尾矿库安全在线监测技术探讨

廖钦桓，冯 煜，杨林昆

（山东黄金集团蓬莱矿业有限公司，山东 烟台 264010）

在线监测技术能够有效确保到矿山施工的过程中的安全，为此发展尾矿库在线监测技术对矿山有着十分重要的意义。尾矿库中存在重大的危险隐患，在施工过程中的安全监控十分重要。为此文章主要是对尾矿库安全在线监测技术展开了研究和分析。

1 尾矿库安全在线监测技术

1.1 位移在线监测技术

在线实时监测大坝强迫位移的方法有很多种。根据测量点的最佳位置，可以分为表面位移监测系统和上层突破技能监测系统三种类型。根据垂直平面的测量功能，可以进行水平位移技能的实时监控，同时进行两技能实时监控和三维空间位移技能的实时监控[1]。大坝表面强迫位移在线监测系统有两种方法：一种是利用CPS 和智能全站仪根据10 年设计高程和位置，可以测量地面高程。另一种是在大坝表层或上层安装或埋设各种仪器，连续监测突水技术。这种方法一般只测量结果测点的单位移技能（水平位移技能或垂直两技能）的综合数据。常用的方法有：测斜仪技术实现、拉丝技术、激光束光学系统技术。纵横线技术、连通管法实时监测核心技术（静态性能一流的水平法）、振动弦沉降过程的沉降过程测量技术，有些技术可以直接用于测量结果的表面穿透技术，技术主要用于大坝上层突破技术的测量。一些常用的方法和技术从性能方面各有优缺点，需要安装两种方法，在使用中维护良好，安装成本等方面也各有优缺点。

1.2 浸润线在线监测技术

最常用的人工监测方法是压力监测管法，可以真实反映坝体岩体裂缝的发生情况，也可以选择2017 年预计有极强入渗的河段作为观测数据控制断面。为了获得秦津线的水位，应将压力管道的总数适当预埋，并采用多种方法对测量结果进行人工处理。在此基础上，近年来，微孔隙水压力巨大的红外传感器核心技术，实时监测地下水位变化数据的微信在线连续监测，该系统近年来得到了迅速的推广和应用。光纤式渗透压红外传感器包括振动式和光纤式。通过多种方法测量孔隙水的压力，得到饱和度线。大孔隙水压力为0 的地表是尾矿坝的程序操作线。

1.3 干滩在线监测技术

为了评价尾矿库水库的泄流能力，需要测量滩头高程和最大水位下干滩的允许最优长度。目前，我国这主要指标的确定难度较大[2]。由于湖界边界不是很明显，一般来说，常用的方法是在监测断面的点测量干滩的设计高程，结合测点之间的距离计算出干滩的坡度，然后得到干滩的交点。通过水库水位和坝顶高程，可以得到水库持力面和矸石坝趾。目前，干滩高程跟踪监测装置常用的方法有超声波能量计、探测雷达物位计或脉冲激光物位计。

1.4 库水位在线监测技术

在尾矿库中有大量的尾矿浆使水沉淀。动态监测水位上升的最终目的是根据水位下降能力来准确判断水库的泄洪能力是否能够满足明确的安全要求。它主要包括监控系统，包括超声波液位计，雷达系统液位计和激光束液位计。降雨过程的跟踪和监测方面是实时数据，可以充分掌握洪水时期的降雨情况，并为洪水调度计算人员的计算方法提供主要依据。挤压变形与坝体受力位移的关系与坝体的失稳有关。因此，可以对综合数据进行精确的连续监测。一般采用传统的、自动化的智能全站仪和倾斜仪进行跟踪监测。实时监测点的受迫位移基本上是通过比较连续监测点在坝面上的最佳位置，并通过各种方式提高基准利率来确定。实时实时监测可以更加准确、及时处理，完善了解尾矿库安全所有动态的实时分析，并能更直接、细致地观察工厂生产、测绘和大坝施工的连续运行情况。

2 优势

虽然利用各种传统仪器和现场直接测量可以获得大量的数据，但人工观测的几种方法存在明显的缺陷，如观测数据的人工处理周期长、最大误差大、信息密度小、劳动力大；由于影响因素、场地条件等重要因素的影响较大，实时监测数据容易受到强大气及其影响因素的影响，相关数据的收集、整理和综合分析比较体系还不完善，监测结果不能得到更充分的利用尾顶水库的日常安全和日常管理。与最传统的人工监测系统相比，全过程在线跟踪监测软件系统可以弥补以下严重不足，能够实现对尾水舱在各种气候条件下的最重要的动态监测，如突进技术、变形等，并多次连续实时动态监测入侵线路的关键指标。微信在线跟踪监控系统功能通过对人工处理监控系统数据的对比分析，对综合数据进行连续监控。微信在线监控系统是通过现代电子信息，通讯方式和计算机技术实现的，可以实现对最终数据的手动实时监控，数据的传输，监控系统及其技术的分析和管理。在线动态监控及其网络技术的使用使不间断功率测量数据能够获得更大的空间。首次可以通过无线电视或无线网络以各种方式对数据进行连续监视整个过程都呈现在主管的身份面前。随着经济的不断发展和科学理论的进步，尾矿池在线服务监控系统技术在取得长足发展的过程中，新技术和四种新方法的应用取得了显著成果，提供了全面的经济基础和技术基础。

3 在线监测典型案例介绍

近年来，尾矿库安全事故的发生率越来越高，发展中国家越来越重视尾矿库的生命安全。建议矿山企业在设计中应重视尾仓和首仓的安全保障。与此同时，微信在线实时监控技术也在迅速发展。系统的协同开发为仓库管理提供了核心技术支持。目前，国外一些制造企业已经能够实现尾矿库生命安全的在线连续监测。在运行不稳定的在线动态监控软件系统中，主要原因是实时监控内容与监控系统基本一致。简要介绍了1972 年投入运行的铜锣峪矿坝尾端无主水库的规模和运行情况。主要用于山体筑坝和下游堆放。坝汇水面积6.65km2，设计高度84m，总有效库容8500 万立方米。它是一个次级水库。目前坝体实际累计高74m，坝顶中轴线宽度1600m，整体坡比1:6。滩涂月平均坡度1:（100-120），设计防洪高差4m，汛前干滩宽度不小于600m，非汛期河岸总长不小于150M，最终由综合研究院完成。是山西省尾矿库自动化技术实时监测与改造项目。该系统由两部分组成：实施现场监控和预警系统以及共享软件系统的最终数据分析和最新发布。前者由每个测量点，综合数据后处理，数据综合通信和监视警报子系统组成，而后者则由数据综合和深度分析与共享概念系统的功能成员。

3.1 监测内容

①对电缆滑车进行了实时监测，并利用固有的湿线监测系统建立了实时监测点。采用传统的弦式压力计在线测量，采用三种短程有线数据传输进行数据通信；②坝面挤压变形测量采用先进的CPS 牵引技术，共布置6 个监测系统点；③对甘坦长滩进行实时监测，系统设置了4 个监测断面，对前滨整体长度进行监测。甘滩共有8 个地面高程测量点，每个剖面有2 个测点，断面距离100m～150m，采用传统超声波能级精确测量干滩高程，并辅以远程攻击和无线传输。不同的方式都是分布式数据通信设备。除每段2 个切割点外，每千个截面增加2 个人工操作飞溅点，设计方法曲线优美，提高了计算方法的准确性；④水库水位跟踪监测采用先进的超声波技术和液位测量方法装置，数据通信采用五线制信号传输方式；⑤采用堰法渗流监测和抛栗子连续超声波监测，重新布置3 个测点，对大坝岩石孔隙进行监测；⑥中到大雨动态监测；1 台容量网格雨量计，系统雨量安装在报警室屋顶；该系统实现了测量点的设置，采用三束辐照效应跟踪器进行精确测量。⑦泄洪高差跟踪监测表明，泄洪高差为150m 泥滩高差与泄洪井沿线高程的差，主要是非汛期防洪调度所致。采用三超声波技术液位计测量泄洪井沿线高差，采用传统的超远程和无线网络传输方式进行数据通信；⑧巡线人员对位置进行监控，并使用手机和自己的定位器进行现场检查。对于巡线人员的主要位置，可以实时得到清晰的定位和直观的内容显示，对巡线人员进行监督；⑨视频监测系统。在尾矿库首坝和防洪坝上自上而下设置6 个监测点，监测尾矿库相关设施设备的基本运行情况。

3.2 布置

经过一年的连续运行，系统取得了良好的运行效果，可以实现人工监控，大大提高了尾矿库的安全性。从日常动态监控的准确性和管理模式的效率来看，可以降低尾矿库管理中人员身份的劳动效率；该系统还可以随时检查尾矿库的连续运行情况，能够准确、及时、同时初步了解尾矿库的所有情况实时动态，在紧急情况下能快速获取右手信息，为应急措施后的指挥员和救援人员提供数据参考。该系统提供了中国的完整历史数据，可用于分析尾部数据库的总体稳定状态。根据综合分析结果，可以评价尾矿库安全的安全状况，预测各项主要指标的持续发展方向，为尾矿池处理方式提供综合的主要依据。

4 发展方向探讨

目前，需要安装微信在线跟踪监测系统，以保障尾矿库的生命安全。尾矿库闭库在线服务实时监控系统的功能虽有其优点，但不能完全取代尾矿库的日常管理。尾顶图书馆在线跟踪监控系统实现的管理模式需要与功能协同开发和完善。目前，我国专业尾矿库的技术和管理模式还比较缺乏。对工业废渣库安全在线动态监控系统的再认识和控制不熟悉，对尾矿库的核心技术和日常管理也不熟悉。尾矿库安全在线服务动态监测系统的控制和日常管理专业培训未得到妥善处理，需要增加培训。与从国外进口的设备相比，国产设备在准确性和稳定性方面与进口设备有很大的不同。此外，与国家监测系统有关的费用也较高。因为改进使用的设备将大大降低设备和设备安装的总体成本，这将是我国尾矿库在线监测系统中最重要的发展方向。

5 结语

由上可知，当前我国经济上的快速发展，同时也推动了我国矿山资源的开发以及利用，当前矿山中的尾矿库数量也在不断增多，尾矿库中存在了重大的危险隐患，为此在施工过程中的安全监控变得十分重要。尾矿库安全在线监测系统的应用能及时掌握到尾矿库的运行实际状况，确保到尾矿库的安全稳定运行，同时还能有效确保到施工人员的人身安全。