溃坝事故成为尾矿库的主要灾害形式之一,也是安全工作者和学者研究的重点。本文以系统理论为指导,将尾矿坝看做一拦砂建筑物和排水建筑物的综合体,从其不同功能角度,分析其不同的层析、子系统和因素,运用概率风险评估方法(PRA)进行定性和定量分析。然后以海口磷矿曹家沟尾矿库为实例,结合其特殊性,重点分析排洪设施失效导致尾矿库溃坝的概率。主要研究工作和成果如下：(1)将概率风险评估的方法应用于尾矿坝溃坝事故的分析计算上,把尾矿库看做一个各种因素相互影响、相互作用的整体系统,以系统理论为指导,综合运用主逻辑图、事件树和事故树分析法对尾矿库这一系统的不同层次、子系统、因素进行定性分析,以主逻辑图分析法识别出导致尾矿库溃坝的初始事件；运用事件树方法演绎初因事件的发展过程,得出事件序列组和事故序列组,进一步明确初始事件的演化过程；最后针对初因事件和中间事件中的个别事件用事故树分析法深入剖析其致灾因素,也为后面的定量计算提供了依据。通过上述的定性分析过程,了解尾矿库溃坝的主要致灾因素,为尾矿库的安全管理提供了依据；(2)针对事件树分析法和事故树分析法在定量分析方面的不足,运用二元决策树(BDD)方法求解事件树中相关事件的概率问题,提出重复事件的不交化处理方法,给出了基于事件树分析法的事故序列组概率模型；(3)基于二元决策树方法,通过分析与事故树相对应的BDD的最小回溯集,提出事故树顶事件概率计算式,有利于企业定量评价危险因素,为提出有针对性的治理措施提供了依据；(4)以海口磷矿曹家沟尾矿库为实例,提出了运用概率风险评估方法进行风险分析的具体过程,结合曹家沟尾矿库的特殊性,得出排洪设施失效导致尾矿库溃坝的概率,为企业管理人员改进措施提供了一定的依据。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 课题背景及研究意义  9-10
  1.2 尾矿库风险评估概述  10-13
    1.2.1 尾矿库及其分类  10-11
    1.2.2 我国尾矿库的主要安全问题  11-12
    1.2.3 尾矿库溃坝风险管理  12-13
  1.3 本文研究的主要内容及技术路线  13-15
第二章 概率风险评估概述  15-24
  2.1 风险评估与风险管理  15-18
    2.1.1 风险评估的概念和意义  15-16
    2.1.2 风险管理  16-18
  2.2 概率风险评估相关理论  18-19
    2.2.1 系统科学理论  18-19
    2.2.2 系统分析理论  19
  2.3 概率风险评估介绍  19-23
    2.3.1 概率风险评估的概念和特点  19-20
    2.3.2 国内外PRA技术的发展  20-22
    2.3.3 PRA分析过程  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 尾矿库溃坝故障模型建立  24-39
  3.1 识别初因事件  24-27
    3.1.1 主逻辑图  25-26
    3.1.2 尾矿库溃坝主逻辑图分析  26-27
  3.2 尾矿库溃坝的事件链建模  27-32
    3.2.1 事件树方法介绍  28-29
    3.2.2 事件链建模  29-32
  3.3 尾矿库溃坝的故障建模  32-37
    3.3.1 故障树分析法  32-35
    3.3.2 尾矿库溃坝的故障模型  35-37
  3.4 本章小结  37-39
第四章 尾矿库溃坝的BDD分析  39-54
  4.1 事件树的BDD分析  39-45
    4.1.1 重复事件不交化处理  39-42
    4.1.2 具有相关事件的ASG概率模型  42-45
  4.2 事故树的BDD分析  45-52
    4.2.1 事故树的BDD转化  46-49
    4.2.2 事故树最小割集的求解  49-50
    4.2.3 事故树的概率函数  50-52
  4.3 系统失效总概率数学模型  52-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章 工程实例  54-67
  5.1 现场调查  54-55
  5.2 坝体稳定性分析  55-59
    5.2.1 计算方法  55-57
    5.2.2 计算安全系数  57-59
  5.3 曹家沟尾矿库的PRA分析  59-66
    5.3.1 曹家沟尾矿库的定性分析  59-61
    5.3.2 系统失效概率计算  61-66
  5.4 本章小结  66-67
第六章 结论与展望  67-69
  6.1 结论  67
  6.2 展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-73
附录A (攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目)  73-75

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中图分类: > 工业技术 > 水利工程 > 水利枢纽、水工建筑物 > 挡水坝 > 其他
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