DB52 T 1453.2-2019 金属非金属矿山排土场灾害防范技术规程 第2部分：预警.pdf

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1、 ICS 73.020 D.09 DB52 贵州省地方标准 DB52/T 1453.22019 金属非金属矿山排土场灾害防范技术规范 第 2 部分：预警 Technological specification for disaster prevention of metal and non-metal mine dump Part 2: early warning 2019 - 12 - 03 发布 2020 - 05 - 01 实施 贵州省市场监督管理局 发布 DB52/T 1453.22019 I 目 次 前言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和

2、定义 . . 1 4 预警级别 . . 1 5 预警指标 . . 1 6 预警方法 . . 2 7 预警行动 . . 6 8 信息报告 . . 6 附录 A（资料性附录） 基于可拓理论的矿山排土场灾害预警方法 . 8 DB52/T 1453.22019 II 前 言 DB52/T 1453-2019金属非金属矿山排土场灾害防范技术规范包括两部分： 第1部分：监测； 第2部分：预警。 本部分为DB52/T 1453的第2部分。 本部分按照GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 请注意：本部分的某些内容可能涉及专利。本部分的发布机构不承担识别这些专利的

3、责任。 本部分由中国劳动关系学院、贵州省劳动保护科学技术研究院提出。 本部分由贵州省应急管理厅归口。 本部分起草单位：中国劳动关系学院、贵州省劳动保护科学技术研究院、中国铝业贵州分公司、贵 州锦丰矿业有限公司、瓮福集团有限责任公司。 本部分主要起草人：谢振华、幸贞雄、周远生、周训兵、徐明智、栾婷婷、孙殿阁、窦培谦、石晶、 陈微微、邓江烽、韩继令、曹家红、李慧清、成朝正、张宇、杨胜波、钟阳、吴忠健、徐翔、莫小荣、 张健、赵朝阳、何兴菊、尹智雄、邓万涛、赵红、何远、祝钲洋、黄松、高成香、陈世海、张百清。 DB52/T 1453.22019 1 金属非金属矿山排土场灾害防范技 术规范 第 2 部分：

4、预警 1 范围 本部分规定了金属非金属矿山排土场灾害（滑坡、泥石流）的预警级别、预警指标、预警方法、预 警行动、信息报告等。 本部分适用于金属非金属矿山排土场，不适用于放射性矿山。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 16423 金属非金属矿山安全规程 AQ 2005 金属非金属矿山排土场安全生产规则 DB/T 1453.1 金属非金属矿山排土场灾害防范技术规范 第1部分：监测 3 术语和定义 3.1 预警 early warning 在灾害或

5、灾难以及其他需要提防的危险发生之前，根据以往总结的规律或观测得到的可能性前兆， 发出紧急信号，以避免危害在不知情或准备不足的情况下发生，从而采取措施防止危害发生，或最大程 度降低危害所造成的损失的行为。 4 预警级别 4.1 采用红、橙、黄、蓝四种颜色对矿山排土场灾害风险的严重程度进行不同级别的预警，其中，红 色预警级别最高，代表风险最大、最严重，蓝色预警级别最低，代表风险最小、灾害损失最小。 4.2 红色预警条件为：特别严重阶段，排土场的多个台阶出现滑坡。 4.3 橙色预警条件为：严重阶段，排土场的一个台阶出现大面积滑坡。 4.4 4.4 黄色预警条件为：较重阶段，排土场的一个台阶出现局部滑

6、坡。 4.5 4.5 蓝色预警条件为：一般阶段，排土场的一个台阶随时可能出现局部滑坡。 5 预警指标 5.1 排土场灾害预警指标包括单一预警指标和综合预警指标两类。单一预警指标适用于所有监测等级 的排土场，综合预警指标适用于监测等级为一级和二级的排土场。 5.2 单一预警指标包括排土场表面位移、内部位移、降雨量等 3 个指标。 DB52/T 1453.22019 2 5.3 综合预警指标包括排土场表面位移、内部位移、降雨量、黏聚力、内摩擦角、台阶高度、平台宽 度、孔隙水压力、内部应力、地震烈度等 10 个主指标和土壤含水量、下游人员及财产情况等 2 个补充 指标。 5.4 矿山应根据 GB 1

7、6423、 AQ 2005、DB/T 1453.1 的规定，进行排土场监测。 6 预警方法 6.1 单一指标预警 6.1.1 单一指标预警根据表面位移、内部位移、降雨量的监测值进行独立预警，只要其中一项指标达 到预警标准就发出预警。降雨量是指 12 小时降雨量。 6.1.2 稳定后的矿山排土场灾害预警指标与预警级别的对应关系如表 1。特殊条件的矿山排土场灾害 预警指标与预警级别的对应关系需经分析计算确定。 表1 排土场灾害单一预警指标与预警级别对应表 预警指标 红 橙 黄 蓝 表面位移（mm） 100 （70,100 （50,70 （30,50 内部位移（mm） 80 （50,80 （30,5

8、0 （20,30 降雨量（mm） 120 （90,120 （40,90 （20,40 6.2 多指标综合预警 6.2.1 综合预警指标的预警准则 6.2.1.1 综合预警指标的 10 个主指标表面位移、降雨量、内部位移、孔隙水压力、黏聚力、内摩擦角、 台阶高度、平台宽度、内部应力、地震烈度，分别对应于 C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10。 6.2.1.2 根据预警指标的取值范围，将预警指标分为、5 个等级，分级准则如表 2 所示。特殊条件的矿山排土场灾害预警指标的分级准则需经分析计算确定。 表2 矿山排土场灾害预警指标的分级准则 序号 预警指标 1 表面位移（mm）

9、100 （70,100 （50,70 （30,50 30 2 降雨量（mm） 120 （90,120 （40,90 （20,40 20 3 内部位移（mm） 80 （50,80 （30,50 （20,30 20 4 孔隙水压力（kPa） 6 （5,6 （4,5 （3,4 3 5 黏聚力（kPa） 10 10,15） 15,25） 25,40） 40 6 内摩擦角（） 50 （40,50 （30,40 （20,30 20 8 平台宽度（m） 50 （40,50 （30,40 （25,30 25 10 地震烈度 8 （7,8 （6,7 （4,6 4 DB52/T 1453.22019 3 6.2.

10、2 基于 G1 法的预警指标的赋权 6.2.2.1 确定同一层次指标的序关系 6.2.2.1.1 设 )2(. 21 mxxx m ，是经过指标类型一致化和无量纲化处理的 m 个极大型指标。 6.2.2.1.2 定义 1：若评价指标 xi相对于某评价准则（或目标）的重要性程度大于（或不小于） x j 时， 则即为 ji xx 。 6.2.2.1.3 定义 2：若评价指标 m xxx，. 21 相对于某评价准则（或目标）具有关系式： m xxx . 21 ，则称评价指标 m xxx，. 21 之间按“”确立了序关系。 6.2.2.1.4 对于评价指标集 m xxx，. 21 可按照下述步骤建立序

11、关系： a) 在指标集 m xxx，. 21 中，选出认为是最重要的一个指标记为 xi； b) 在余下的 m1 个指标中，选出认为是最重要的一个指标记为 xj； c) 在余下的 m( kl)个指标中，选出认为是最重要的一个指标记为 xj； d) 经过 m1 次挑选剩下的评价指标记为 xk。 可确定唯一一个序关系。 6.2.2.2 确定相邻指标之间的相对重要性程度比值 对相邻指标x k 1 和x k 之间的重要程度之比可以使用公式（1）来表示，可依照前数个指标之间的序关 系，计算出各指标之间的相对重要度， k r 的赋值可参考表3： 23.1/ 1 ， mmkr kkk .(1) 表3 k r

12、赋值参考表 k r 说明 1.0 指标 x k 1 与指标 x k 具有同样重要性 1.2 指标 x k 1 比指标 x k 稍微重要性 1.4 指标 xk 1 比指标 xk明显重要性 1.6 指标 x k 1 比指标 x k 强烈重要性 1.8 指标 x k 1 比指标 x k 极端重要性 1.1，1.3，1.5，1.7 对应以上两两相邻指标判断的中间情况 注： k r 之间的数值约束，遵循该定理：若 m xxx，. 21 具有6.2.2.1.2序关系，则 1k r 与 k r 必满足公式（2）： 23.1/1 1 ， mmkrr kk .(2)。 DB52/T 1453.22019 4 6

13、.2.2.3 权重系数 k 的计算 若给出 k r 的理性赋值满足公式（2），则 k 计算为： 1 2 )1( m k m ki im r . (3)。 注： 采用本方法确定排土场灾害各预警指标的权重值的计算实例可参考附录A.2。 6.2.3 基于可拓理论的预警方法 6.2.3.1 确定经典域、节域、待预警物元 6.2.3.1.1 事物的名称 N、特征 c 和量值 v 称为物元 R 的三要素，物元 R 表示如下： )( vcNR， . (4)。 6.2.3.1.2 如事物 N 具有 n 个特征 n ccc，. 21 和相应的 n个量值 n vvv，. 21 时，称 R 为n 维物元： nn i

14、i vc vc vcN vcNR ， . )( 22 11 . (5)。 6.2.3.1.3 按照表 2 确定的排土场预警指标分级准则，将排土场预警等级划分为 5 级，结合n维物元 的概念，可以得到排土场灾害预警的经典域物元 R j ： a) 经典域物元： jnjnn jj jjj jnn j jj jiijj bac bac bacN vc vc vcN VCNR , , , ),( 222 111 22 11 . (6) 式中： j N 所划分的 j 个预警等级； i C 第 i个预警指标； ji V 等级 j N 关于 i C 的取值范围 ,即经典域， jijiji baV , ； i

15、预警指标数 ),2,1( ni ； j 预警等级数 ),2,1( mj 。 根据各预警指标 i C 在整个预警分级准则中的取值范围建立节域 R p ； DB52/T 1453.22019 5 b) 节域物元： pnpnn pp pp pnn p p piip bac bac bacN vc vc vcN VCNR , , , ),( 222 111 22 11 .(7) 式中： N 全部预警等级； pi V i C 在等级 N 下的所有取值范围，物元模型中各预警指标 i C 对应所有状态 j N 的量值范围 pipipi baV , 即节域。显然有 pipijiji baba , 。 根据待预

16、警排土场10个预警指标的具体量值建立待预警排土场物元 R x ； c) 待预警物元： nn x iixx vc vc vcN VCNR 22 11 ),( .(8) 式中： x N 待预警事物 i V 为 x N 关于指标 i C 的具体数据。 6.2.3.2 确定各预警指标关于各预警等级的关联度 6.2.3.2.1 计算各单项预警指标关于各预警等级的关联度 )( ij vK ： )( ),(),( ),( )( ),( )( ji jii ipii jii jii ji jii ij Vv vvvv vv Vv v vv vK .(9) jijiji abV .(10) )( 2 1 2 )

17、,( jiji jiji ijii ab ba vvv .(11) )( 2 1 2 ),( pipi pipi ipii ab ba vvv .(12) 式中： ),( jii vv 点 v i 与区间 V ji 的距。 DB52/T 1453.22019 6 6.2.3.2.2 计算待预警物元关于预警等级 j N 的综合关联度。充分考虑各预警指标的权重值，假设预 警指标 i C 的权重值为 i W ，且 1 1 n i i W ，则将归一化的关联度和权系数合成为综合关联度。 )( xj NK 为 待预警事物 x N 关于预警等级 j 的关联度： )()( 1 ij n i ixj vKWN

18、K . (13)。 6.2.3.3 预警等级的评定方法 若 )(max ),2,1( xjmjj NkK ，则预警对象 N x 的预警等级为 j: )(min)(max )(min)( )( ),2,1(),2,1( ),2,1( xjmjxjmj xjmjxj xj NkNk NkNk Nk . (14) 注： 采用本方法确定排土场灾害预警等级的计算实例可参考附录A.3。 7 预警行动 7.1 红色预警行动。达到红色预警条件后，由矿长或矿山主要负责人做出是否进行红色预警的决定； 预警信息由矿山调度室向全矿所有部门发布； 应急救援办公室根据矿长或矿山主要负责人的指示向当地 人民政府安全生产监督

19、管理部门、矿山上级单位发出事故预警报告，制定相应的预警行动方案并组织实 施。紧急疏散排土场附近的居民和矿山排土场作业人员，关闭相关道路，组织人员准备抢险。 7.2 橙色预警行动。达到橙色预警条件后，由主管安全生产的副矿长或矿山负责人做出是否进行橙色 预警的决定；预警信息由矿山调度室向矿内相关部门、车间、机构发布；应急救援办公室应根据矿领导 的指示制定相应的预警行动方案并组织实施。暂停排土场区域作业，转移危险地带居民，各级领导到岗 准备应急措施。视矿山情况准备抢险队伍，密切注意灾情变化。 7.3 黄色预警行动。达到黄色预警条件后，由矿山排土场负责人做出是否进行黄色预警的决定，并组 织人员实施，消

20、除事故隐患。矿山应采取防御措施，提醒排土场下游的居民、厂矿、学校、企事业等单 位密切关注天气预报和预警信息。 7.4 蓝色预警行动。达到蓝色预警条件后，由矿山排土场技术员做出是否进行蓝色预警的决定并及时 处理，以恢复矿山排土场的安全运行状态，加强排土场的监测和巡查。 8 信息报告 8.1 排土场发生蓝色以上预警时，预警管理部门应向排土场负责人报告；发生黄色以上预警时，排土 场负责人应向矿山调度室报告；发生橙色以上预警时，矿山调度室应向矿山负责人报告；发生红色预警 时，矿山负责人应向当地人民政府安全生产监督管理部门报告。 8.2 信息报告的内容包括：排土场发生灾害的时间及地点、灾害的范围、滑坡的

21、岩土量、可能影响的 范围、已经采取或计划采取的措施、已经造成或可能造成的损失。 DB52/T 1453.22019 7 8.3 矿山应急救援指挥部应根据事故灾情严重程度，决策是否需要外部援助。如需要外部援助，应迅 速向签有协议的应急机构求援或拨打 110 或120。 DB52/T 1453.22019 8 A A 附 录 A （资料性附录） 基于可拓理论的矿山排土场灾害预警方法 A.1 矿山排土场灾害综合预警指标 排土场灾害多指标综合预警选取地表位移、降雨量、内部位移、孔隙水压力、黏聚力、内摩擦角、 台阶高度、平台宽度、内部应力、地震烈度等10个预警指标，分别对应于 C 1 、 C 2 、 C

22、 3 、 C 4 、 C 5 、 C 6 、 C 7 、 C 8 、 C 9 、 C 10 。 A.2 预警指标权重的计算实例 A.2.1 预警指标的重要性序关系确定 矿山排土场灾害预警指标的重要性序关系为：表面位移降雨量内部位移孔隙水压力黏聚力内 摩擦角台阶高度平台宽度内部应力地震烈度，记为 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A 9 A 10 。 A.2.2 预警指标的重要性程度比较 邀请三组专家对各预警指标的重要性程度 k r 赋值，其结果如表A.1所示。 表 A.1 重要性程度 k r 赋值调查表 序号 一组专家 二组专家 三组专家 r k 平均值 A1 A

23、2 1.6 1.5 1.5 1.53 A3 1.4 1.5 1.3 1.40 A4 1.3 1.2 1.2 1.23 A5 1.2 1.3 1.3 1.27 A6 1.1 1.1 1.2 1.13 A7 1.4 1.3 1.4 1.37 A8 1.2 1.1 1.2 1.17 A9 1.3 1.2 1.1 1.20 A10 1.2 1.3 1.4 1.30 A.2.3 各预警指标的权重值的计算 按照 G1法相应的计算公式计算各指标的权重值，计算步骤如下： 9.451.3*1.2*1.17*1.37*1.13*1.27*1.23*1.4*1.53 1098765432 rrrrrrrrr 6.1

24、71.3*1.2*1.17*1.37*1.13*1.27*1.23*1.4 109876543 rrrrrrrr DB52/T 1453.22019 9 4.41.3*1.2*1.17*1.37*1.13*1.27*1.23 10987654 rrrrrrr 3.571.3*1.2*1.17*1.37*1.13*1.27 1098765 rrrrrr 2.821.3*1.2*1.17*1.37*1.13 109876 rrrrr 2.491.3*1.2*1.17*1.37 10987 rrrr 1.821.3*1.2*1.17 1098 rrr 1.561.3*1.2 109 rr 1.3 1

25、0 r 根据 1 2 )1( m k m ki im rw ， 029.03.156.182.149.282.257.34.417.645.91 1- 10 ）（w 038.030.1029.0 10109 rww 045.02.1803.0 998 rww 053.017.1045.0 887 rww 072.037.1053.0 776 rww 082.013.1072.0 665 rww 0.10327.1082.0 554 rww 127.023.10.103 443 rww 0.1784.1127.0 332 rww 273.053.1178.0 221 rww 因此，各个预警指标的

26、权重值为： W（表面位移、降雨量、内部位移、孔隙水压力、黏聚力、内摩擦角、台阶高度、平台宽度、内部 应力、地震烈度）=（0.273、0.178、0.127 、0.103、0.082、0.072、0.053、0.045、0.038 、0.029） 。 DB52/T 1453.22019 10 A.3 预警方法的计算实例 A.3.1 如 C 1 、 C 2 、 C 3 、 C 4 、 C 5 、 C 6 、 C 7 、 C 8 、 C 9 、 C 10 的取值分别为60、40、30、4、20、15、50、15、 30、6。对各个不同的预警指标进行极差化无量纲处理。无量纲公式如下： a) 对于越大越

27、优的指标： )min()max( )min( ijij ijij ij XX XX b . (A.1) b) 对于越小越优的指标： )min()max( )max( ijij ijij ij XX XX b . (A.2) 式中： b ij 级差化后的数据； X ij 原始数据； max(X ij ) 数据的最大值； min(X ij ) 数据的最小值。 A.3.2 根据公式（A.1）和（A.2） ，处理后的10个预警指标的无量纲数据为0.7、0.8、0.85、0.8、0. 2、0.15、0.75、0. 15、0.85、0.7，无量纲化的预警准则如表A.2所示。当预警指标的取值范围没有一 个固

28、定数值，它可以为无穷大，根据实际情况，选取一个尽可能大的数值来代替无穷大。 表A.2 矿山排土场灾害预警指标的参考预警准则（无量纲化） 序号 预警指标 1 表面位移 (0,0.5) 0.5,0.65） 0.65,0.75） 0.75,0.85） 0.85,1 2 降雨量 (0,0.4) 0.4,0.55） 0.55,0.8） 0.8,0.9） 0.9,1 3 内部位移 (0,0.6) 0.6,0.75） 0.75,0.85） 0.85,0.9） 0.9,1 4 孔隙水压力 (0,0.7) 0.7,0.75） 0.75,0.8） 0.8,0.85） 0.85,1 5 黏聚力 (0,0.1) 0.

29、1,0.15） 0.15,0.25） 0.25,0.4） 0.4,1 6 内摩擦角 (0,0.2) 0.2,0.25） 0.25,0.3） 0.3,0.35） 0.35,1 7 台阶高度 (0,0.75) 0.75,0.8） 0.8,0.85） 0.85,0.9） 0.9,1 8 平台宽度 (0,0.05) 0.05,0.1） 0.1,0.15） 0.15,0.2） 0.2,1 9 内部应力 (0,0.75) 0.75,0.8） 0.8,0.85） 0.85,0.875） 0.875,1 10 地震烈度 (0,0.6) 0.6,0.65） 0.65,0.7） 0.7,0.8） 0.8,1 A.

30、3.3 根据上述公式（9）至公式（12 ）及各指标的无量纲预警准则，采用Excel软件进行单指标关联 度和综合关联度的计算，计算结果如表A.3所示（关联度计算结果保留两位小数） 。 DB52/T 1453.22019 11 表A.3 矿山排土场灾害预警指标数据的预警等级关联度计算 序号 预警指标 1 表面位移 -0.40 -0.14 0.50 -0.14 -0.33 2 降雨量 -0.67 -0.56 0.00 0.00 -0.33 3 内部位移 -0.63 -0.40 0.00 0.00 -0.25 4 孔隙水压力 -0.33 -0.20 0.00 0.00 -0.20 5 黏聚力 -0.3

31、3 -0.20 0.5 -0.20 -0.50 6 内摩擦角 0.25 -0.25 -0.40 -0.50 -0.57 7 台阶高度 0.00 0.00 -0.17 -0.29 -0.38 8 平台宽度 -0.40 -0.25 0.00 0.00 -0.25 9 内部应力 -0.40 -0.25 0.00 0.00 -0.14 10 地震烈度 -0.25 -0.14 0.00 0.000 -0.25 A.3.4 根据公式（13）和（14）计算预警指标对应于红 、橙、黄、蓝、无警的综合关联度为-0.39、- 0.14、0.07、-0.05、-0.08，因为 )(max ),2,1( xjmjj NkK ，因此，最大关联度为0.07，对应的计算 结果为黄色预警等级。 _ DB52/T 1453.2 - 2019