基于AHP和可拓学理论的尾矿库安全评价

基于AHP和可拓学理论的尾矿库安全评价

黄志平，苗作华

(XX科技大学资源与环境工程学院，XX XX 430081)

摘要

以尾矿库安全事故频发为源头，首先运用层次分析法，选取安全评价指标并建立指标体系，将各层指标要素进行两两比较获取判断矩阵，通过一致性检验后得到总排序权重；然后运用物元理论，对所选指标根据实际情况以及参考文献划分等级标准，并对其进行无量纲标准化，同时选取合适的关联度计算公式；最后将实地获取的指标值进行无量纲标准化后，运用可拓学公式计算其单因素关联度和综合关联度，获得最终的安全等级。通过层次分析法获取更符合实际的权重使物元理论更加可靠，并充分利用可拓学中的精确特性对该尾矿库进行安全评价，为管理者提供一个科学有效的参考依据。

关键词尾矿库层次分析法可拓学权重安全等级

The Safety Evaluation of Tailings Based on AHP And Extenics Theory

HUANG Zhi-Ping,MIAO Zuo-Hua

(School of Resources and Environmental Engineering,Wuhan University of Science and

Technology,Hubei,Wuhan,430081,China)

Abstract

It’s for the source of frequent accidents in tailing. Firstly, it uses the Analytic Hierarchy Process method to select security evaluation indexes and build the index system. Then, making a pairwise parison on the indexes of the layer to get the judgment matrix. It will obtain the weighs of the total sort when the matrix passes the consistency check. Secondly, making use of the Matter Element Theory to divided grading standards according to the actual situation and references. Then, making dimensionless standardization on it and choosing the right formulas of correlation at the same time. Finally, dimensionless normalize the the index value obtained in the field. After that, calculating its single factor correlation and prehensive correlation degree by using extenics to get the ultimate level of security. It gets the more realistic weighs through the Analytic Hierarchy Process to make the Matter Element Theory more reliable and makes full use of precise characteristics among the Extenics Theory to make safety evaluation on the tailing. it gets the security level of the tailing and provides a scientific and effective reference for the managers.

Keywords Tailing, Analytic Hierarchy Process(AHP), Extenics Theory, Weighs, Security Level.

尾矿库，在采矿工程中也叫尾矿场或尾矿池，在矿山生产中具有十分重大的作用，是其附属中最为重要的设施之一。尾矿库的功能大致相同，是把金属或非金属矿山在其生产过程中产生的不可避免的尾矿或者其他废渣堆放起来的场所。近年来，随着金属非金属矿山的大量开采，导致尾矿库的数量也越来越多。据统计，我国现有大大小小的尾矿库达13000余座，其中80%都处于生产运行状态[1]。然而，尾矿库大多距离矿区交通和居民生活区比较近，一旦其发生溃坝或者其他灾害事故，将会对采矿生产工艺、矿产企业经济以及人民生命财产造

成难以估计的损失。因此，对于尾矿库的安全评价极为重要，也势在必行。

随着现代化的进程，金属矿石的需求大大增加，产生的尾矿也越来越多，因而其引发的事故也愈来愈多。为了不让国家经济以及人民生命财产受到严重威胁，众多学者对尾矿库作了大量研究。X欣、秦华礼、许开立[2]对导致尾矿坝溃坝的因素进行了实际分析，指出了影响尾矿库溃坝的主要因素，同时通过故障树分析，提供了控制措施；李全明、王云海、廖国礼[3][4]从环保和安全出发对尾矿库进行评价，通过实践经验，对尾矿库安全评价中的科学问题和评价方法进行了探讨，运用有限元法进行了数值计算，得到相应结论；徐宏达[5]通过建立尾矿库失事概率分析和失事所造成的经济损失以及生命估算的风险评价体系，对尾矿库的风险做出判断，从而帮助企业制定预案；顾乃满、X伟航、X金山[6]等以矿山安全评价为目的，运用可拓学对露天矿边坡稳定性进行评价，采用传统模式，最终获得边坡稳定性等级；等。但是，他们仅仅单一的对尾矿库坝体的稳定性做了详细分析和风险评价，并且偏重于力学方面，在很多情况下，只能“治标不治本”，不能达到全面分析的目的。然而，在现实中，尾矿库很多次溃坝是由于其他因素发生而导致一系列连锁反应产生，最终才发生的尾矿库坝溃坝事故。所以，其因素不应该局限于坝体本身的力学性质。

本文将根据前人学者所做的大量研究为基础，根据尾矿库的特点与实际情况，首先采用层次分析法，以尾矿库安全评价为目标层，从定量与定性的两个方面选取安全评价指标要素，并分层次建立指标体系，再对同一层次的指标两两比较获取准则层相对于目标层和指标层相对于准则层的判断矩阵，通过层次分析法中相应的计算公式，获得各指标的权重，最终通过一致性检验，去判断该权重的有效性；再运用可拓学物元理论，将通过查阅资料与现场确认获得的数据无量纲标准化后转为评价等级标准，再将满足一致性检验的权重代入到物元可拓公式中计算各指标的关联度，然后将综合关联度中值最大的对应的安全等级作为最终的结果。运用层次分析法与可拓学理论[7]相结合的综合评价方法，能够同时考虑环境、地质以及坝体本身的构造，重视外界要素对尾矿库整体的安全影响，对某矿山尾矿库的安全等级进行分析，为矿山企业提供合理管理依据以及预案选择。其计算过程具有数学理论上的精确性，其结果更加简明且符合实际。技术路线如图1。