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尾矿库溃坝风险评价与分级技术研究

作　者: 吴娇
导　师: 秦华礼
学　校: 东北大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 尾矿库溃坝风险评价指标体系动态聚类工程模糊集理论事故树
分类号: TV122.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

尾矿库做为一个高势能人造的泥石流危险源,一旦溃坝往往造成包括人员伤亡、财产损失以及环境污染在内的重大损失。通过对国内外尾矿库事故的调查分析与对比,发现我国尾矿库具有数量多、中小型尾矿库多、险库病库和非法生产库多、下游情况复杂等特点。很多尾矿库下游为生活区、工矿企业甚至重要城镇等,一旦溃坝后果不堪设想。因此加强对尾矿库的安全监督与管理,降低尾矿库溃坝风险,进行尾矿库的溃坝风险评价,将对减少溃坝事故的发生,确保尾矿库的安全运行,保证广大人民的生命和财产安全起到积极有效的作用。尾矿坝的稳定性受到众多因素的影响,既有人为的因素又有自然灾害的因素。很多因素既难以确定,又难以定量估计,既有随机性,又有模糊性,因此采用基于工程模糊集理论的模糊评价对尾矿库溃坝风险进行评价及分级。通过对以往尾矿库溃坝事故的调查,研究溃坝致灾机理,并编写尾矿库溃坝事故树,从而建立尾矿库溃坝风险评价指标体系。无论从法律法规还是现有的对尾矿库的风险评价及分级研究,都只考虑了尾矿库自身安全水平,而忽略了溃坝事故后果,即对下游情况的研究。为了体现风险中“事故后果严重度”对风险大小的贡献值,应兼顾到指标体系的全面性和指标间独立性问题,从而建立更为合理的风险评价指标体系。基于风险评价指标体系,根据动态聚类分析和工程模糊集理论建立适合我国尾矿库特点的风险评价数学模型,实现对尾矿库溃坝的风险评价及分级。并编写尾矿库溃坝风险评价软件,代替繁琐的人工计算,有利于提高计算的精确性和准确度,从而提高工作效率。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 国外相关领域研究现状  12-13
    1.2.2 国内尾矿库风险评价  13-14
    1.2.3 模糊综合评价方法研究综述  14-15
  1.3 本课题意义  15-16
  1.4 研究内容与方法  16-19
    1.4.1 研究内容  16
    1.4.2 研究方法  16-19
第2章尾矿库溃坝风险评价指标体系  19-47
  2.1 尾矿库工况概述  19-26
    2.1.1 尾矿库分类  19-20
    2.1.2 尾矿坝类型  20-23
    2.1.3 尾矿库设施  23-24
    2.1.4 尾矿坝参数  24-26
  2.2 尾矿库溃坝事故调查及我国尾矿库特点  26-33
    2.2.1 国外尾矿库事故调查分析  26-30
    2.2.2 我国尾矿库事故调查分析  30-33
  2.3 尾矿坝溃坝机理  33-37
    2.3.1 研究致灾机理的意义  33-34
    2.3.2 尾矿库溃坝致灾机理  34-37
  2.4 尾矿库溃坝事故树及溃坝路径分析  37-41
    2.4.1 事故树发展简介  37-38
    2.4.2 尾矿库溃坝事故树分析步骤  38-39
    2.4.3 尾矿库溃坝事故树  39-40
    2.4.4 溃坝路径分析  40-41
  2.5 风险评价指标体系的建立  41-47
    2.5.1 风险的量度  41
    2.5.2 风险指标的量化  41
    2.5.3 风险指标间相关性分析  41-43
    2.5.4 风险评价指标体系  43
    2.5.5 风险评价指标释义  43-47
第3章动态聚类分析  47-55
  3.1 现有分级标准  47-49
    3.1.1 按库容、坝高分类  47
    3.1.2 安全度分类  47-49
  3.2 总体思想  49
  3.3 聚类分析方法  49-50
    3.3.1 聚类分析  49
    3.3.2 聚类方法的分类  49-50
    3.3.3 聚类方法的选择  50
  3.4 动态聚类法基本原理  50-51
  3.5 算法描述  51-55
    3.5.1 选择尾矿库样本  51-52
    3.5.2 数据处理  52
    3.5.3 初始分级  52
    3.5.4 初始分级标准  52-53
    3.5.5 距离函数  53
    3.5.6 分类原则  53
    3.5.7 聚类中心  53
    3.5.8 循环计算  53
    3.5.9 分类合理性判断函数  53-54
    3.5.10 算法收敛性判断  54-55
第4章基于工程模糊集理论的风险评价  55-69
  4.1 评价方法的选择  55-57
  4.2 模糊数学概述  57
  4.3 模糊综合评价法的局限性讨论  57-59
    4.3.1 模糊综合评价法总体思想  57-58
    4.3.2 隶属度  58
    4.3.3 最大隶属度原则有效度  58-59
  4.4 规避局限性讨论  59-62
    4.4.1 相对隶属  59
    4.4.2 级别特征值  59-61
    4.4.3 指标权重  61
    4.4.4 距离函数  61-62
  4.5 风险评价数学模型  62-69
    4.5.1 指标相对隶属度矩阵  62-64
    4.5.2 级别相对隶属度矩阵  64-66
    4.5.3 指标权重矩阵与距离函数  66-67
    4.5.4 相对隶属度公式  67-69
第5章计算机实现  69-79
  5.1 FLEX及Flexbuilder简介  69-70
  5.2 程序框图  70-71
  5.3 功能介绍  71-73
  5.4 软件测试  73-75
  5.5 工程实例  75-79
第6章结论与展望  79-81
  6.1 结论  79
  6.2 展望  79-81
参考文献  81-85
致谢  85

尾矿库溃坝风险评价与分级技术研究

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