边坡安全监测技术新发展——中国安科院边坡雷达“S-SAR”诞生记

<正>矿山边坡包括露天矿边坡、尾矿库坝体边坡和排土场边坡。我国有露天矿山约7万座,随着露天矿采剥及采场不断延深,会形成高陡边坡,滑体规模逐渐变大,滑坡风险越来越高。我国有尾矿库约1.2万座,且多数下游人口密集,随着尾矿库坝体不断增高,库容日益扩大,事故风险不断升高,一旦溃坝后果严重。我国有排土场约10万余座,大多靠近居民区和耕地,当受大气降雨或地表水浸润,易发生滑坡、泥石流等灾害,危及矿山和周围群众安全。     

“想不到”的特大滑坡事故

正2016年7月15日,广东深圳光明新区渣土受纳场"12·20"特别重大滑坡事故(以下简称"12·20"事故)调查报告正式公布。事故调查组认定,该事故是一起特别重大生产安全责任事故。新华社记者就该事故中社会关注的热点问题,采访了调查组相关负责人。事故原因记者(以下简称"记"):"12·20"事故是怎么发生的,原因是什么?答:滑坡其实是全球渣土受纳场共同的风险点,每年全世界都有数十起渣土场滑坡发生,但深圳这起事故的规模之大、损失之惨重十分罕见。事故发生地——深圳市光明新     

尾矿库溃坝灾害脆弱性评估指标体系及方法研究

目前尾矿库风险评估的通用方法,是以尾矿坝边坡稳定安全系数作为衡量尾矿库溃坝灾害风险度的唯一指标。该方法忽视了尾矿库固有致灾强度的自然属性,以及尾矿库下游人口分布、社会经济发展水平和资源环境条件的差异,致使在荒无人烟的戈壁滩溃坝风险与在人口密集、经济高度发展的上海市溃坝的风险相同的不科学结论。基于脆弱性理论,在综合考虑尾矿库溃坝固有风险和承灾体内在脆弱性的基础上,运用层次分析方法,建立了尾矿库溃坝灾害脆弱性评估指标体系;基于损失率的承灾体风险损失评估方法,获得人口、财产和生态系统三类承灾体风险损失度,并建立了尾矿库溃坝灾害风险损失度评估方法。相关成果有助于进一步完善尾矿库溃坝灾害脆弱性风险评估技术和风险评估的可靠性。     

尾矿库溃坝灾害风险分级评估的加权云模型研究

为了实现尾矿库坝灾害风险的准确分析,提出了一种尾矿库溃坝灾害风险分级评估的加权云模型。首先基于文献计量法以及相关分级标准构建了尾矿库溃坝灾害风险分级指标体系;然后基于博弈论确定了频次法和投影寻踪算法的组合权重;最后采用云模型来表述各风险等级之间的模糊性和不确定性,并结合基于博弈论的组合权重确定了尾矿库溃坝灾害风险等级的综合隶属度,再采用9组尾矿库实例进行验证加权云模型的评估结果。结果显示,加权云模型评估的9组尾矿库样本结果与实际相符,表明模型具有较高的预测精度,可以为尾矿库溃坝灾害风险等级评估提供可靠的依据。     

习近平要求中央有关部门指导地方加强各类灾害和安全生产隐患排查

正2015年12月20日11时40分许,深圳市光明新区凤凰社区恒泰裕工业园发生滑坡,附近西气东输管道发生爆炸。经初步核查,此次灾害共造成33栋建筑物被掩埋或不同程度损坏,现场塌方面积10多万m2,截至2015年12月23日,共有76人失联。国土资源部官微通报称,初步查明深圳光明新区垮塌体为人工堆土,原有山体没有滑动。人工堆土垮塌的地点属于淤泥渣土受纳场,主要堆放渣     

基于FLO~(2D)与3DMine耦合的尾矿库溃坝灾害模拟

为预测和评价尾矿库溃坝的致灾情况,提高库区防灾减灾能力,建立尾矿库溃坝数值仿真模型。采用FLO2D泥石流模拟软件对湖南某尾矿库进行溃坝灾害过程仿真,并将模拟结果与3DMine数字矿山软件耦合,实时反演溃坝灾害过程。分析结果表明,该尾矿库溃坝时的最大溃决流速为40.2 m/s,下游沟谷最大淹没深度达13.6 m,溃坝瞬时最大冲击应力达100 MPa。三维动态反演了尾矿库溃坝前稳定状态、溃坝后0.01,0.02和0.05 h的尾砂流动状态和淹没范围。根据溃坝泥砂流动强度,对该尾矿库全部溃坝和半溃坝时的灾害程度进行三色图判别。     

矿山尾矿库多技术融合安全监测运用研究

为解决当前国内尾矿库安全监测效率低、危险评价难以量化等实际问题,以尾矿库日常安全监管工作需求为切入口,率先结合高分遥感、无人机航拍以及三维激光扫描等技术,从天地一体化的观测角度对尾矿库进行病害监测分析,开展尾矿库溃决泥石流灾害数值模拟,实现尾矿库监测-评价-预防系统性的安全量化评估,建立多技术融合的矿山尾矿库安全监测及危险评价技术体系;并通过攀枝花万年沟尾矿库进行实证分析,验证矿山尾矿库多技术融合安全监测方法的有效性。结果表明,用该技术手段能够提高矿山尾矿库安全监测效率。     

“十二五”国家科技支撑计划项目“矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程”项目顺利通过验收

<正>2015年6月29日,科技部社会发展科技司和资源管理与配置司在北京召开"十二五"国家科技支撑计划项目验收会。中国安全生产科学研究院牵头实施的"十二五"国家科技支撑计划项目"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程"顺利通过验收。"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程"项目自2012年立项实施以来,通过3年科技攻关研究,在矿山尾矿库溃坝、露天边坡和排土场滑坡、采空塌陷、冲击地压、深井岩爆等动力性灾害辨识、探测、     

科技博览

<正>中国安全生产科学研究院2项技术验收成功6月29日,由中国安全生产科学研究院牵头实施的"十二五"国家科技支撑计划项目"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程""化工园区安全生产保障关键技术及装备研究与工程示范"2个项目通过验收。"矿山典型灾害预测控制关键技术装备及示范工程"项目在矿山尾矿库溃坝、露天边坡和排土场滑坡、采空塌陷、冲击地压、深井岩爆等动力性灾害辨识、探测、监测、控制与防治关键技术方面取得显著进展。项目     

致命滑坡

正2015年12月20日,深圳光明新区渣土受纳场发生重大滑坡生产安全事故,顷刻间下游建筑物、人员被掩埋。回顾历史,滑坡、溃坝不仅屡屡发生,而且伤亡损失巨大。历史上,同类事故教训历历在目。2015年12月20日11时40分,广东省深圳市光明新区光明街道办事处凤凰社区恒泰裕工业园区后侧发生滑坡,附近西气东输管道发生爆炸。滑坡覆盖面积约38万m2,33栋建筑物被掩埋或不同程度受损,截至2016年1月6日12时,事故     

尾矿库地震液化机理及抗震评估指标体系研究

2008年"5.12"汶川大地震中,四川、陕西和甘肃三省尾矿库均受到不同程度的破坏和影响。本文针对四川汶川地震造成灾区尾矿库排洪系统失效,坝基沉降,坝体滑坡、垮塌、开裂等现状,对尾矿库地震溃坝机理进行了分析,研究了地震作用机理和地震液化的影响因素;在此基础上,建立起用于评估尾矿库抗震能力和地震溃坝可能性的指标体系,指标体系考虑了地震强度、防洪、抗滑、抗渗透和安全管理五个方面,能够较为全面的分析和评估尾矿库在抗震方面的基本特性,并通过研究给出了各个指标的分级方法。该体系的建立为尾矿库抗震能力评估、避免特殊工况下尾矿库溃坝事故的发生具有一定应用价值,可为尾矿库运行期的安全管理提供依据。     

尾矿库区域预警指标体系的建立

从尾矿库本身安全、地质条件、气象条件、人为因素等4个方面分析了尾矿库灾害的影响因素;根据预警指标选取的原则,结合尾矿库事故对下游人员和财产的影响,建立了尾矿库区域预警指标体系;选取尾矿库危险等级、地形坡度、地质构造及条件、最新日雨量、5日累积雨量、采矿现象、爆破现象、下游人数、下游财产等9个指标作为尾矿库区域预警指标;根据尾矿库预警级别,确定了尾矿库预警指标的取值范围。尾矿库区域预警指标体系建立为尾矿库的区域预警提供了基础依据。     

降雨型滑坡灾害的约简和逻辑回归预测模型

为实现秦巴山区域降雨诱发的滑坡灾害预警,收集处理不同时段滑坡灾害发生点最近区域站大量降雨数据,形成降雨特征滑坡灾害样本数据集;定义降雨型滑坡灾害知识表达系统,利用知识约简和预测结果反馈方法,选取影响滑坡灾害的降雨特征,进而确定发生滑坡灾害的诱发因子;改进逻辑回归方法,提高模型泛化能力,建立约简逻辑回归预测模型,并与不确定朴素贝叶斯模型和遗传神经网络模型对比。结果表明:约简逻辑回归预测模型能有效处理海量高维降雨数据,且预测准确率较高。     

尾矿库溃坝后果数值分析

溃坝灾害是尾矿库各类安全事故中后果最为严重、破坏性最强的一类。在对比分析了尾矿库溃坝砂流、水库溃坝水流和泥石流的基础上,探讨了尾矿库溃坝砂流运动状态的3种方法。并结合某尾矿库的实际情况,从5个关键因素入手,依据现有的水力学公式对该尾矿库的溃坝后果进行了数值分析,预测了尾矿库溃坝后果的影响范围,求得溃坝砂流到达下游各截面的时间、最大流量、泥沙深度等关键参数。为尾矿库的风险管理和制定相应的溃坝后果应急预案提供了重要依据。     

滑坡灾害中埋地管道稳定性分析

滑坡灾害导致的管道局部失稳是油气管道面临的严重威胁之一。为了探讨滑坡灾害中工程管道位移、应力随参数的变化规律,研究管道结构稳定性,采用有限元方法,以管道外径、径厚比、滑坡宽度为研究变量,计算并分析了在滑坡灾害中管道位移、应力和稳定性。研究结果表明:增大管道外径可以有效抑制滑坡灾害中管道位移,同时随着管道外径的增加,管道最大位移呈现二次曲线降低,并且径厚比越小管道位移增量越小;滑坡灾害中管道的最大应力发生在滑坡中心和两端位置;以外径为0.965 m管道为例,屈曲特征值分析结果显示,随着管道径厚比的增大,屈曲特征值呈二次曲线减小;随着管道外径的增加,屈曲特征值呈线性增大,并且屈曲位置发生在滑坡段中间位置,管道所能承受的极限滑坡宽度约为70 m。     

露天矿山排土场滑坡灾害预警技术

在现场调研与文献分析的基础上,提出了排土场滑坡灾害预警指标体系。基于物元理论和关联函数,构建了露天矿山排土场滑坡灾害可拓预警模型。采用基于测度改进的层次分析法客观地确定评价指标权重,较好地消除了人为因素带来的偏差;以综合关联度作为评价准则进行滑坡危险性等级判定,进而对排土场滑坡灾害进行预警。利用该模型对某铁矿排土场的滑坡危险性进行预警评价,得到了与实际情况吻合的警情,并针对存在的问题提出了相应的改进措施     

我国尾矿库安全现状及事故防治措施

尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流重大危险,其灾害所带来的损失是相当严重的。近年来,我国尾矿库事故时有发生,给人民生命财产造成了极大威胁,总体安全形势不容乐观。通过对我国尾矿库事故案例的总结和研究,分析我国尾矿库安全现状,为防止尾矿库事故的发生提出相应对策措施。     

尾矿库安全运行的保障——“尾矿库隐患无损诊断风险分级与监测预警技术研究”

尾矿库隐患无损诊断、风险分级与监测预警技术研究,以防止尾矿库引发安全事故为目的,针对尾矿库溃坝隐患探测、灾害预防、在线监测预警所遇到的关键技术问题进行了研究。该研究成果已分别在9个尾矿库建立了在线监测与预警系统,并探测、诊断出12座尾矿坝坝内裂缝、松散软弱夹层等隐患,为隐患治理提供了依据。     

尾矿库溃坝离心机振动模型试验研究

为研究强震作用下尾矿库溃坝动力反应及溃坝演化规律,在清华大学离心机上进行尾矿库溃坝自重加载条件下离心振动模型试验。试验采用离心场图像采集系统、非接触位移测量系统及动态注水系统,采用Kobe波作为地震输入,测量模型加速度、孔隙压力、面板应力变形、坝体位移及其发展变化过程。试验结果表明:地震输入条件下的模型加速度近似均匀分布,尾矿库浸润线的位置随着水位的升高而逐渐上升,孔隙压力增大使得尾矿库坝体强度降低,但在水平地震下,仍能保持稳定。在蓄水过程中,尾矿库坝体产生明显的变形,出现了局部滑坡,但在地震作用下产生的变形较小,并且应变反应波形较为一致,表明尾矿库结构模型地震反应的整体性较好,具有良好的抗震稳定性。     

尾矿库洪水漫顶溃坝演化规律试验研究

为分析尾矿库洪水漫顶溃坝的演化规律,采用物理模型试验方法建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。在自主研制的尾矿库溃坝模拟试验平台上,以国内某尾矿库为研究对象,基于非恒定水流泥沙非平衡非饱和冲刷机理,根据模型相似理论和溃决侵蚀模型原理,模拟尾矿库洪水漫顶溃坝过程,建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。试验结果表明,尾矿库洪水漫顶溃坝位移与坝体饱和程度有关,坝体浸润线越高,尾矿库溃坝时滑动位移越大,溃口破坏程度取决于溢流对坝体的冲刷侵蚀作用;在该试验条件下,获得尾矿库洪水漫顶溃坝过程中坝体位移、浸润线高度、溃口最大流速和溃口的演化规律。降低坝体浸润线高度、增大安全干滩长度、铺设坝面引流明渠等措施有助于减少尾矿库洪水漫顶溃坝的灾害破坏。