王振宇，王万江

（新疆大学，新疆 乌鲁木齐 830000）

尾矿实际上是一种“废渣”，是在有价值的矿产经过开采之后，剩余的价值较低、不能利用的矿石。之所以要注重尾矿的安全问题，是因为矿中含有许多对环境有害或者难以分解的成分，这些成分如果流失，那么会对农田和河道造成污染甚至堵塞，从而危害了附近居民的生活。尾矿库由名可知，是最后产出尾矿的地点，主要可以划分为四类,即山谷型、傍山式、平原型、截河式4类,我国的尾矿库中绝大多数属于山谷型。尾矿库是一个由尾砂进行堆积而形成的具有较高势能的风险源,其危害范围存在于与尾矿库相同时具有可能导致泥石流而引起严重的塌陷。这种泥石流一旦出现,不仅可能对附近尤其是下游居民的日常生活和工作中所产生的威胁,更是可能会威胁至其生命安全。国内外历史上都曾经出现过特别重要的尾矿仓库崩塌和溃坝事故。目前我国煤矿强省山西以及巴西淡水河谷公司均曾发生过尾矿库导致土壤污染而引起的泥石流事故。

作为一个矿产大国，目前我国共有尾矿库近8000座，总量居世界第一。尾矿库资源数量众多，在不同种类的尾矿库中，"头顶库"有1112座，数量最多排前10位的省份分别是：湖南、河北、河南、辽宁、云南、江西、湖北、甘肃、山西、山东，占到尾矿库总数的73.9%。

目前对于尾矿库安全尚无一个权威的综合评价方法，这就导致选矿厂面临巨大的安全风险。因此，本文将通过模糊层次分析方法与集对分析方法来对尾矿库进行安全综合评价研究。首先运用及对分析法对尾矿库建立一个安全评价体系，然后利用集对分析法对尾矿库的安全状况与发展趋势进行评定，以此减少发现尾矿库在建设过程与运行过程中存在与潜在的安全问题的难度，并提出有针对性的管理对策，从而保障尾矿库的安全运行。

1 尾矿库的安全评价及预测

1.1 模糊层次分析步骤

模糊层次分析法是一种对指标进行定性和确定量的系统分析方法,利用这种分析方法可以便捷地量化和评价指标。在模糊层次分析法的运用过程中，主要有三个步骤。首先要分析分析，并且确定分析对象中的因果关系，依据该因果关系建立一个多层次的结构模型；然后对上一层次的各个要素进行对比并且确定其各自的重要程度，以数字衡量，并且建立一个模糊判断矩阵；之后通过计算得到总评价矩阵[1]。

确定评价指标的权重。按照上述方法对湖北某尾矿库进行安全评定的话，首先要将尾矿库中各个因素建立一个递进的多层次结构模型。本文将尾矿库安全评价与安全研究分为五大部分，即安全管理、尾矿坝情况与尾矿排放、洪水防御系统、水利运输系统、回水系统与环境保护。

采用对因素进行两两对比确定其各自的重要程度从而建立一个比较矩阵，即判断矩阵，并通过矩阵与向量计算确定各个指标的权重。本文经过计算后得到的权重如表1所示。

表1 尾矿库安全评价指标体系

其中五个单元又有不同的评价因子。安全管理单元又能细分成管理机构设置、档案管理安全度、尾矿库日常安全维护、沉积滩日常安全维护五个部分；尾矿坝情况与尾矿坝排放又能依据不同坝体分为初期坝、子坝、坝体以及尾矿排放四部分；洪水防御体系则分为洪水排放检查、洪水排放控制两部分；水利运输系统分为浓缩机、浓缩池、矿浆池三部分；最后回水系统与环境保护分为回水系统、环境保护两部分。这些评价因子的权重也各不同，具体权重如下表所示[2]。

表2 尾矿库评价因子权重

在确定各个因素的权重之后，要对尾矿库进行具体的评价。根据我国对尾矿库安全程度的评判，能将尾矿库依据其安全度分为正常库、病库、险库、危库四个等级。根据四个等级邀请专家根据上述五个评价单元以及其评价因子进行评定从而得到评价矩阵R。得到评价矩阵R后，可以通过各个单元的权向量A与评价矩阵R相乘，从而得到最终的评价结果B。专家评分时采用五级评分制，具体分值如下表所示。

表3 评语分值

通过将各个单元的权向量A与专家评价矩阵R相乘即可得出该尾矿库的安全等级评分，具体安全等级评分划分如下表所示。

在得出安全评分后，与上表进行对照，就能够得到该尾矿库的安全等级结果。

1.2 集对分析步骤

集对分析是在一定的问题背景下，对集对中2个集合的确定性与不确定性以及确定性与不确定性的相互作用所进行的一种系统和数学分析。在分析中，主要是对两个集合的关系、发展趋势、特点以及二者之间的关联程度所需要进行的分析;这种方法的分析通常是由于我们建立了所论2个集合的关系数来实现,有时还可以不断地借助关系数来进行。对于集对中2个集合做某一特性的分析时,需要首先抽象得出集对中2个集合各自的某一特性,再比较看看这2个集合在哪一点和特征上同一,即即同时还应该具备什么样的特性;这2个集合在哪些物理和属性上是对立,也就是在哪些属性上彼此对立、矛盾;而在其它的一些属性上既不同一,也不完全对立(我们叫做差异,与同一属性有很大的差异、与同一属性有很大的差异)这样分析[3]。

想要进行集对分析，主要要建立权重系数W、同异反多元评价矩阵R与联系矩阵E。想要对尾矿库的安全综合评价进行预估，那么就要通过公式计算出上述三个变量，最后对比其集对势，则能够对尾矿库未来的安全发展进行一定的较为准确的评估。

2 应用实例

2.1 基于模糊层次分析法对尾矿库安全等级进行评定

通过收集20位专家依照国家评定标准对对于尾矿库各个评价因子进行的打分并整理得出评价矩阵R后，利用权重因子A与评价矩阵相乘，得出安全评分B，由如下计算可知B=70.555。

依据上述表4，对照该评价分数，可以得知湖北该尾矿库最终安全等级评定为“良”。

表4 安全等级评分划分

2.2 依据集对分析法对尾矿库安全发展情况进行预估

20位专家人士的评价权重各不同，通过20位专家对不同评价因子的评分可得出评价结果。

最终通过计算结果与集对势等级次序的对比可以得知此尾矿库的安全状况预测趋势为强反势，系统之间对立趋势占主流，同时对立程度非常强。根据该预测，尾矿库的所有负责人与管理者必须要对尾矿库的安全管理加以重视，尽快查缺补漏，弥补所有潜在的危险因素，为尾矿库未来的安全作出努力，预防并且尽可能避免最后泥石流的发生。

3 结语

本文主要通过模糊层次分析法对湖北某尾矿库建立起了一个安全评估体系，并且根据对该体系的各个因子进行权重评估，而后邀请专家对该尾矿库的安全程度进行评估，最后得出该尾矿库的安全等级为“良”。虽然该尾矿库状况看似良好，但是通过集对分析法却能得知该尾矿库系统呈现强反势，意味着该尾矿库在未来将有很强的趋势向危险的状况发展。