.530. 工程科学学报，第40卷，第5期 非对称性引起的误差，王肖霞等[]提出并验证了基 段描述溃决破坏形式：张兴凯等[]利用雷达干涉 于柔性相似度量和可能性歪度的风险评估方法 仪、高速摄像机、流速仪等仪器的模型试验装置模拟 国外学者围绕地质灾害领域、国内学者聚焦尾 分析洪水漫顶溃决过程，得出了溃坝位移与坝体饱 矿库安全，在预警平台构建、指标选取、算法优化等 和度的关系：尹光志等[]以云南某尾矿库设计资料 方面均开展了卓有成效的研究，其中不乏无线传感 为依据，对不同高度尾矿坝瞬间全溃后的泥浆演进 网络、云技术、水力学模型、大数据、人工智能等前沿 规律及动力特性进行研究，结果表明溃决泥浆淹没 理论方法，力求进一步提升灾害预警的准确率、实用 高程、冲击强度、运移速度均与坝高有关，冲击强度 性与智能化 峰值在泥深峰值之前出现：郑欣等[sO]使用CFD软 1.2.2应急准备国内外现状 件模拟溃坝砂流演进过程，得出淹没范围、时间、流 根据Helbing等[o]的研究，突发性事件中人群 速等参数，据此估算出灾害生命损失，但研究存在大 处于恐慌逃逸情形下容易出现从众、盲目、无组织的 量假设条件且未考虑下游地形：刘洋等8通过数值 “羊群行为”，因此在事故已无法避免的情形下，高 模拟对比验证河北某尾矿库溃坝事故案例中泥石流 效合理的应急准备将在紧急疏散、灾后救援、次生灾 演进过程，总结出淹没范围、速度、厚度随时间的变 害防治等方面发挥极大作用，力争将损失伤亡降到 化规律，并模拟出拦挡导流坝防护效果显著.在应 最低.国内外监管机构对于尾矿库灾害应急准备均 急撤离方案方面，张士辰等2]针对溃坝情况下应急 有明确规定.例如，澳大利亚维多利亚州[)规定应 撤离路径灾民分流优化配置问题，建立基于最优化 急预案要根据事故最坏情形来制定，必须包括受灾 理论与运筹学的分配机制：黄诗峰等[3]探索了基于 体特征评估、疏散程序、人员培训方案等细节：加拿 GS网络分析功能的灾民撤离过程仿真技术，为洪 大最新版尾矿设施管理规范)]明确规定应急预案 水灾害应急措施的制定提供依据. 应覆盖建设初期、运营及闭库的全生命周期，并应与 从上述分析不难看出，国内外监管机构均高度 灾害可能涉及的其他单位或社群建立协同机制：加 重视尾矿库这一重大危险源的应急准备工作，并具 拿大大坝协会(Canadian Dam Association,CDA) 体规定了应急预案、物资准备、撤离疏散及日常演练 2015年应急管理研讨会报告[)指出，尾矿坝应急 等基本内容.相比之下，国外在应急准备制定原则、 响应预案不可忽视环境危害的防治，且需随着库区 可行性分析、经验总结、案例共享以及改进升级等方 运营阶段及时更新升级，应急演练必须全员参与，同 面的先进机制值得我国学习.我国学者采用数值仿 时还将开设线上论坛为会员企业共享应急管理经验 真和相似模拟方法深入研究分析了尾矿库溃坝泥砂 及资料提供平台：加拿大矿业协会(the Mining Asso 演进规律及可能的致灾后果，为应急措施的制定与 ciation of Canada,MAC)【a]总结Mount Polley事故 完善提供科学依据. 教训，建议应急措施计划及救援物资预备需要根据 1.3尾矿库安全管理与标准规范国内外现状 溃坝发生后可能波及的范围来具体制定：由必和必 科学合理的安全管理方法与健全的配套标准规 拓、淡水河谷、英美资源等23家矿业巨头组成的国 范是尾矿库安全运营的基本保障，将在灾害防控工 际矿业与金属理事会(International Council on Min- 作中发挥出事半功倍的效果.Schoenbergerts4]深入 ing&Metals,ICMM)20l6年底联合发布尾矿库灾 研究分析了巴布亚新几内亚Ok Tedi与加拿大Mout 害防控立场声明[]，颁布安全管理一系列改进举 Polley两起重大溃坝事故深层次原因，并列举了美 措，其中提及应急预案需要包含触发条件、响应计 国McLaughlin尾矿库长达二十年的安全与环保成 划、机构职责、通讯方式、演练周期、应急物资保障、 功管理案例，批判性地揭露出溃坝事故频频发生的 与可行性分析等：在我国，矿山企业需针对溃坝、洪 根本症结在于矿山安全管理方法缺陷或执行不力， 水漫顶、排洪设施故障等灾害情形编制应急预案并 而绝非工程技术层面的瓶颈. 定期组织演练，预案应包括机构职责、通讯保障、人 1.3.1国外现状及前沿进展 员物资、撤离方案等内容[6] 美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在尾矿 溃坝泥砂演进规律能够为应急措施制定提供直 库安全管理方面积累了丰富的经验.加拿大作为世 接依据，为此国内学者结合数值仿真与相似模型试 界上矿山事故率最低的国家之一，由大坝协会CDA 验开展了大量研究.张力霆等)利用自主研发的 与矿业协会MAC共同制定了非常完善的尾矿库安 尾矿库模型试验平台进行了坝体排渗系统失效致使 全管理框架.CDA于2014年出版技术报告，详细诠 浸润线持续升高而诱发溃坝的缩尺模型试验，分阶 释了大坝安全相关概念及技术规范在尾矿坝领域的工程科学学报,第 40 卷,第 5 期 非对称性引起的误差,王肖霞等[69]提出并验证了基 于柔性相似度量和可能性歪度的风险评估方法. 国外学者围绕地质灾害领域、国内学者聚焦尾 矿库安全,在预警平台构建、指标选取、算法优化等 方面均开展了卓有成效的研究,其中不乏无线传感 网络、云技术、水力学模型、大数据、人工智能等前沿 理论方法,力求进一步提升灾害预警的准确率、实用 性与智能化. 1郾 2郾 2 应急准备国内外现状 根据 Helbing 等[70] 的研究,突发性事件中人群 处于恐慌逃逸情形下容易出现从众、盲目、无组织的 “羊群行为冶,因此在事故已无法避免的情形下,高 效合理的应急准备将在紧急疏散、灾后救援、次生灾 害防治等方面发挥极大作用,力争将损失伤亡降到 最低. 国内外监管机构对于尾矿库灾害应急准备均 有明确规定. 例如,澳大利亚维多利亚州[71] 规定应 急预案要根据事故最坏情形来制定,必须包括受灾 体特征评估、疏散程序、人员培训方案等细节;加拿 大最新版尾矿设施管理规范[72] 明确规定应急预案 应覆盖建设初期、运营及闭库的全生命周期,并应与 灾害可能涉及的其他单位或社群建立协同机制;加 拿大大坝协会 ( Canadian Dam Association, CDA) 2015 年应急管理研讨会报告[73] 指出,尾矿坝应急 响应预案不可忽视环境危害的防治,且需随着库区 运营阶段及时更新升级,应急演练必须全员参与,同 时还将开设线上论坛为会员企业共享应急管理经验 及资料提供平台;加拿大矿业协会(the Mining Asso鄄 ciation of Canada, MAC) [74] 总结 Mount Polley 事故 教训,建议应急措施计划及救援物资预备需要根据 溃坝发生后可能波及的范围来具体制定;由必和必 拓、淡水河谷、英美资源等 23 家矿业巨头组成的国 际矿业与金属理事会( International Council on Min鄄 ing & Metals, ICMM)2016 年底联合发布尾矿库灾 害防控立场声明[75] ,颁布安全管理一系列改进举 措,其中提及应急预案需要包含触发条件、响应计 划、机构职责、通讯方式、演练周期、应急物资保障、 与可行性分析等;在我国,矿山企业需针对溃坝、洪 水漫顶、排洪设施故障等灾害情形编制应急预案并 定期组织演练,预案应包括机构职责、通讯保障、人 员物资、撤离方案等内容[76] . 溃坝泥砂演进规律能够为应急措施制定提供直 接依据,为此国内学者结合数值仿真与相似模型试 验开展了大量研究. 张力霆等[77] 利用自主研发的 尾矿库模型试验平台进行了坝体排渗系统失效致使 浸润线持续升高而诱发溃坝的缩尺模型试验,分阶 段描述溃决破坏形式;张兴凯等[78] 利用雷达干涉 仪、高速摄像机、流速仪等仪器的模型试验装置模拟 分析洪水漫顶溃决过程,得出了溃坝位移与坝体饱 和度的关系;尹光志等[79]以云南某尾矿库设计资料 为依据,对不同高度尾矿坝瞬间全溃后的泥浆演进 规律及动力特性进行研究,结果表明溃决泥浆淹没 高程、冲击强度、运移速度均与坝高有关,冲击强度 峰值在泥深峰值之前出现;郑欣等[80] 使用 CFD 软 件模拟溃坝砂流演进过程,得出淹没范围、时间、流 速等参数,据此估算出灾害生命损失,但研究存在大 量假设条件且未考虑下游地形;刘洋等[81] 通过数值 模拟对比验证河北某尾矿库溃坝事故案例中泥石流 演进过程,总结出淹没范围、速度、厚度随时间的变 化规律,并模拟出拦挡导流坝防护效果显著. 在应 急撤离方案方面,张士辰等[82]针对溃坝情况下应急 撤离路径灾民分流优化配置问题,建立基于最优化 理论与运筹学的分配机制;黄诗峰等[83] 探索了基于 GIS 网络分析功能的灾民撤离过程仿真技术,为洪 水灾害应急措施的制定提供依据. 从上述分析不难看出,国内外监管机构均高度 重视尾矿库这一重大危险源的应急准备工作,并具 体规定了应急预案、物资准备、撤离疏散及日常演练 等基本内容. 相比之下,国外在应急准备制定原则、 可行性分析、经验总结、案例共享以及改进升级等方 面的先进机制值得我国学习. 我国学者采用数值仿 真和相似模拟方法深入研究分析了尾矿库溃坝泥砂 演进规律及可能的致灾后果,为应急措施的制定与 完善提供科学依据. 1郾 3 尾矿库安全管理与标准规范国内外现状 科学合理的安全管理方法与健全的配套标准规 范是尾矿库安全运营的基本保障,将在灾害防控工 作中发挥出事半功倍的效果. Schoenberger [84] 深入 研究分析了巴布亚新几内亚 Ok Tedi 与加拿大 Mout Polley 两起重大溃坝事故深层次原因,并列举了美 国 McLaughlin 尾矿库长达二十年的安全与环保成 功管理案例,批判性地揭露出溃坝事故频频发生的 根本症结在于矿山安全管理方法缺陷或执行不力, 而绝非工程技术层面的瓶颈. 1郾 3郾 1 国外现状及前沿进展 美国、加拿大、澳大利亚等矿业发达国家在尾矿 库安全管理方面积累了丰富的经验. 加拿大作为世 界上矿山事故率最低的国家之一,由大坝协会 CDA 与矿业协会 MAC 共同制定了非常完善的尾矿库安 全管理框架. CDA 于 2014 年出版技术报告,详细诠 释了大坝安全相关概念及技术规范在尾矿坝领域的 ·530·