第一篇：尾礦庫監(jiān)測資料（本站推薦）

尾礦庫監(jiān)測市場分析

一、需求分析

安全生產(chǎn)事關(guān)廣大人民群眾的根本利益，事關(guān)改革發(fā)展和穩(wěn)定的大局。我國在確立了“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的安全生產(chǎn)基本方針和“安全發(fā)展”的指導(dǎo)原則后，從安全法制、安全責(zé)任、安

全投入、安全科技和安全文化等方面入手，強(qiáng)化安全監(jiān)管工作。但受我國現(xiàn)階段生產(chǎn)力發(fā)展水平較低、企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、從業(yè)人員安全意識(shí)不強(qiáng)、安全法制不健全等因素的影響，我國安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻，工礦商貿(mào)領(lǐng)域安全生產(chǎn)重特大事故時(shí)有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起了國家的高度重視。

金屬與非金屬礦山是工業(yè)生產(chǎn)的高危行業(yè)，其事故發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)在全國工業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域占較大的比重。尾礦庫是金屬與非金屬礦山安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是該領(lǐng)域的重大危險(xiǎn)源之一，作為具有高勢能的人造泥石流危險(xiǎn)源，其一旦發(fā)生事故，將會(huì)給下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大損失，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴(yán)重污染，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定也帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。

經(jīng)過50多年發(fā)展，我國已成為世界礦業(yè)大國，目前全國有金屬非金屬礦山92071座，其中金屬礦山8239座，非金屬礦山83832座，冶金、有色、化工、核工業(yè)、建材和輕工業(yè)等行業(yè)的礦山都有尾礦設(shè)施。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，全國有尾礦庫7610座，總庫容約5×109m3,堆存尾礦約5.5×109t。其中正常運(yùn)行的約有4800座，占63％，危庫、險(xiǎn)庫和危險(xiǎn)性較大的病庫約有2810座，占37％。

我國作為發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)比較落后，從安全上看，尾礦庫還存在以下不利因素：一是筑壩尾礦粒度細(xì)。由于筑壩的尾礦粒度細(xì)，細(xì)尾礦的力學(xué)強(qiáng)度低、透水性差、不易固結(jié)，造成壩體穩(wěn)定性較差；二是上游法筑壩多。我國目前85％的尾礦庫采用上游法筑壩，較下游法和中線法筑壩的壩體穩(wěn)定性差；三是尾礦庫安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低。我國作為發(fā)展中國家，尾礦庫防洪、抗震及壩體穩(wěn)定等建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家相比相對偏低；四是小型庫多。我國礦山規(guī)模小，四等庫及四等庫以下的小型尾礦庫占90％以上；五是受地震威脅大。我國是多地震國家，尾礦庫防震抗震是重要問題；六是失事后果嚴(yán)重。我國人口眾多，尾礦庫難以避開居民區(qū)和重要工業(yè)、交通設(shè)施，一旦失事，損失巨大。

美國克拉克大學(xué)公害評(píng)定小組的研究表明，尾礦庫事故的危害，在世界93種事故、公害的隱患中，名列第18位。它僅次于核武器爆炸、DDT、神經(jīng)毒氣、核輻射以及其它13種災(zāi)害，而比航空失事、火災(zāi)等其它60種災(zāi)害嚴(yán)重，直接造成百人以上死亡的尾礦庫事故已不鮮見。如1972年2月26日，美國布法羅尼河礦尾礦壩潰壩，造成125人死亡，4000人無家可歸；1985年7月中旬，意大利東北部的普瑞皮爾尾礦庫潰壩，造成250人死亡。

我國尾礦庫歷史上曾發(fā)生過多起重特大事故，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了重大損失。如：1962年9月25日，云錫公司火古都尾礦庫潰壩，造成171人死亡、92人受傷，受災(zāi)人口13970人；1994年7月13日，湖北大冶有色金屬公司龍角山尾礦庫潰壩，造成30死亡；2000年10月18日，廣西南丹宏圖選廠尾礦庫垮塌，造成28人死亡、56人受傷。

近年來，尾礦庫垮壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢有發(fā)生，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大損失，對環(huán)境安全構(gòu)成重要威脅。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，自2005年以來，全國發(fā)生尾礦庫潰壩等重特大事故17起、死亡41人，重傷1人，輕傷28人，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)和環(huán)境安全帶來嚴(yán)重?fù)p失。其中：2006年4月30日陜西鎮(zhèn)安尾礦庫潰壩，造成17人死亡、5人受傷。

尾礦庫的安全監(jiān)測對于加強(qiáng)尾礦庫的安全監(jiān)管，把握尾礦庫的安全現(xiàn)狀，減少尾礦庫的事故發(fā)生等具有重要意義。當(dāng)前，我國尾礦庫安全運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)如壩體形變位移、庫水位、浸潤線埋深等，均由人工定期用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進(jìn)行測量，安全監(jiān)測工作量大、受天氣、人工、現(xiàn)場條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人工誤差。同時(shí)，人工監(jiān)測還存在不能及時(shí)監(jiān)測尾礦庫的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，難以及時(shí)掌握尾礦庫各項(xiàng)安全技術(shù)指標(biāo)等缺點(diǎn)，這些都將影響尾礦庫的安全生產(chǎn)和安全管理水平。我國安全生產(chǎn)市場急需尾礦庫潰壩災(zāi)害的實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測的技術(shù)和產(chǎn)品。

尾礦庫自動(dòng)化安全監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施，便于企業(yè)和安全監(jiān)管部門快速掌握與尾礦庫安全密切相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)的最新動(dòng)態(tài)，有利于及時(shí)掌握尾礦庫的運(yùn)行狀況和安全現(xiàn)狀，可以提高尾礦庫的安全性，保障庫區(qū)下游企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)及庫區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，避免因尾礦庫事故而造成的環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

水利工程和高邊坡工程的監(jiān)測技術(shù)發(fā)展較快。從20世紀(jì)50年代開始，在我國大壩、高邊坡變形監(jiān)測領(lǐng)域開始研究和使用人工變形監(jiān)測系統(tǒng)，其中應(yīng)用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等監(jiān)測儀器監(jiān)測壩體變形的監(jiān)測方法有視準(zhǔn)線法、引張線法、前方交會(huì)法、壩面水準(zhǔn)測量法以及連通管法等。20世紀(jì)70年代末，以傳感器為基礎(chǔ)的大壩自動(dòng)化變形監(jiān)測系統(tǒng)開始應(yīng)用于葛洲壩水利樞紐、新豐江水利工程等壩體位移的監(jiān)測中。20世紀(jì)90年代開始了大壩及高邊坡的GPS自動(dòng)化變形監(jiān)測系統(tǒng)的研究，GPS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于三峽工程、黃河小浪底水利樞紐工程、浙江天荒坪抽水蓄能電站、湖北清江隔河巖水利工程、龍羊峽水庫近岸等大壩或高邊坡的變形監(jiān)測。目前，多傳感器數(shù)據(jù)融合的大壩變形自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測系統(tǒng)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化技術(shù)是大壩和高邊坡工程監(jiān)測領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢。

當(dāng)前尾礦庫較為落后的安全監(jiān)測技術(shù)和監(jiān)測手段，不能滿足包括企業(yè)自身在內(nèi)的全社會(huì)對于提高尾礦庫管理水平和安全狀況的迫切需要。目前，我國尾礦庫的監(jiān)測技術(shù)還處于起步階段。尾礦庫的管涌流土、地震液化等壩體內(nèi)部致災(zāi)因素引起壩坡失穩(wěn)的預(yù)警技術(shù)基本屬于空白，其監(jiān)測、預(yù)警技術(shù)的研究成果較少。特別指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，因此尾礦庫自動(dòng)化安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)施實(shí)施是面向我國尾礦庫安全的重大需求，具有良好的應(yīng)用前景。

二、方案設(shè)計(jì)

（一）監(jiān)測指標(biāo)選擇

尾礦庫內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，水位相對比較穩(wěn)定；同時(shí)，從尾礦壩壩頂排放尾礦時(shí)，礦漿向庫內(nèi)流淌的過程中，礦漿水不斷向下滲透；此外，汛期大量降雨。這些因素在尾礦壩體內(nèi)形成一個(gè)龐大滲流場。再者，尾礦沉積體屬非均值體，排礦部位又需要經(jīng)常調(diào)換；壩體又在不斷增高；況且在尾礦庫整個(gè)服務(wù)期間內(nèi)，礦源及選礦流程有可能改變，尾礦性能自然也會(huì)變化。這就是尾礦壩滲流場異常復(fù)雜的原因。浸潤線即滲流流網(wǎng)的自由水面線，是尾礦壩安全的生命線，浸潤線的高度直接關(guān)系到壩體穩(wěn)定及安全性狀，因此，對于浸潤線位置的監(jiān)測是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。

尾礦庫內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，庫水位監(jiān)測的目的是根據(jù)其水位的高低可判斷該庫防洪能力是否滿足安全要求。具體地說：一個(gè)完善的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)文本中會(huì)給出防洪所需的調(diào)洪水深，并要求在設(shè)計(jì)洪水位（即最高洪水位）時(shí)，要同時(shí)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的最小安全超高和最小安全干灘長度的要求。因此，對于庫水位位置的把握可以直接防止尾礦庫在汛期避免洪水漫頂潰壩事故的發(fā)生，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)在汛期來臨之前，直觀地了解和掌握庫水位是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的汛前限制水位。由此可見，庫水位的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測也是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。

尾礦庫發(fā)生潰壩災(zāi)害，壩體位移是災(zāi)害演化過程的直觀反應(yīng)指標(biāo)，因此對于壩體下游坡變形的掌握，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)尾礦壩變形率和發(fā)展速度，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)進(jìn)行科學(xué)的應(yīng)急決策，并及時(shí)采取應(yīng)急對策措施，從而避免災(zāi)害的發(fā)生或者減少災(zāi)害發(fā)生造成的危害。

在定量評(píng)價(jià)尾礦庫的防洪能力時(shí)，需要測定灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，當(dāng)前的檢測方法較難準(zhǔn)確并快速測定這兩個(gè)指標(biāo)，問題在于水邊線的界線很不明顯，該處又無法進(jìn)人，通常只能目測。據(jù)此推算出來的總干灘長度和調(diào)洪干灘長度自然也是極不可信的。因此，在尾礦庫安全自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)中，應(yīng)增加快速并簡捷的標(biāo)高測定方法。因此，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，是尾礦庫安全監(jiān)測需要測定的指標(biāo)。

此外，在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運(yùn)行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫運(yùn)行狀況的需要。綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)包括：浸潤線；庫水位；灘面標(biāo)高；壩體位移；視頻圖像。

（二）監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1．浸潤線監(jiān)測

一般選擇尾礦庫壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測剖面。大型尾礦庫在一些薄壩段也應(yīng)設(shè)有監(jiān)測剖面。每個(gè)監(jiān)測剖面應(yīng)至少設(shè)置5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料中壩體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測點(diǎn)。尾礦壩壩坡浸潤線監(jiān)測儀器分兩類。一類埋設(shè)測壓管，人工現(xiàn)場實(shí)測；另一類是埋設(shè)特制傳感器，進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)觀測。

浸潤線監(jiān)測儀器埋設(shè)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006－2005）中規(guī)定的計(jì)算工況所得到的壩體浸潤線位置來埋設(shè)。在作壩體抗滑穩(wěn)定分析時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定浸潤線須按正常運(yùn)行和洪水運(yùn)行兩種工況分別給出。設(shè)計(jì)時(shí)所給出的浸潤線位置應(yīng)是監(jiān)測儀器埋設(shè)深度的最重要的依據(jù)。2．庫水位監(jiān)測

一般在庫內(nèi)排水構(gòu)筑物上設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測儀，將所測信號(hào)傳給室內(nèi)接收機(jī)處理得到庫水位。既準(zhǔn)確，又適時(shí)。需要指出的是，庫內(nèi)排水構(gòu)筑物一般位于尾礦庫內(nèi)，排水構(gòu)筑物周邊為尾礦澄清水，因此需要在監(jiān)測系統(tǒng)布置前，針對特定尾礦庫的實(shí)際情況，靈活選擇施工方案。3．干灘標(biāo)高監(jiān)測

干灘標(biāo)高的測量不同于其它點(diǎn)標(biāo)高的測量，這是由尾礦壩自身的運(yùn)行特點(diǎn)決定的，隨著尾礦壩的不斷填筑加高，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高是兩個(gè)動(dòng)態(tài)變化的指標(biāo)，因此，不能在某一位置架設(shè)堅(jiān)固的不能移動(dòng)的標(biāo)高監(jiān)測設(shè)備。采用移動(dòng)GPS，定期監(jiān)測尾礦壩灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高。該方法靈活簡便、具有較高精度、利于位置變化。4．壩體位移監(jiān)測

正是由于過去對尾礦壩壩體位移監(jiān)測認(rèn)識(shí)不足，尾礦壩位移監(jiān)測手段不多。壩體變形計(jì)算至今尚未納入設(shè)計(jì)規(guī)范。對于較大的尾礦壩，設(shè)計(jì)僅在壩體表面設(shè)置位移觀測樁。具體監(jiān)測手段主要有人工用經(jīng)緯儀監(jiān)測和GPS自動(dòng)監(jiān)測兩種。根據(jù)壩的長短至少選擇2～3個(gè)監(jiān)測剖面。一般在最大壩高處、地基地形地質(zhì)變化較大處均應(yīng)布置監(jiān)測剖面。

每個(gè)剖面上根據(jù)壩的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設(shè)置4～6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。最下面一個(gè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在壩腳外5～10m范圍內(nèi)的地面上，以用于監(jiān)測尾礦壩發(fā)生整體滑動(dòng)的可能性。

5、視頻監(jiān)測 在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運(yùn)行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫運(yùn)行狀況的需要。

（三）某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

某尾礦庫初期壩壩頂標(biāo)高為163.5m（東壩壩高為20m，西壩壩高為24.2m）。后期壩壩頂標(biāo)高為220m。后期壩采用上游式尾礦筑壩。最終總庫容為1350萬m3。2008年1月子壩壩頂標(biāo)高為201m，沉積灘頂標(biāo)高約為198m。目前總壩高為58.7m，總庫容不到1000萬m3，暫屬四等尾礦庫。當(dāng)沉積灘頂標(biāo)高達(dá)到199.3m時(shí)，就升為三等尾礦庫。該尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)計(jì)方案為：

1、庫水位監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：尾礦庫溢水塔上。

2）監(jiān)測儀器：電子水位傳感器（無線傳輸）。

3）儀器數(shù)量：1個(gè)。

2、灘頂和灘面標(biāo)高監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩和西壩的沉積灘面上各選三條垂直于子壩的直線，直線間距為100 m。在每條線的灘頂和距灘頂70 m處各設(shè)一個(gè)灘面標(biāo)高兩個(gè)點(diǎn)均為監(jiān)測點(diǎn)。

2）監(jiān)測儀器：小旗和移動(dòng)GPS，定期檢查小旗標(biāo)高，并輸入軟件。

3）儀器數(shù)量：移動(dòng)GPS一臺(tái)，小旗12桿。

3、浸潤線監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：選擇了（位于鉆孔ZK13以東3～5m處）、Q2（位于鉆孔ZK01以東3～5m處）、Q3（位于鉆孔ZK23以東3～5m處）、Q4（位于鉆孔ZK31以東3～5m處）。

在Q1、Q3剖面的第一、三、五期子壩頂各布設(shè)兩個(gè)浸潤線觀測點(diǎn)（兩點(diǎn)間距0.5m），每個(gè)點(diǎn)埋設(shè)1個(gè)傳感器。第一期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為6m和10m（自孔口地面算起）；第三期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為8m和13m；第五期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為8m和15m。

在Q2、Q4剖面的第三、五期子壩頂各布設(shè)1個(gè)浸潤線觀測點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)埋設(shè)1個(gè)傳感器。第三期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為13m；第五期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為15m。

2）監(jiān)測儀器：振弦式孔壓傳感器、光纖滲壓傳感器。

3）儀器數(shù)量：振弦式孔壓傳感器（10個(gè)），光纖滲壓傳感器（6個(gè)）。

4、位移GPS監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩最大壩高剖面G1和西壩最大壩高剖面G2的壩坡上各布設(shè)4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位置分別設(shè)在壩腳、第一、三、五期子壩頂上。

2）監(jiān)測儀器：GPS

3）儀器數(shù)量：一個(gè)基站、八個(gè)測點(diǎn)。

5、壩內(nèi)位移監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：ZK53、ZK15、ZK24、ZK32以東3～5m，每個(gè)斷面3個(gè)位移監(jiān)測點(diǎn)。

2）監(jiān)測儀器：測斜儀＋測斜管。

3）儀器數(shù)量：SINCO測斜儀一臺(tái)，測斜管若干長度。

7、可視化監(jiān)測

在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，通過現(xiàn)場攝像頭實(shí)時(shí)拍攝并快速傳輸至控制室的顯示屏幕上，能夠直觀地顯現(xiàn)尾礦庫生產(chǎn)放礦及筑壩運(yùn)行等情況。

三、運(yùn)營/管理

（一）設(shè)備安裝

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝時(shí)，應(yīng)注意以下問題：

1．安裝的儀器設(shè)備的安全問題。尾礦庫一般處在高山峽谷等人員稀少的場地，且尾礦庫占地面積較大，因此，儀器設(shè)備的防盜問題是面臨的安全問題之一。因此，傳感器、攝像頭及GPS等設(shè)備應(yīng)安裝穩(wěn)固，均應(yīng)在安全過程中考慮防盜問題，GPS接收機(jī)應(yīng)放置在水泥墩內(nèi)，避免因?yàn)樵O(shè)備主機(jī)被盜，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。

2．購買的GPS等設(shè)備應(yīng)該有避雷裝置。GPS設(shè)備靠接收星歷信號(hào)來準(zhǔn)確測定壩體變形狀況，GPS天線應(yīng)盡量選擇軛流圈天線，盡可能保證雷雨天氣的設(shè)備安全。

3．安裝位置應(yīng)考慮尾礦壩填筑過程高程變化。尾礦庫的運(yùn)行期為尾礦壩不斷升高、儲(chǔ)存尾砂庫容不斷增大的過程，與水利工程不同，其壩頂高程隨著生產(chǎn)運(yùn)行期的發(fā)展不斷變化。此外，對于上游式尾礦壩來說，其壩軸線還要不斷向庫內(nèi)前移。因此，GPS、孔壓傳感器等設(shè)備的埋設(shè)位置應(yīng)能夠滿足尾礦庫整個(gè)運(yùn)行期安全監(jiān)測和安全管理的需要，應(yīng)針對整個(gè)運(yùn)行期綜合考慮。

4．應(yīng)注意浸潤線監(jiān)測儀器埋設(shè)位置。尾礦壩總在不斷加高，尾礦壩浸潤線還受降雨和放礦水的影響，其深度在一定范圍內(nèi)經(jīng)常變動(dòng)。現(xiàn)有的觀測設(shè)施只能測出進(jìn)水孔處的水頭或孔隙壓力。從流網(wǎng)圖可知：只有當(dāng)某個(gè)深度的水頭與該深度的高程相等時(shí)，或者說當(dāng)某個(gè)深度的孔隙壓力接近于零時(shí)，該深度才是浸潤線的位置。監(jiān)測儀器埋深了，測得的浸潤線比實(shí)際浸潤線低；儀器埋淺了，測不到浸潤線。浸潤線的位置應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料綜合考慮。

（二）運(yùn)營管理

基于金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)，在尾礦庫的運(yùn)行過程中，除了應(yīng)及時(shí)掌握各種監(jiān)測技術(shù)指標(biāo)的最新數(shù)據(jù)外，還要有尾礦庫安全與否的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。本系統(tǒng)認(rèn)為，應(yīng)結(jié)合尾礦庫定量安全評(píng)價(jià)方法，通過對尾礦庫運(yùn)行期的安全評(píng)價(jià)和監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)安全度分析后，可以建立尾礦庫運(yùn)營管理的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。

1．浸潤線指標(biāo)的預(yù)警方法

通過尾礦壩現(xiàn)狀的勘察和資料分析，掌握特定尾礦壩的沉積規(guī)律、材料分區(qū)及概化方法、堆壩材料的物理力學(xué)特性指標(biāo)，通過滲流驗(yàn)算及分析，掌握汛期設(shè)計(jì)資料允許的最高浸潤線高程。該指標(biāo)即時(shí)浸潤線監(jiān)測指標(biāo)的預(yù)警及響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

其中，滲流驗(yàn)算的計(jì)算方法如下所示：

滲流分析的基本方程為：

式中，[K]為透水系數(shù)矩陣；{H}為總水頭向量；[M]為單元儲(chǔ)水量矩陣；{Q}為流量向量；t為時(shí)間。

對于等別不高的尾礦庫，還可以依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)尾礦壩浸潤線高度的預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行預(yù)警。

2．防洪能力的預(yù)警方法

防洪能力的預(yù)警是避免汛期發(fā)生尾礦庫漫頂潰壩事故的最有效方法。通過調(diào)洪驗(yàn)算得到當(dāng)前庫水位下，設(shè)計(jì)最高洪水位下尾礦庫需要的調(diào)洪水深，即可以掌握當(dāng)前干灘長度是否滿足調(diào)洪水深的要求。

3．壩體位移的預(yù)警方法

通過尾礦壩當(dāng)前運(yùn)行現(xiàn)狀的有限元強(qiáng)度折減法壩坡穩(wěn)定性分析，可以近似得到發(fā)生極限滑動(dòng)情況時(shí)，壩體一定深度及表面的變形情況，并結(jié)合尾礦壩位移監(jiān)測趨勢及變形率的定性判斷，可以準(zhǔn)確把握尾礦庫因受力情況發(fā)生位移趨勢及變化速率，從而及時(shí)預(yù)警并采取響應(yīng)措施，疏散下游群眾，并采取積極措施加固壩坡，避免因壩坡失穩(wěn)發(fā)生潰壩的嚴(yán)重危害。

當(dāng)折減系數(shù)繼續(xù)增加，尾礦的抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步減小，壩坡的塑性區(qū)會(huì)進(jìn)一步增大；當(dāng)折減系數(shù)增加到某一數(shù)值時(shí)，塑性區(qū)形成連通的區(qū)域，尾礦沿該剪切面發(fā)生不收斂的塑性剪切變形。此時(shí)認(rèn)為壩坡發(fā)生破壞，強(qiáng)度折減系數(shù)即認(rèn)為是壩坡的整體安全系數(shù)；滑裂面的位置可根據(jù)位移增量等值線或最大剪應(yīng)變增量等值線的疏密來確定，也可根據(jù)破壞區(qū)域的范圍來判斷。

基于剛體極限平衡理論的壩坡穩(wěn)定分析方法已相當(dāng)成熟且廣泛應(yīng)用于尾礦壩在內(nèi)的邊坡穩(wěn)定分析中。然而，該法在處理荷載條件和邊界條件復(fù)雜的邊坡時(shí)常遇到困難。基于強(qiáng)度折減的有限元法，能夠處理復(fù)雜荷載和邊界條件，算法先進(jìn)，可以更為準(zhǔn)確地分析尾礦壩的壩坡穩(wěn)定性，為尾礦庫安全監(jiān)測位移指標(biāo)的預(yù)警提供依據(jù)。

4．注重與日常巡檢工作結(jié)合尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施，可以使管理者在主控制室內(nèi)能夠及時(shí)把握尾礦庫的最新動(dòng)態(tài)和監(jiān)測指標(biāo)信息，但是，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)不能完全代替尾礦庫日常巡檢工作，應(yīng)與日常巡檢結(jié)合，通過監(jiān)測指標(biāo)和日常巡檢結(jié)合的比對，能夠更為科學(xué)的掌握尾礦庫的安全狀況和運(yùn)行特點(diǎn)。

四、產(chǎn)品映射

1．孔壓傳感器的技術(shù)要求

1）準(zhǔn)確度高，靈敏度高，穩(wěn)定性好，體積小，重量輕，直接頻率輸出，激勵(lì)電路封裝在水密殼體內(nèi)。

2）測量范圍：0.1、0.2、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0、MPa（對應(yīng)于10-1000m水深）。

3）準(zhǔn)確度：±0.5%FS。

4）可直接用于江河、湖泊、海水的深度和液體壓力的測量，也可用作剖面系統(tǒng)的深度傳感器。

2．GPS設(shè)備的技術(shù)要求

1）GPS接收機(jī)及其配套設(shè)備，要求包括從數(shù)據(jù)采集、集中傳輸、解算處理、顯示和記錄及避雷和防盜等安全保護(hù)設(shè)施的全部設(shè)備。

2）精度要求，水平：3mm+0.5ppm ,垂直：5mm+0.5ppm；上述精度指標(biāo)要求有國家光電檢測中心等權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果，并具有權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的證書。

3）解算軟件上有各個(gè)GPS接收機(jī)的獨(dú)立監(jiān)控模塊，通過解算軟件，可以在計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)顯示具有上述精度的各個(gè)GPS接收機(jī)的坐標(biāo)和位移量，并能夠?qū)崟r(shí)記錄在文本文件中。

4）GPS接收機(jī)天線為軛流圈天線。

5）具有避雷設(shè)施及其它安全保護(hù)措施。

五、標(biāo)準(zhǔn)支持

在尾礦庫安全領(lǐng)域，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要參照《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006-2005）。該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)定包括以下內(nèi)容：

1．4級(jí)以上尾礦壩應(yīng)設(shè)置壩體位移和壩體浸潤線觀測設(shè)施。必要時(shí)還宜設(shè)置孔隙水壓力、滲透水量及其渾濁度的觀測設(shè)施。

2．做好日常巡檢和定期觀測，并進(jìn)行及時(shí)、全面的記錄。發(fā)現(xiàn)安全隱患時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理并向企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告。

3．尾礦庫運(yùn)行期間應(yīng)加強(qiáng)浸潤線觀測，注意壩體浸潤線埋深及其出逸點(diǎn)的變化情況和分布狀態(tài)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制。

4．尾礦庫灘頂高程的檢測，應(yīng)沿壩（攤）頂方向布置測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測，其測量誤差應(yīng)小于20mm。當(dāng)灘頂一端高一端低時(shí)，應(yīng)在低標(biāo)高段選較低處檢測1～3個(gè)點(diǎn)；當(dāng)灘頂高低相同時(shí)，應(yīng)選較低處不少于3個(gè)點(diǎn)；其他情況，每100m壩長選較低處檢測1～2點(diǎn)，但總數(shù)不少于3個(gè)點(diǎn)。

5．根據(jù)尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為危庫、險(xiǎn)庫、病庫、正常庫四個(gè)等級(jí)。除正常庫外，前三類從文字上看，只是程度有所不同。尾礦庫安全度定義緊緊依靠尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中設(shè)定的監(jiān)測指標(biāo)來評(píng)判。

例如，危庫是指安全沒有保障，隨時(shí)可能發(fā)生垮壩事故的尾礦庫，危庫必須停止生產(chǎn)并采取應(yīng)急措施，綜上所述，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠緊扣我國現(xiàn)行尾礦庫安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有較大的實(shí)用意義和價(jià)值。

六、標(biāo)準(zhǔn)化程度

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的浸潤線、庫水位、灘面標(biāo)高、壩體位移、視頻圖像，均能夠?yàn)槲驳V庫日常安全管理及尾礦庫安全運(yùn)行服務(wù)。我國尾礦庫中85%以上為上游式尾礦壩筑壩，該系統(tǒng)對于上游式筑壩的尾礦庫具有良好的應(yīng)用前景，今后監(jiān)測系統(tǒng)若能與不同等別尾礦庫相結(jié)合，上升到安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以全面提高我國尾礦庫安全管理水平，減少我國尾礦庫事故發(fā)生的數(shù)量，保障尾礦庫庫區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)、環(huán)境安全及社會(huì)穩(wěn)定，為構(gòu)建和諧社會(huì)服務(wù)。

七、效果分析

當(dāng)前，我國安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻，工礦商貿(mào)領(lǐng)域安全生產(chǎn)重特大事故時(shí)有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起全社會(huì)的高度重視。在《國務(wù)院關(guān)于實(shí)施國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案的決定》（國發(fā)〔2005〕11號(hào)）中明確要求 “科技部、教育部、中科院、社科院、工程院、中國科協(xié)等有關(guān)部門和科研教學(xué)單位，要積極開展公共安全領(lǐng)域的科學(xué)研究；加大公共安全檢測、預(yù)測、預(yù)警、預(yù)防和應(yīng)急處置技術(shù)研發(fā)的投入，不斷改進(jìn)技術(shù)裝備，建立健全應(yīng)急平臺(tái)，提高我國公共安全科技水平”。在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中把“公共安全”問題列入了國家科技發(fā)展的“重點(diǎn)領(lǐng)域”，要重點(diǎn)研究開發(fā)地震、臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪水、地質(zhì)災(zāi)害等監(jiān)測、預(yù)警和應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)，森林火災(zāi)、潰壩、決堤險(xiǎn)情等重大災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警技術(shù)以及重大自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估技術(shù)。同時(shí)，2007年國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家發(fā)展改革委、國土資源部、國家環(huán)保總局聯(lián)合組織了全國范圍的尾礦庫專項(xiàng)整治行動(dòng)，使得尾礦庫的安全運(yùn)行和管理已引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。

近年來，我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，每年以10%左右的速度遞增，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的帶動(dòng)下，鋼鐵、有色金屬和水泥等主要原材料工業(yè)擴(kuò)張迅速，隨著金屬非金屬礦山采選業(yè)的迅速發(fā)展，尾礦庫的安全生產(chǎn)和環(huán)境安全等問題日益顯現(xiàn)，特別需要指出的是，我國尾礦庫下游大都為人口密集區(qū)、城鎮(zhèn)或大型工廠企業(yè)，因此，尾礦庫的安全備受關(guān)注。如何針對我國尾礦庫分布特點(diǎn)和現(xiàn)狀，提高尾礦庫安全管理水平，是擺在全社會(huì)的一個(gè)重要問題。金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的逐步實(shí)施和推廣，可以大幅度提高我國對于尾礦庫潰壩災(zāi)害機(jī)理的認(rèn)識(shí)水平，全面提升尾礦庫安全監(jiān)管和日常管理水平，增強(qiáng)企業(yè)、社會(huì)、政府對于尾礦庫災(zāi)害的預(yù)警響應(yīng)能力，建立更便于尾礦庫運(yùn)行期安全管理和風(fēng)險(xiǎn)控制的潰壩風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)判方法。特別需要指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)將具有廣泛的市場前景和重要的應(yīng)用價(jià)值。

第二篇：尾礦庫在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

尾礦庫在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

一.需求分析：.......................................................2

二、方案設(shè)計(jì)........................................................4

（一）監(jiān)測指標(biāo)選擇.............................................................................................4

（二）監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì).............................................................................................6 1．浸潤線監(jiān)測................................................................................................6 2．庫水位監(jiān)測................................................................................................7 4．壩體位移監(jiān)測............................................................................................7

5、視頻監(jiān)測....................................................................................................7

（三）某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.............................................................8

三、運(yùn)營/管理......................................................10

（一）設(shè)備安裝...................................................................................................10

（二）運(yùn)營管理...................................................................................................11

四、產(chǎn)品映射.......................................................13

五、標(biāo)準(zhǔn)支持.......................................................14

六、標(biāo)準(zhǔn)化程度.....................................................16

七、效果分析.......................................................16

一.需求分析：

安全生產(chǎn)事關(guān)廣大人民群眾的根本利益，事關(guān)改革發(fā)展和穩(wěn)定的大局。我國在確立了“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的安全生產(chǎn)基本方針和“安全發(fā)展”的指導(dǎo)原則后，從安全法制、安全責(zé)任、安全投入、安全科技和安全文化等方面入手，強(qiáng)化安全監(jiān)管工作。但受我國現(xiàn)階段生產(chǎn)力發(fā)展水平較低、企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、從業(yè)人員安全意識(shí)不強(qiáng)、安全法制不健全等因素的影響，我國安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻，工礦商貿(mào)領(lǐng)域安全生產(chǎn)重特大事故時(shí)有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起了國家的高度重視。

金屬與非金屬礦山是工業(yè)生產(chǎn)的高危行業(yè)，其事故發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)在全國工業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域占較大的比重。尾礦庫是金屬與非金屬礦山安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是該領(lǐng)域的重大危險(xiǎn)源之一，作為具有高勢能的人造泥石流危險(xiǎn)源，其一旦發(fā)生事故，將會(huì)給下游人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大損失，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴(yán)重污染，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定也帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。

經(jīng)過50多年發(fā)展，我國已成為世界礦業(yè)大國，目前全國有金屬非金屬礦山92071座，其中金屬礦山8239座，非金屬礦山83832座，冶金、有色、化工、核工業(yè)、建材和輕工業(yè)等行業(yè)的礦山都有尾礦設(shè)施。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，全國有尾礦庫7610座，總庫容約5×109m3,堆存尾礦約5.5×109t。其中正常運(yùn)行的約有4800座，占63％，危庫、險(xiǎn)庫和危險(xiǎn)性較大的病庫約有2810座，占37％。

我國作為發(fā)展中國家，經(jīng)濟(jì)比較落后，從安全上看，尾礦庫還存在以下不利因素：一是筑壩尾礦粒度細(xì)。由于筑壩的尾礦粒度細(xì)，細(xì)尾礦的力學(xué)強(qiáng)度低、透水性差、不易固結(jié)，造成壩體穩(wěn)定性較差；二是上游法筑壩多。我國目前85％的尾礦庫采用上游法筑壩，較下游法和中線法筑壩的壩體穩(wěn)定性差；三是尾礦庫安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低。我國作為發(fā)展中國家，尾礦庫防洪、抗震及壩體穩(wěn)定等建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá)國家相比相對偏低；四是小型庫多。我國礦山規(guī)模小，四等庫及四等庫以下的小型尾礦庫占90％以上；五是受地震威脅大。我國是多地震國家，尾礦庫防震抗震是重要問題；六是失事后果嚴(yán)重。我國人口眾多，尾礦庫難以避開居民區(qū)和重要工業(yè)、交通設(shè)施，一旦失事，損失巨大。

美國克拉克大學(xué)公害評(píng)定小組的研究表明，尾礦庫事故的危害，在世界93種 事故、公害的隱患中，名列第18位。它僅次于核武器爆炸、DDT、神經(jīng)毒氣、核輻射以及其它13種災(zāi)害，而比航空失事、火災(zāi)等其它60種災(zāi)害嚴(yán)重，直接造成百人以上死亡的尾礦庫事故已不鮮見。如1972年2月26日，美國布法羅尼河礦尾礦壩潰壩，造成125人死亡，4000人無家可歸；1985年7月中旬，意大利東北部的普瑞皮爾尾礦庫潰壩，造成250人死亡。

我國尾礦庫歷史上曾發(fā)生過多起重特大事故，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成了重大損失。如：1962年9月25日，云錫公司火古都尾礦庫潰壩，造成171人死亡、92人受傷，受災(zāi)人口13970人；1994年7月13日，湖北大冶有色金屬公司龍角山尾礦庫潰壩，造成30死亡；2000年10月18日，廣西南丹宏圖選廠尾礦庫垮塌，造成28人死亡、56人受傷。

近年來，尾礦庫垮壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢有發(fā)生，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全造成重大損失，對環(huán)境安全構(gòu)成重要威脅。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，自2005年以來，全國發(fā)生尾礦庫潰壩等重特大事故17起、死亡41人，重傷1人，輕傷28人，給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)和環(huán)境安全帶來嚴(yán)重?fù)p失。其中：2006年4月30日陜西鎮(zhèn)安尾礦庫潰壩，造成17人死亡、5人受傷。

尾礦庫的安全監(jiān)測對于加強(qiáng)尾礦庫的安全監(jiān)管，把握尾礦庫的安全現(xiàn)狀，減少尾礦庫的事故發(fā)生等具有重要意義。當(dāng)前，我國尾礦庫安全運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)如壩體形變位移、庫水位、浸潤線埋深等，均由人工定期用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進(jìn)行測量，安全監(jiān)測工作量大、受天氣、人工、現(xiàn)場條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人工誤差。同時(shí)，人工監(jiān)測還存在不能及時(shí)監(jiān)測尾礦庫的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，難以及時(shí)掌握尾礦庫各項(xiàng)安全技術(shù)指標(biāo)等缺點(diǎn)，這些都將影響尾礦庫的安全生產(chǎn)和安全管理水平。我國安全生產(chǎn)市場急需尾礦庫潰壩災(zāi)害的實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測的技術(shù)和產(chǎn)品。

尾礦庫自動(dòng)化安全監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施，便于企業(yè)和安全監(jiān)管部門快速掌握與尾礦庫安全密切相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)的最新動(dòng)態(tài)，有利于及時(shí)掌握尾礦庫的運(yùn)行狀況和安全現(xiàn)狀，可以提高尾礦庫的安全性，保障庫區(qū)下游企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)及庫區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，避免因尾礦庫事故而造成的環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

水利工程和高邊坡工程的監(jiān)測技術(shù)發(fā)展較快。從20世紀(jì)50年代開始，在我國大壩、高邊坡變形監(jiān)測領(lǐng)域開始研究和使用人工變形監(jiān)測系統(tǒng)，其中應(yīng)用經(jīng)緯儀、3 水準(zhǔn)儀等監(jiān)測儀器監(jiān)測壩體變形的監(jiān)測方法有視準(zhǔn)線法、引張線法、前方交會(huì)法、壩面水準(zhǔn)測量法以及連通管法等。20世紀(jì)70年代末，以傳感器為基礎(chǔ)的大壩自動(dòng)化變形監(jiān)測系統(tǒng)開始應(yīng)用于葛洲壩水利樞紐、新豐江水利工程等壩體位移的監(jiān)測中。20世紀(jì)90年代開始了大壩及高邊坡的GPS自動(dòng)化變形監(jiān)測系統(tǒng)的研究，GPS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于三峽工程、黃河小浪底水利樞紐工程、浙江天荒坪抽水蓄能電站、湖北清江隔河巖水利工程、龍羊峽水庫近岸等大壩或高邊坡的變形監(jiān)測。目前，多傳感器數(shù)據(jù)融合的大壩變形自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)、監(jiān)測系統(tǒng)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化技術(shù)是大壩和高邊坡工程監(jiān)測領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢。

當(dāng)前尾礦庫較為落后的安全監(jiān)測技術(shù)和監(jiān)測手段，不能滿足包括企業(yè)自身在內(nèi)的全社會(huì)對于提高尾礦庫管理水平和安全狀況的迫切需要。目前，我國尾礦庫的監(jiān)測技術(shù)還處于起步階段。尾礦庫的管涌流土、地震液化等壩體內(nèi)部致災(zāi)因素引起壩坡失穩(wěn)的預(yù)警技術(shù)基本屬于空白，其監(jiān)測、預(yù)警技術(shù)的研究成果較少。特別指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，因此尾礦庫自動(dòng)化安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)施實(shí)施是面向我國尾礦庫安全的重大需求，具有良好的應(yīng)用前景。

二、方案設(shè)計(jì)

（一）監(jiān)測指標(biāo)選擇

尾礦庫內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，水位相對比較穩(wěn)定；同時(shí)，從尾礦壩壩頂排放尾礦時(shí)，礦漿向庫內(nèi)流淌的過程中，礦漿水不斷向下滲透；此外，汛期大量降雨。這些因素在尾礦壩體內(nèi)形成一個(gè)龐大滲流場。再者，尾礦沉積體屬非均值體，排礦部位又需要經(jīng)常調(diào)換；壩體又在不斷增高；況且在尾礦庫整個(gè)服務(wù)期間內(nèi)，礦源及選礦流程有可能改變，尾礦性能自然也會(huì)變化。這就是尾礦壩滲流場異常復(fù)雜的原因。浸潤線即滲流流網(wǎng)的自由水面線，是尾礦壩安全的生命線，浸潤線的高度直接關(guān)系到壩體穩(wěn)定及安全性狀，因此，對于浸潤線位置的監(jiān)測是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。如圖1所示，圖中孔隙水壓力為0的線即為尾礦壩的浸潤線。

圖1 某尾礦壩孔隙水壓力分布圖（單位:kPa）

尾礦庫內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，庫水位監(jiān)測的目的是根據(jù)其水位的高低可判斷該庫防洪能力是否滿足安全要求。具體地說：一個(gè)完善的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)文本中會(huì)給出防洪所需的調(diào)洪水深，并要求在設(shè)計(jì)洪水位（即最高洪水位）時(shí)，要同時(shí)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的最小安全超高和最小安全干灘長度的要求。因此，對于庫水位位置的把握可以直接防止尾礦庫在汛期避免洪水漫頂潰壩事故的發(fā)生，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)在汛期來臨之前，直觀地了解和掌握庫水位是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的汛前限制水位。由此可見，庫水位的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測也是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。圖2給出了安全灘長監(jiān)測法的示意圖。

圖2 安全灘長檢測法

如圖2所示，設(shè)現(xiàn)狀庫水位為Hs，先在沉積灘上用皮尺量出[Lg]，并插上標(biāo)桿a，用儀器測出a點(diǎn)地面標(biāo)高Ha，當(dāng)Ht = Ha – Hs≥ [Ht] 時(shí)，即認(rèn)為安全灘長滿足設(shè)計(jì)要求。否則，不滿足。同理，也有安全超高檢測法。

尾礦庫發(fā)生潰壩災(zāi)害，壩體位移是災(zāi)害演化過程的直觀反應(yīng)指標(biāo)，因此對于壩體下游坡變形的掌握，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)尾礦壩變形率和發(fā)展速度，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)進(jìn)行科學(xué)的應(yīng)急決策，并及時(shí)采取應(yīng)急對策措施，從而避免災(zāi)害的發(fā)生或者減少災(zāi)害發(fā)生造成的危害。圖3給出了尾礦庫尾礦壩的典型變形矢量圖，從圖中可知壩體下游坡發(fā)生向下和偏向下游的變形。

圖3 尾礦壩典型變形矢量圖

在定量評(píng)價(jià)尾礦庫的防洪能力時(shí)，需要測定灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，當(dāng)前的檢測方法較難準(zhǔn)確并快速測定這兩個(gè)指標(biāo)，問題在于水邊線的界線很不明顯，該處又無法進(jìn)人，通常只能目測。據(jù)此推算出來的總干灘長度和調(diào)洪干灘長度自然也是極不可信的。因此，在尾礦庫安全自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)中，應(yīng)增加快速并簡捷的標(biāo)高測定方法。因此，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，是尾礦庫安全監(jiān)測需要測定的指標(biāo)。

此外，在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運(yùn)行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫運(yùn)行狀況的需要。綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)包括：浸潤線；庫水位；灘面標(biāo)高；壩體位移；視頻圖像。

（二）監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1．浸潤線監(jiān)測

一般選擇尾礦庫壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測剖面。大型尾礦庫在一些薄壩段也應(yīng)設(shè)有監(jiān)測剖面。每個(gè)監(jiān)測剖面應(yīng)至少設(shè)置5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料中壩體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測點(diǎn)。尾礦壩壩坡浸潤線監(jiān)測儀器分兩類。一類埋設(shè)測壓管，人工現(xiàn)場實(shí)測；另一類是埋設(shè)特制傳感器，進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)觀測。

浸潤線監(jiān)測儀器埋設(shè)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006－2005）中規(guī)定的計(jì)算工況所得到的壩體浸潤線位置來埋設(shè)。在作壩體抗滑穩(wěn)定分析時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定浸潤線須按正常運(yùn)行和洪水運(yùn)行兩種工況分別給出。設(shè)計(jì) 6 時(shí)所給出的浸潤線位置應(yīng)是監(jiān)測儀器埋設(shè)深度的最重要的依據(jù)。

2．庫水位監(jiān)測

一般在庫內(nèi)排水構(gòu)筑物上設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測儀，將所測信號(hào)傳給室內(nèi)接收機(jī)處理得到庫水位。既準(zhǔn)確，又適時(shí)。需要指出的是，庫內(nèi)排水構(gòu)筑物一般位于尾礦庫內(nèi)，排水構(gòu)筑物周邊為尾礦澄清水，因此需要在監(jiān)測系統(tǒng)布置前，針對特定尾礦庫的實(shí)際情況，靈活選擇施工方案。

3．干灘標(biāo)高監(jiān)測

干灘標(biāo)高的測量不同于其它點(diǎn)標(biāo)高的測量，這是由尾礦壩自身的運(yùn)行特點(diǎn)決定的，隨著尾礦壩的不斷填筑加高，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高是兩個(gè)動(dòng)態(tài)變化的指標(biāo)，因此，不能在某一位置架設(shè)堅(jiān)固的不能移動(dòng)的標(biāo)高監(jiān)測設(shè)備。采用移動(dòng)GPS，定期監(jiān)測尾礦壩灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高。該方法靈活簡便、具有較高精度、利于位置變化。

4．壩體位移監(jiān)測

正是由于過去對尾礦壩壩體位移監(jiān)測認(rèn)識(shí)不足，尾礦壩位移監(jiān)測手段不多。壩體變形計(jì)算至今尚未納入設(shè)計(jì)規(guī)范。對于較大的尾礦壩，設(shè)計(jì)僅在壩體表面設(shè)置位移觀測樁。具體監(jiān)測手段主要有人工用經(jīng)緯儀監(jiān)測和GPS自動(dòng)監(jiān)測兩種。根據(jù)壩的長短至少選擇2～3個(gè)監(jiān)測剖面。一般在最大壩高處、地基地形地質(zhì)變化較大處均應(yīng)布置監(jiān)測剖面。

每個(gè)剖面上根據(jù)壩的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設(shè)置4～6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。最下面一個(gè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在壩腳外5～10m范圍內(nèi)的地面上，以用于監(jiān)測尾礦壩發(fā)生整體滑動(dòng)的可能性。

5、視頻監(jiān)測

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運(yùn)行狀況，通 7 常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫運(yùn)行狀況的需要。

（三）某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

某尾礦庫初期壩壩頂標(biāo)高為163.5m（東壩壩高為20m，西壩壩高為24.2m）。后期壩壩頂標(biāo)高為220m。后期壩采用上游式尾礦筑壩。最終總庫容為1350萬m3。2008年1月子壩壩頂標(biāo)高為201m，沉積灘頂標(biāo)高約為198m。目前總壩高為58.7m，總庫容不到1000萬m3，暫屬四等尾礦庫。當(dāng)沉積灘頂標(biāo)高達(dá)到199.3m時(shí)，就升為三等尾礦庫。該尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)計(jì)方案為：

1、庫水位監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：尾礦庫溢水塔上。

2）監(jiān)測儀器：電子水位傳感器（無線傳輸）。3）儀器數(shù)量：1個(gè)。

2、灘頂和灘面標(biāo)高監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩和西壩的沉積灘面上各選三條垂直于子壩的直線，直線間距為100 m。在每條線的灘頂和距灘頂70 m處各設(shè)一個(gè)灘面標(biāo)高兩個(gè)點(diǎn)均為監(jiān)測點(diǎn)。

2）監(jiān)測儀器：小旗和移動(dòng)GPS，定期檢查小旗標(biāo)高，并輸入軟件。3）儀器數(shù)量：移動(dòng)GPS一臺(tái)，小旗12桿。

3、浸潤線監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：選擇了（位于鉆孔ZK13以東3～5m處）、Q2（位于鉆孔ZK01以東3～5m處）、Q3（位于鉆孔ZK23以東3～5m處）、Q4（位于鉆孔ZK31以東3～5m處）。

在Q1、Q3剖面的第一、三、五期子壩頂各布設(shè)兩個(gè)浸潤線觀測點(diǎn)（兩點(diǎn)間距0.5m），每個(gè)點(diǎn)埋設(shè)1個(gè)傳感器。第一期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為6m和10m（自孔口地面算起）；第三期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為8m和13m；第五期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為8m和15m。

在Q2、Q4剖面的第三、五期子壩頂各布設(shè)1個(gè)浸潤線觀測點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)埋設(shè)1個(gè)傳感器。第三期子壩頂兩個(gè)傳感器的埋深分別為13m；第五期子壩頂兩個(gè)傳感 器的埋深分別為15m。

2）監(jiān)測儀器：振弦式孔壓傳感器、光纖滲壓傳感器。

3）儀器數(shù)量：振弦式孔壓傳感器（10個(gè)），光纖滲壓傳感器（6個(gè)）。

4、位移GPS監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩最大壩高剖面G1和西壩最大壩高剖面G2的壩坡上各布設(shè)4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的位置分別設(shè)在壩腳、第一、三、五期子壩頂上。

2）監(jiān)測儀器：GPS 3）儀器數(shù)量：一個(gè)基站、八個(gè)測點(diǎn)。

5、壩內(nèi)位移監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：ZK53、ZK15、ZK24、ZK32以東3～5m，每個(gè)斷面3個(gè)位移監(jiān)測點(diǎn)。

2）監(jiān)測儀器：測斜儀＋測斜管。

3）儀器數(shù)量：SINCO測斜儀一臺(tái)，測斜管若干長度。

7、可視化監(jiān)測

在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，通過現(xiàn)場攝像頭實(shí)時(shí)拍攝并快速傳輸至控制室的顯示屏幕上，能夠直觀地顯現(xiàn)尾礦庫生產(chǎn)放礦及筑壩運(yùn)行等情況。

圖4 某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖5 某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝圖

三、運(yùn)營/管理

（一）設(shè)備安裝

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝時(shí)，應(yīng)注意以下問題：

1．安裝的儀器設(shè)備的安全問題。尾礦庫一般處在高山峽谷等人員稀少的場地，且尾礦庫占地面積較大，因此，儀器設(shè)備的防盜問題是面臨的安全問題之一。因此，傳感器、攝像頭及GPS等設(shè)備應(yīng)安裝穩(wěn)固，均應(yīng)在安全過程中考慮防盜問題，GPS接收機(jī)應(yīng)放置在水泥墩內(nèi)，避免因?yàn)樵O(shè)備主機(jī)被盜，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。

2．購買的GPS等設(shè)備應(yīng)該有避雷裝置。GPS設(shè)備靠接收星歷信號(hào)來準(zhǔn)確測定壩體變形狀況，GPS天線應(yīng)盡量選擇軛流圈天線，盡可能保證雷雨天氣的設(shè)備安全。

3．安裝位置應(yīng)考慮尾礦壩填筑過程高程變化。尾礦庫的運(yùn)行期為尾礦壩不斷升高、儲(chǔ)存尾砂庫容不斷增大的過程，與水利工程不同，其壩頂高程隨著生產(chǎn)運(yùn)行期的發(fā)展不斷變化。此外，對于上游式尾礦壩來說，其壩軸線還要不斷向庫內(nèi)前移（如圖6所示）。因此，GPS、孔壓傳感器等設(shè)備的埋設(shè)位置應(yīng)能夠滿足尾礦庫整個(gè)運(yùn)行期安全監(jiān)測和安全管理的需要，應(yīng)針對整個(gè)運(yùn)行期綜合考慮。

圖6 上游式尾礦壩筑壩方式圖

4．應(yīng)注意浸潤線監(jiān)測儀器埋設(shè)位置。尾礦壩總在不斷加高，尾礦壩浸潤線還受降雨和放礦水的影響，其深度在一定范圍內(nèi)經(jīng)常變動(dòng)。現(xiàn)有的觀測設(shè)施只能測出進(jìn)水孔處的水頭或孔隙壓力。從流網(wǎng)圖可知：只有當(dāng)某個(gè)深度的水頭與該深度的高程相等時(shí)，或者說當(dāng)某個(gè)深度的孔隙壓力接近于零時(shí)，該深度才是浸潤線的位置。監(jiān)測儀器埋深了，測得的浸潤線比實(shí)際浸潤線低；儀器埋淺了，測不到浸潤線。浸潤線的位置應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料綜合考慮。

（二）運(yùn)營管理

基于金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)，在尾礦庫的運(yùn)行過程中，除了應(yīng)及時(shí)掌握各種監(jiān)測技術(shù)指標(biāo)的最新數(shù)據(jù)外，還要有尾礦庫安全與否的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。本系統(tǒng)認(rèn)為，應(yīng)結(jié)合尾礦庫定量安全評(píng)價(jià)方法，通過對尾礦庫運(yùn)行期的安全評(píng)價(jià)和監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)安全度分析后，可以建立尾礦庫運(yùn)營管理的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。

1．浸潤線指標(biāo)的預(yù)警方法

通過尾礦壩現(xiàn)狀的勘察和資料分析，掌握特定尾礦壩的沉積規(guī)律、材料分區(qū)及概化方法、堆壩材料的物理力學(xué)特性指標(biāo)，通過滲流驗(yàn)算及分析，掌握汛期設(shè)計(jì)資料允許的最高浸潤線高程。該指標(biāo)即時(shí)浸潤線監(jiān)測指標(biāo)的預(yù)警及響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

其中，滲流驗(yàn)算的計(jì)算方法如下所示： 滲流分析的基本方程為：

式中，[K]為透水系數(shù)矩陣；{H}為總水頭向量；[M]為單元儲(chǔ)水量矩陣；{Q}為流量向量；t為時(shí)間。

對于等別不高的尾礦庫，還可以依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)尾礦壩浸潤線高度的預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行預(yù)警。

2．防洪能力的預(yù)警方法

防洪能力的預(yù)警是避免汛期發(fā)生尾礦庫漫頂潰壩事故的最有效方法。通過調(diào)洪驗(yàn)算得到當(dāng)前庫水位下，設(shè)計(jì)最高洪水位下尾礦庫需要的調(diào)洪水深，即可以掌握當(dāng)前干灘長度是否滿足調(diào)洪水深的要求。

3．壩體位移的預(yù)警方法

通過尾礦壩當(dāng)前運(yùn)行現(xiàn)狀的有限元強(qiáng)度折減法壩坡穩(wěn)定性分析，可以近似得到發(fā)生極限滑動(dòng)情況時(shí)，壩體一定深度及表面的變形情況，并結(jié)合尾礦壩位移監(jiān)測趨勢及變形率的定性判斷，可以準(zhǔn)確把握尾礦庫因受力情況發(fā)生位移趨勢及變化速率，從而及時(shí)預(yù)警并采取響應(yīng)措施，疏散下游群眾，并采取積極措施加固壩坡，避免因壩坡失穩(wěn)發(fā)生潰壩的嚴(yán)重危害。

其中，強(qiáng)度折減法計(jì)算壩體位移量的計(jì)算方法如下所示：

圖7 壩坡有限元網(wǎng)格示意圖

圖7為一壩坡的有限元網(wǎng)格示意圖，假定A點(diǎn)為某一單元的一個(gè)高斯點(diǎn)，以下關(guān)于點(diǎn)的應(yīng)力分析均以A點(diǎn)為例。設(shè)尾礦的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為c和?，則土的抗剪強(qiáng)度為：

假設(shè)尾礦的抗剪強(qiáng)度以某一折減系數(shù)F按下式進(jìn)行折減：

當(dāng)折減系數(shù)較小時(shí)，尾礦的抗剪強(qiáng)度較高，整個(gè)壩坡基本處于彈性狀態(tài)。然后逐漸增加折減系數(shù)，則尾礦的抗剪強(qiáng)度逐漸降低，壩坡中處于彈性的范圍會(huì)相應(yīng)減少。如對于A點(diǎn)，當(dāng)折減系數(shù)增加到某一較大的值時(shí)，會(huì)不再處于彈性狀態(tài)，其摩爾－庫侖強(qiáng)度包線會(huì)下移至與應(yīng)力摩爾圓相交。

當(dāng)折減系數(shù)繼續(xù)增加，尾礦的抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步減小，壩坡的塑性區(qū)會(huì)進(jìn)一步增大；當(dāng)折減系數(shù)增加到某一數(shù)值時(shí)，塑性區(qū)形成連通的區(qū)域，尾礦沿該剪切面發(fā)生不收斂的塑性剪切變形。此時(shí)認(rèn)為壩坡發(fā)生破壞，強(qiáng)度折減系數(shù)即認(rèn)為是壩坡的整體安全系數(shù)；滑裂面的位置可根據(jù)位移增量等值線或最大剪應(yīng)變增量等值線的疏密來確定，也可根據(jù)破壞區(qū)域的范圍來判斷。

基于剛體極限平衡理論的壩坡穩(wěn)定分析方法已相當(dāng)成熟且廣泛應(yīng)用于尾礦壩在內(nèi)的邊坡穩(wěn)定分析中。然而，該法在處理荷載條件和邊界條件復(fù)雜的邊坡時(shí)常遇到困難。基于強(qiáng)度折減的有限元法，能夠處理復(fù)雜荷載和邊界條件，算法先進(jìn)，可以更為準(zhǔn)確地分析尾礦壩的壩坡穩(wěn)定性，為尾礦庫安全監(jiān)測位移指標(biāo)的預(yù)警提供依據(jù)。

4．注重與日常巡檢工作結(jié)合

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)施，可以使管理者在主控制室內(nèi)能夠及時(shí)把握尾礦庫的最新動(dòng)態(tài)和監(jiān)測指標(biāo)信息，但是，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)不能完全代替尾礦庫日常巡檢工作，應(yīng)與日常巡檢結(jié)合，通過監(jiān)測指標(biāo)和日常巡檢結(jié)合的比對，能夠更為科學(xué)的掌握尾礦庫的安全狀況和運(yùn)行特點(diǎn)。

四、產(chǎn)品映射

1．孔壓傳感器的技術(shù)要求

1）準(zhǔn)確度高，靈敏度高，穩(wěn)定性好，體積小，重量輕，直接頻率輸出，激勵(lì)電路封裝在水密殼體內(nèi)。2）測量范圍：0.1、0.2、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0、MPa（對應(yīng)于10-1000m水深）。

3）準(zhǔn)確度：±0.5%FS。

4）可直接用于江河、湖泊、海水的深度和液體壓力的測量，也可用作剖面系統(tǒng)的深度傳感器。

2．GPS設(shè)備的技術(shù)要求

1）GPS接收機(jī)及其配套設(shè)備，要求包括從數(shù)據(jù)采集、集中傳輸、解算處理、顯示和記錄及避雷和防盜等安全保護(hù)設(shè)施的全部設(shè)備。

2）精度要求，水平：3mm+0.5ppm ,垂直：5mm+0.5ppm；上述精度指標(biāo)要求有國家光電檢測中心等權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測結(jié)果，并具有權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的證書。

3）解算軟件上有各個(gè)GPS接收機(jī)的獨(dú)立監(jiān)控模塊，通過解算軟件，可以在計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)顯示具有上述精度的各個(gè)GPS接收機(jī)的坐標(biāo)和位移量，并能夠?qū)崟r(shí)記錄在文本文件中。

4）GPS接收機(jī)天線為軛流圈天線。5）具有避雷設(shè)施及其它安全保護(hù)措施。

五、標(biāo)準(zhǔn)支持

在尾礦庫安全領(lǐng)域，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要參照《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006-2005）。該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)定包括以下內(nèi)容：

1．4級(jí)以上尾礦壩應(yīng)設(shè)置壩體位移和壩體浸潤線觀測設(shè)施。必要時(shí)還宜設(shè)置孔隙水壓力、滲透水量及其渾濁度的觀測設(shè)施。

2．做好日常巡檢和定期觀測，并進(jìn)行及時(shí)、全面的記錄。發(fā)現(xiàn)安全隱患時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理并向企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告。

3．尾礦庫運(yùn)行期間應(yīng)加強(qiáng)浸潤線觀測，注意壩體浸潤線埋深及其出逸點(diǎn)的變化情況和分布狀態(tài)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制。

4．尾礦庫灘頂高程的檢測，應(yīng)沿壩（攤）頂方向布置測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)測，其測量誤差應(yīng)小于20mm。當(dāng)灘頂一端高一端低時(shí)，應(yīng)在低標(biāo)高段選較低處檢測1～3個(gè)點(diǎn)；當(dāng)灘頂高低相同時(shí)，應(yīng)選較低處不少于3個(gè)點(diǎn)；其他情況，每100m壩長選 較低處檢測1～2點(diǎn)，但總數(shù)不少于3個(gè)點(diǎn)。

5．根據(jù)尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為危庫、險(xiǎn)庫、病庫、正常庫四個(gè)等級(jí)。除正常庫外，前三類從文字上看，只是程度有所不同。尾礦庫安全度定義緊緊依靠尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中設(shè)定的監(jiān)測指標(biāo)來評(píng)判。

例如，危庫是指安全沒有保障，隨時(shí)可能發(fā)生垮壩事故的尾礦庫，危庫必須停止生產(chǎn)并采取應(yīng)急措施，危庫定義見圖8。

圖8 尾礦庫安全度中危庫的定義 尾礦庫安全度中同時(shí)滿足圖9四個(gè)工況的尾礦庫為正常庫。

圖9 尾礦庫安全度中正常庫的定義

綜上所述，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠緊扣我國現(xiàn)行尾礦庫安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有較大的實(shí)用意義和價(jià)值。

六、標(biāo)準(zhǔn)化程度

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的浸潤線、庫水位、灘面標(biāo)高、壩體位移、視頻圖像，均能夠?yàn)槲驳V庫日常安全管理及尾礦庫安全運(yùn)行服務(wù)。我國尾礦庫中85%以上為上游式尾礦壩筑壩，該系統(tǒng)對于上游式筑壩的尾礦庫具有良好的應(yīng)用前景，今后監(jiān)測系統(tǒng)若能與不同等別尾礦庫相結(jié)合，上升到安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以全面提高我國尾礦庫安全管理水平，減少我國尾礦庫事故發(fā)生的數(shù)量，保障尾礦庫庫區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)、環(huán)境安全及社會(huì)穩(wěn)定，為構(gòu)建和諧社會(huì)服務(wù)。

七、效果分析

當(dāng)前，我國安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻，工礦商貿(mào)領(lǐng)域安全生產(chǎn)重特大事故時(shí)有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起全社會(huì)的高度重視。在《國務(wù)院關(guān) 于實(shí)施國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案的決定》（國發(fā)〔2005〕11號(hào)）中明確要求 “科技部、教育部、中科院、社科院、工程院、中國科協(xié)等有關(guān)部門和科研教學(xué)單位，要積極開展公共安全領(lǐng)域的科學(xué)研究；加大公共安全檢測、預(yù)測、預(yù)警、預(yù)防和應(yīng)急處置技術(shù)研發(fā)的投入，不斷改進(jìn)技術(shù)裝備，建立健全應(yīng)急平臺(tái)，提高我國公共安全科技水平”。在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中把“公共安全”問題列入了國家科技發(fā)展的“重點(diǎn)領(lǐng)域”，要重點(diǎn)研究開發(fā)地震、臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪水、地質(zhì)災(zāi)害等監(jiān)測、預(yù)警和應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)，森林火災(zāi)、潰壩、決堤險(xiǎn)情等重大災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警技術(shù)以及重大自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)分析評(píng)估技術(shù)。同時(shí)，2007年國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國家發(fā)展改革委、國土資源部、國家環(huán)保總局聯(lián)合組織了全國范圍的尾礦庫專項(xiàng)整治行動(dòng)，使得尾礦庫的安全運(yùn)行和管理已引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。

近年來，我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，每年以10%左右的速度遞增，在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的帶動(dòng)下，鋼鐵、有色金屬和水泥等主要原材料工業(yè)擴(kuò)張迅速，隨著金屬非金屬礦山采選業(yè)的迅速發(fā)展，尾礦庫的安全生產(chǎn)和環(huán)境安全等問題日益顯現(xiàn)，特別需要指出的是，我國尾礦庫下游大都為人口密集區(qū)、城鎮(zhèn)或大型工廠企業(yè)，因此，尾礦庫的安全備受關(guān)注。如何針對我國尾礦庫分布特點(diǎn)和現(xiàn)狀，提高尾礦庫安全管理水平，是擺在全社會(huì)的一個(gè)重要問題。金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的逐步實(shí)施和推廣，可以大幅度提高我國對于尾礦庫潰壩災(zāi)害機(jī)理的認(rèn)識(shí)水平，全面提升尾礦庫安全監(jiān)管和日常管理水平，增強(qiáng)企業(yè)、社會(huì)、政府對于尾礦庫災(zāi)害的預(yù)警響應(yīng)能力，建立更便于尾礦庫運(yùn)行期安全管理和風(fēng)險(xiǎn)控制的潰壩風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)判方法。特別需要指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)將具有廣泛的市場前景和重要的應(yīng)用價(jià)值。

第三篇：尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)考察總結(jié)報(bào)告

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)考察總結(jié)報(bào)告

摘要

通過此次山西各地尾礦庫的實(shí)地考察我們了解了現(xiàn)實(shí)中尾礦庫的具體內(nèi)容，其中安全監(jiān)測（又稱在線監(jiān)測）設(shè)備在尾礦庫當(dāng)中的應(yīng)用是考察的重點(diǎn)，此次考察我們一共考察了9個(gè)尾礦庫，其中尖山尾礦庫是山西省第一個(gè)引進(jìn)成套安全監(jiān)測設(shè)備的礦業(yè)單位，同時(shí)據(jù)我們了解它也是山西省目前在安全監(jiān)測方面最具權(quán)威的單位，在壩體浸潤線、壩體水平（沉降）位移、灘頂高程以及庫水位等方面的監(jiān)測已經(jīng)相當(dāng)純熟，因此以尖山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)為例來簡述尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的具體內(nèi)容。

正文

一、尖山尾礦庫概況

尖山鐵礦是國家大型黑色冶金礦山企業(yè),是太鋼集團(tuán)重要的鐵精粉原料生產(chǎn)基地,年產(chǎn)鐵精粉320多萬t。其城東溝尾礦庫距選礦廠5 km,筑壩方式為上游式,采用水力旋流器筑壩工藝同分散放礦相結(jié)合的方法堆筑子壩平臺(tái)。初期壩設(shè)在溝口,初期壩地面標(biāo)高1 276 m,初期壩壩頂標(biāo)高1 305 m,壩高29 m。尾礦庫按原設(shè)計(jì)選礦廠年處理原礦400萬t,尾礦產(chǎn)率60%,尾礦最終堆積標(biāo)高1 400 m,最大壩高124 m,總庫容9 427萬m3。按原處理量尾礦庫可使用51 年。目前尾礦堆積標(biāo)高1 354 m,尾礦壩壩高已達(dá)78.0 m,從1 354 m到最終堆積標(biāo)高1 400 m尚有庫容6 427萬m3,按年處理原礦1 100萬t,最終堆積標(biāo)高提高到1 410 m,尚可使用15 年，屬于三等尾礦庫。整體布局見下圖。

圖1.1 尾礦庫遠(yuǎn)景

圖1.2

尾礦庫遠(yuǎn)景2

圖1.3

尾礦庫主壩

圖1.4

尾礦庫主壩2

圖1.5

施工建設(shè)中的后期壩

圖1.6

尾礦庫干灘

圖1.7

尾礦庫干灘2

二、尾礦庫安全監(jiān)測概況

尖山鐵礦是山西省首家投用尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)礦山企業(yè)，系統(tǒng)于2009年7月30號(hào)全部建設(shè)完成并投入使用，由北京礦咨信礦業(yè)技術(shù)研究有限公司設(shè)計(jì)和承建，主要監(jiān)測：壩體浸潤線埋深、壩體水平（沉降）位移、灘頂高程、干灘特征點(diǎn)高程、庫區(qū)水位、降雨量，通過對比分析，得出警告、預(yù)警和報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)尾礦庫的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

下面按照各個(gè)測量量的相關(guān)方面進(jìn)行闡述：

1、壩體浸潤線埋深————滲壓管深埋測量

尖山尾礦庫浸潤線監(jiān)測是：浸潤線觀測點(diǎn)按平行壩軸線間距120 m，垂直壩軸線間距100 m布置，總共有39個(gè)浸潤線觀測點(diǎn)。現(xiàn)狀條件下，浸潤線觀測點(diǎn)：1320 m子壩3個(gè)，1340 m子壩7個(gè)。并采用進(jìn)口滲壓計(jì)檢測，浸潤線埋深控制：最小埋深6m(埋深普遍在15．5—30米)。浸潤線檢測：浸潤線水位測餐的精度不大于15 mm。

據(jù)了解滲壓管本身很長，它的前端兩米不透水，以此為線以上部分為透水層，通過人工鉆孔讓壩體內(nèi)的地下水流過，流過時(shí)水面的高度平面便形成了所謂壩體一側(cè)的浸潤線，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測浸潤線的位置（高度）數(shù)據(jù)從而有效保證尾礦庫安全。值得一提的是，尖山尾礦庫對不同時(shí)期的后期壩浸潤線測量有所區(qū)別，前期主要采取圖2.1的堅(jiān)固模型，而隨著后期堆積的不斷拔高，浸潤線測量則采取了聯(lián)合水位監(jiān)測儀的方法，如圖2.2所示。

圖2.1 前幾期尾礦庫浸潤線監(jiān)測點(diǎn)

圖2.2

后幾期尾礦庫浸潤線監(jiān)測點(diǎn)

2、庫水位以及干灘長度監(jiān)測————溢洪塔底端帶有浮子式水位計(jì)

前面提過尖山尾礦庫分為主壩和子壩，排洪系統(tǒng)使用塔洞方案，溢洪塔為框架式結(jié)構(gòu)，有4個(gè)溢洪塔。l#，2#,3#溢洪洞已經(jīng)封堵埋沒，現(xiàn)在只啟用4#溢洪塔。其中庫水位的監(jiān)測主要在4個(gè)溢洪塔那邊，在溢洪塔底端帶有浮子式水位計(jì)以及監(jiān)控設(shè)備，如圖3.2所示據(jù)了解溢洪塔測量干灘長度主要是根據(jù)干灘長度可以通過沉積灘頂與庫水位高差、尾礦庫的實(shí)際運(yùn)行坡度計(jì)算獲得，通過設(shè)置安全長度對壩體安全進(jìn)行預(yù)警。

庫水位檢測采用防感應(yīng)雷擊能力較強(qiáng)的遙測水位計(jì)。該水位計(jì)是一種浮子傳感器型水位計(jì)。

圖3.1

4號(hào)溢洪塔銘牌

圖3.2

溢洪塔底端（帶有浮子式水位計(jì)）

圖3.3

溢洪塔遠(yuǎn)景

3、壩體水平（沉降）位移————GPS定位監(jiān)測

尖山尾礦庫可以說走在了全省壩體位移監(jiān)測的最前列，率先安裝了全套GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)，由于GPS具有精度高、操作性強(qiáng)和易于管理等優(yōu)點(diǎn)，通過尾礦庫監(jiān)測管理系統(tǒng)可以輕松的做到實(shí)時(shí)監(jiān)測壩體位移將數(shù)據(jù)反饋到管理者界面上。

尾礦庫沒置了位移觀測設(shè)施，位移觀測點(diǎn)按平行壩軸線問距120 m、垂直壩軸線間距100 m布置，初期壩和尾礦壩共布置39個(gè)位移標(biāo)點(diǎn)。目前子壩1356 1111標(biāo)高以下，壩體表面位移標(biāo)點(diǎn)：初期壩2個(gè)，1320 m子壩3個(gè)，1340 m子壩7個(gè)；壩體表面形變檢測采用GPS位移檢測的方式。

尖山尾礦庫壩體形變監(jiān)測系統(tǒng)，其包括：監(jiān)測站，包括監(jiān)測站ＧＰＳ天線和監(jiān)測站ＧＰＳ接收機(jī)以及監(jiān)測站通訊模塊；基準(zhǔn)站，包括基準(zhǔn)站ＧＰＳ天線和基準(zhǔn)站ＧＰＳ接收機(jī)以及基準(zhǔn)站通訊模塊；以及數(shù)據(jù)控制模塊，連接于監(jiān)測站和基準(zhǔn)站，用于處理來自于監(jiān)測站和基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，并對監(jiān)測站和基準(zhǔn)站進(jìn)行控制。

如圖4.1所示，GPS監(jiān)測點(diǎn)上面安有4個(gè)接收天線，用于接收GPS信號(hào)從而得到壩體位移信息。不過美中不足的是購買成套的GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)成本過高，對于項(xiàng)目的研究不是很合適，但是在壩體位移監(jiān)測方面也為我們提供了一個(gè)很好的借鑒。

圖4.1

GPS監(jiān)測點(diǎn)

圖4.2

GPS監(jiān)測點(diǎn)遠(yuǎn)景

4、灘頂高程測量————干灘設(shè)置標(biāo)桿測量

尖山尾礦庫干灘自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)，是在尾礦庫干灘上設(shè)置多個(gè)剖面，每個(gè)剖面設(shè)兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，在上述監(jiān)測點(diǎn)處設(shè)置干灘高程監(jiān)測儀，測量該監(jiān)測點(diǎn)處的高灘高程數(shù)據(jù)，通過無線傳輸方式傳送至數(shù)據(jù)采集設(shè)備；上述數(shù)據(jù)采集設(shè)備所匯集的高灘高程數(shù)據(jù)，傳送至控制中心計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)內(nèi)的專用軟件根據(jù)每一個(gè)剖面的灘頂和灘內(nèi)兩處高程數(shù)據(jù)，結(jié)合庫區(qū)水位數(shù)據(jù)，解算庫區(qū)的安全高差和調(diào)洪高差是否處于尾礦安全生產(chǎn)規(guī)范所要求的安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，并根據(jù)解算結(jié)果自動(dòng)發(fā)出相關(guān)預(yù)警信息。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了尾礦庫干灘數(shù)據(jù)在各種惡劣條件下的自動(dòng)化采集，真正實(shí)現(xiàn)了尾礦庫干灘數(shù)據(jù)、安全高差、調(diào)洪高差在各種條件下的實(shí)時(shí)監(jiān)測，具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

如圖5.1所示，干灘中等間距設(shè)置了10個(gè)測量標(biāo)桿，仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)在標(biāo)桿頂端有一個(gè)類似于突起的裝置，據(jù)了解是小型太陽能裝置，能夠?yàn)闃?biāo)桿的傳感器進(jìn)行供電，從而合理的利用資源，而且這種灘頂高程的測量方法還能夠達(dá)到很高的標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足尾礦庫的精度要求。

圖5.1

灘頂高程測量標(biāo)桿

圖5.2

測量標(biāo)桿遠(yuǎn)景

5、太陽能供電裝置

尖山尾礦庫在環(huán)保節(jié)能方面也走在了前面，在壩體的一側(cè)設(shè)置了專門的太陽能供電模塊，稱為“采集室”，如圖所示，房頂安裝有一塊太陽能板，據(jù)了解在陽光充足的情況下可以對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)供電，不但節(jié)省成本，也能避免造成過多的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。

圖6.1 太陽能供電模塊

圖6.2

太陽能采集室

6、視頻監(jiān)控設(shè)施

尖山尾礦庫在主要6個(gè)地點(diǎn)設(shè)置了視頻監(jiān)控點(diǎn)，通過安全監(jiān)測系統(tǒng)對如干灘、尾礦壩大院、初期壩等尾礦壩關(guān)鍵地段進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控，實(shí)時(shí)的掌握大壩基本情況，對于任何可能的突發(fā)狀況做出快速有效地處理，更好的提高大壩監(jiān)測的安全系數(shù)。

圖7.1 監(jiān)控室視頻監(jiān)控界面

7、監(jiān)控室尾礦庫管理系統(tǒng)概況

尖山鐵礦尾礦庫安裝了成套在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，其中也包括工程師在監(jiān)控室中完成實(shí)時(shí)監(jiān)控的管理系統(tǒng)，如圖所示是我們拍到的尾礦庫管理系統(tǒng)的界面和主要功能以及相關(guān)數(shù)據(jù)，在監(jiān)測過程中用戶可以通過設(shè)置一定的數(shù)值上限作為報(bào)警臨界值，若超過此值則報(bào)警，管理者可以很輕松的完成對大監(jiān)測的各方面進(jìn)行實(shí)時(shí)管理，同時(shí)系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì)更方便人們來管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并作出相關(guān)措施，這是監(jiān)測過程核心的部分。

圖8.1

系統(tǒng)模擬尾礦庫畫面（紅色標(biāo)記干灘監(jiān)測點(diǎn)位置）

圖8.2

GPS觀測點(diǎn)分布

圖8.3

浸潤線觀測點(diǎn)分布

圖8.4

實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)界面

圖8.5

沉降位移監(jiān)測界面

結(jié)合了解到的尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的信息可以看出了解到現(xiàn)在可行的在線監(jiān)測系統(tǒng)公認(rèn)的設(shè)計(jì)要求，如下所示：

(1)浸潤線觀測孔和壩體表面位移標(biāo)點(diǎn)要按照尾礦庫設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)布設(shè)，另外還要考慮尾礦庫后續(xù)27個(gè)浸潤線觀測孔和27個(gè)壩體表面位移標(biāo)點(diǎn)的擴(kuò)展性和部分?jǐn)?shù)據(jù)線的預(yù)先鋪設(shè)。數(shù)據(jù)傳輸用光纜從尾礦庫傳至礦調(diào)度中心。

(2)壩體表面形變檢測：采用GPS位移檢測的方式，檢測精度不大子2 mm。

(3)防洪高差檢測：防洪高差的檢測是通過液位計(jì)檢測處理得到的，精度為≤±0．1 m。(4)庫水位檢測：庫水位測量的精度不大于15mm。

(5)干灘長度檢測：干灘長度的檢測是通過數(shù)據(jù)處理得到的，精度為≤±10 m。由于尖山鐵礦在實(shí)際運(yùn)行過程中干灘長度近l km，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)420 m的干灘長度要求，所以對干灘長度檢測精度要求較低。

三、收獲與不足

此次考察尾礦庫之行可以說收獲頗豐，相對于泛泛的在實(shí)驗(yàn)室查資料憑空想象，實(shí)地的考察則顯得更加直觀明了，現(xiàn)實(shí)中跟自己腦子里面想的有很大區(qū)別，也讓自己對尾礦壩有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，更加重要的是通過現(xiàn)場調(diào)研我們也真正了解了實(shí)際的尾礦庫安全監(jiān)測是什么樣子、具體用什么方法、采用何種設(shè)備以及實(shí)際操作狀況等信息，同時(shí)在監(jiān)控室里也親身體驗(yàn)了在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)操作下各種監(jiān)測如何協(xié)調(diào)等方面的解決，通過考察真正對尾礦壩安全監(jiān)測、對咱們的項(xiàng)目規(guī)劃有了全新的認(rèn)識(shí)。

不過美中不足的是由于實(shí)際安裝了安全監(jiān)測系統(tǒng)的尾礦庫是集體采購的一整套在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，因此對于具體到每個(gè)器件甚至傳感器單元的具體信息以及參數(shù)等詳細(xì)信息生產(chǎn)廠家并沒有提供，我們也就無法得到具體到節(jié)點(diǎn)的有效信息，只能得知一些合作公司的簡單信息，具體細(xì)節(jié)并不是很詳細(xì)，但是通過此次考察我們還是學(xué)到了很多東西，尤其是了解到很多有用的信息，對后面的項(xiàng)目進(jìn)程都有很大幫助。

四、安全監(jiān)測系統(tǒng)的可行性方案

綜合所考察的9個(gè)尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的實(shí)際情況可以看出，在監(jiān)測對象方面可以大體分為浸潤線、庫水位、干灘長度、干灘標(biāo)程，壩體位移，降雨量、視頻監(jiān)控等幾個(gè)方面來監(jiān)測，通過客戶端與服務(wù)器連接從而實(shí)時(shí)的反映出各個(gè)檢測量的情況，并通過網(wǎng)絡(luò)向上級(jí)機(jī)關(guān)進(jìn)行匯報(bào)，大大加強(qiáng)了尾礦庫的安全系數(shù)。對于安全監(jiān)測的幾個(gè)方面，結(jié)合我們自己的想法，我想提出自己的可行性方案如下：

1.浸潤線監(jiān)測：所有考察的尾礦庫都是采用深埋滲壓管來實(shí)現(xiàn)，通過中間透水部分流過的水面高度來監(jiān)測浸潤線，一般埋深為15.5到30米，在滲壓管中安裝類似于浮子式水位計(jì)的壓力傳感器，根據(jù)水的壓強(qiáng)變化來監(jiān)測，同時(shí)還可監(jiān)測滲流量，這個(gè)方法是現(xiàn)在比較成熟的。傳感器方面建議采取振弦式滲壓計(jì)安裝在滲壓管中，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測浸潤線和滲流量等參數(shù)。

2.壩體位移監(jiān)測：同樣的所有尾礦庫都是采用GPS監(jiān)測位移，包括水平位移和沉降位移，這也是一個(gè)核心的部分，一套完整的在線監(jiān)測系統(tǒng)最重要也是最昂貴的就是GPS位移監(jiān)測模塊，只是價(jià)格上來說比較昂貴，我曾經(jīng)考慮過用激光原理來監(jiān)測位移，但是由于激光的直線性傳輸使得它很難對位移的細(xì)微變化準(zhǔn)確監(jiān)測，而且激光本身也需要耗費(fèi)大量時(shí)間且技術(shù)并不成熟，因此這個(gè)方法行不通。綜合考慮還是應(yīng)該選用GPS監(jiān)測系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)位移監(jiān)測，不過我們想所拍到的只是GPS的接收裝置，另外在監(jiān)控室旁邊設(shè)有GPS基站，以此為基準(zhǔn)進(jìn)行測量，因此我們可以做的應(yīng)該是接收裝置以及后期的無線組網(wǎng)這些工作，具體用到的高精度傳感器需要另行購買。3.干灘長度、庫水位：前面已經(jīng)提到干灘長度和庫水位都是通過安裝在溢洪塔上面的水位計(jì)來實(shí)現(xiàn)的，區(qū)別在于庫水位是直接測量得到，而干灘長度則是通過庫水位和干灘長度成反比的關(guān)系，同時(shí)結(jié)合具體的幾何關(guān)系相似三角形計(jì)算得出的因此二者可以合二為一，庫水位監(jiān)測有多種選擇，常見的是浮子式，另外還有超聲波等，值得一提的是干灘高程的監(jiān)測就是在標(biāo)桿上端安裝超聲波傳感器，通過兩點(diǎn)間干灘的高度差經(jīng)計(jì)算便可得出干灘長度，因此才會(huì)劃分成干灘長度和干灘高程兩個(gè)測量參數(shù)。4.視頻監(jiān)控：我想這個(gè)應(yīng)該是最簡單的，現(xiàn)在的視頻監(jiān)控技術(shù)越來越成熟，應(yīng)用也很廣泛，只需要選好幾個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，一般為6到9個(gè)點(diǎn)，然后安裝攝像頭最后組網(wǎng)即可，而且我們的現(xiàn)實(shí)條件也允許我們自行制作視頻監(jiān)控設(shè)備，十分方便。另外在龍華尾礦庫我們還發(fā)現(xiàn)除了攝像頭他們還加裝了夜視儀，也算是一個(gè)創(chuàng)新了。

5.系統(tǒng)界面：需要作為補(bǔ)充的是，我們所考察的9個(gè)尾礦庫中監(jiān)控室里面除了實(shí)時(shí)傳送的視頻監(jiān)控圖像外，還有為了方便監(jiān)控的管理員系統(tǒng)，正如上面舉例的尖山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)界面一樣，不同公司做的系統(tǒng)有所不同，但基本功能都差不多，我想到后期我們也需要做出這樣的一個(gè)系統(tǒng)軟件，方便用戶對實(shí)時(shí)了解尾礦庫現(xiàn)狀并進(jìn)行管理，使用起來能夠方便快捷。

第四篇：尾礦庫實(shí)時(shí)在線安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)方案及說明

尾礦庫安全監(jiān)測概述

1.1安全監(jiān)測指標(biāo)選擇

尾礦庫內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，水位相對比較穩(wěn)定；同時(shí)，從尾礦壩壩頂排放尾礦時(shí)，礦漿向庫內(nèi)流淌的過程中，礦漿水不斷向下滲透；此外，汛期大量降雨。這些因素在尾礦壩體內(nèi)形成一個(gè)龐大滲流場。再者，尾礦沉積體屬非均值體，排礦部位又需要經(jīng)常調(diào)換；壩體又在不斷增高；況且在尾礦庫整個(gè)服務(wù)期間內(nèi)，礦源及選礦流程有可能改變，尾礦性能自然也會(huì)變化。這就是尾礦壩滲流場異常復(fù)雜的原因。浸潤線即滲流流網(wǎng)的自由水面線，是尾礦壩安全的生命線，浸潤線的高度直接關(guān)系到壩體穩(wěn)定及安全性狀，因此，對于浸潤線位置的監(jiān)測是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。

尾礦庫內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，庫水位監(jiān)測的目的是根據(jù)其水位的高低可判斷該庫防洪能力是否滿足安全要求。具體地說：一個(gè)完善的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)文本中會(huì)給出防洪所需的調(diào)洪水深，并要求在設(shè)計(jì)洪水位（即最高洪水位）時(shí)，要同時(shí)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的最小安全超高和最小安全干灘長度的要求。因此，對于庫水位位置的把握可以直接防止尾礦庫在汛期避免洪水漫頂潰壩事故的發(fā)生，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)在汛期來臨之前，直觀地了解和掌握庫水位是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的汛前限制水位。由此可見，庫水位的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測也是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內(nèi)容之一。

尾礦庫發(fā)生潰壩災(zāi)害，壩體位移是災(zāi)害演化過程的直觀反應(yīng)指標(biāo)，因此對于壩體下游坡變形的掌握，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)尾礦壩變形率和發(fā)展速度，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)進(jìn)行科學(xué)的應(yīng)急決策，并及時(shí)采取應(yīng)急對策措施，從而避免災(zāi)害的發(fā)生或者減少災(zāi)害發(fā)生造成的危害。

在定量評(píng)價(jià)尾礦庫的防洪能力時(shí)，需要測定灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，當(dāng)前的檢測方法較難準(zhǔn)確并快速測定這兩個(gè)指標(biāo)，問題在于水邊線的界線很不明顯，該處又無法進(jìn)人，通常只能目測。據(jù)此推算出來的總干灘長度和調(diào)洪干灘長度自然也是極不可信的。因此，在尾礦庫安全自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)中，應(yīng)增加快速并簡捷的標(biāo)高測定方法。因此，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，是尾礦庫安全監(jiān)測需要測定的指標(biāo)。

此外，在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運(yùn)行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫運(yùn)行狀況的需要。綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)包括：浸潤線；庫水位；灘面標(biāo)高；壩體位移；視頻圖像。

尾礦庫安全監(jiān)測

安全監(jiān)測系統(tǒng)概述

系統(tǒng)顯著特點(diǎn)：

準(zhǔn)穩(wěn)、低功耗、防雷、安裝快捷、數(shù)據(jù)無線傳輸、太陽能供電

1.1.1 浸潤線監(jiān)測

一般選擇尾礦庫壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測剖面。大型尾礦庫在一些薄壩段也應(yīng)設(shè)有監(jiān)測剖面。每個(gè)監(jiān)測剖面應(yīng)至少設(shè)置5個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料中壩體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測點(diǎn)。尾礦壩壩坡浸潤線監(jiān)測儀器分兩類。一類埋設(shè)測壓管，人工現(xiàn)場實(shí)測；另一類是埋設(shè)特制傳感器，進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)觀測。

浸潤線監(jiān)測儀器埋設(shè)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006－2005）中規(guī)定的計(jì)算工況所得到的壩體浸潤線位置來埋設(shè)。在作壩體抗滑穩(wěn)定分析時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定浸潤線須按正常運(yùn)行和洪水運(yùn)行兩種工況分別給出。設(shè)計(jì)時(shí)所給出的浸潤線位置應(yīng)是監(jiān)測儀器埋設(shè)深度的最重要的依據(jù)。

1.1.2 庫水位監(jiān)測

一般在庫內(nèi)排水構(gòu)筑物上設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測儀，將所測信號(hào)傳給室內(nèi)接收機(jī)處理得到庫水位。既準(zhǔn)確，又適時(shí)。需要指出的是，庫內(nèi)排水構(gòu)筑物一般位于尾礦庫內(nèi)，排水構(gòu)筑物周邊為尾礦澄清水，因此需要在監(jiān)測系統(tǒng)布置前，針對特定尾礦庫的實(shí)際情況，靈活選擇施工方案。

1.1.3 干灘標(biāo)高監(jiān)測

干灘標(biāo)高的測量不同于其它點(diǎn)標(biāo)高的測量，這是由尾礦壩自身的運(yùn)行特點(diǎn)決定的，隨著尾礦壩的不斷填筑加高，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高是兩個(gè)動(dòng)態(tài)變化的指標(biāo)，因此，不能在某一位置架設(shè)堅(jiān)固的不能移動(dòng)的標(biāo)高監(jiān)測設(shè)備。

1.1.4 壩體位移監(jiān)測

正是由于過去對尾礦壩壩體位移監(jiān)測認(rèn)識(shí)不足，尾礦壩位移監(jiān)測手段不多。壩體變形計(jì)算至今尚未納入設(shè)計(jì)規(guī)范。對于較大的尾礦壩，設(shè)計(jì)僅在壩體表面設(shè)置位移觀測樁。具體監(jiān)測手段主要有人工用經(jīng)緯儀監(jiān)測和GPS自動(dòng)監(jiān)測兩種。根據(jù)壩的長短至少選擇2～3個(gè)監(jiān)測剖面。一般在最大壩高處、地基地形地質(zhì)變化較大處均應(yīng)布置監(jiān)測剖面。

每個(gè)剖面上根據(jù)壩的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設(shè)置4～6個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。最下面一個(gè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在壩腳外5～10m范圍內(nèi)的地面上，以用于監(jiān)測尾礦壩發(fā)生整體滑動(dòng)的可能性。

1.1.5 視頻監(jiān)測

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運(yùn)行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視頻監(jiān)測設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫運(yùn)行狀況的需要。

我公司自主研發(fā)尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)，是國內(nèi)唯一通過國家權(quán)威專家認(rèn)證的成熟產(chǎn)品，誠招全國合作伙伴 *** http://zhonghaida.co.bokee.net

聯(lián)系人：徐女士，電話***本公司專業(yè)從事滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、礦山邊坡變形監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、尾礦壩安全在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、礦山采空區(qū)沉陷監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、水庫大壩安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、堤防渠道變形監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、深基坑及周邊影響區(qū)變形監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、大型橋梁健康監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、高層建筑及大型場館健康監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等設(shè)備的生產(chǎn)安裝調(diào)試。

第五篇：艾滋病監(jiān)測資料分析

2000-2009年威海市艾滋病監(jiān)測資料分析

張化江，張少君，徐莉，李繼釗

[摘要] 目的 分析山東省威海市艾滋病流行現(xiàn)狀與特征，為今后的防治工作提供依據(jù)。方法 對2000-2009年威海市不同人群艾滋病病毒(HIV)感染者資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果 HIV抗體陽性者117例，其中威海本地居民19例，外省流動(dòng)人口81例，遠(yuǎn)高于本地人口。艾滋病以性傳播途徑為主，占44.44％，其次為血液傳播占37.61％。結(jié)論 威海市艾滋病仍處于低流行水平，但諸多的感染HIV高危行為普遍存在，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)艾滋病的監(jiān)測和防病知識(shí)宣傳力度，開展以健康教育為主的行為干預(yù)，遏制艾滋病的流行和蔓延。[關(guān)鍵詞] 艾滋病；監(jiān)測；分析

Surveillance of AIDS in Weihai, 2000-2009 ———————————————————————————— 作者單位：威海市疾病預(yù)防控制中心(山東 威海 264200)

作者簡介：張化江（1972-），男，本科，主管技師，微生物檢驗(yàn)

ZHANG Hua-jiang, ZHANG Shao-jun, XU Li, LI Ji-zhao Weihai Municipal Center for Diseases Control and Prevention, Weihai 264200, Shandong Province, China.Abstract Objective To analyze the surveillance situation and epidemiological characteristics of HIV/AIDS in Weihai city to provide scientific basis for HIV/AIDS control and prevention.Methods Analyze the surveyed information of AIDS patients in Weihai city from 2000 to 2009.Results Totally 117 cases of HIV infection were reported.Among them, 19 cases were local residents, while 81 cases from migrants which was much higher.The spread of AIDS was mainly sexually transmitted, which accounted for 44.44%, and blood transmission accounted for 37.61%.Conclusion At present, AIDS in Weihai city is still at a low level of prevalence, yet many highly risky factors and behaviors widely exist.The efforts of disease monitoring and publicity on AIDS prevention should be strengthened, and it is important to carry out health education-based behavioral intervention in order to keep AIDS from spreading.Key words AIDS;detection;analysis.威海市疾病預(yù)防控制中心于2000年建立艾滋病篩查實(shí)驗(yàn)室，開展艾滋病病毒(HIV)抗體篩查檢測工作。自2000年起相繼在相關(guān)門診就診者、暗娼、吸毒者、羈押人員、自愿咨詢檢測者、孕產(chǎn)婦和術(shù)前檢查者等不同監(jiān)測對象中發(fā)現(xiàn)艾滋病病毒感染者117例。為掌握轄區(qū)不同人群感染狀況，了解艾滋病的流行現(xiàn)狀及特征，為制定防治策略提供依據(jù)，現(xiàn)將2000-2009年全市艾滋病病毒抗體檢測結(jié)果分析如下。

材料與方法

1.1 資料來源 威海市疾病預(yù)防控制中心歷年艾滋病檢測報(bào)表、哨點(diǎn)監(jiān)測資料和HIV感染者個(gè)案調(diào)查資料。

1.2 樣本來源 監(jiān)測哨點(diǎn)中性病門診就診者、暗娼、吸毒者、羈押人員、自愿咨詢檢測者以及各醫(yī)療機(jī)構(gòu)送檢的臨床可疑及住院或術(shù)前檢查人員、孕產(chǎn)婦以及其他無關(guān)聯(lián)檢測者等。

1.3 檢驗(yàn)方法 采集監(jiān)測對象的血液標(biāo)本，分離血清。按《全國艾滋病檢測技術(shù)規(guī)范》規(guī)定方法和程序檢測HIV抗體[1]。初篩試驗(yàn)使用ELISA雙抗原夾心法試劑(試劑為珠海麗珠公司、北京萬泰公司生產(chǎn))、日本富士明膠顆粒凝集法(PA)試劑；所有試劑均在有效期內(nèi)使用，嚴(yán)格按試劑盒說明書進(jìn)行操作和判斷結(jié)果。篩查陽性的血清標(biāo)本送山東省疾病預(yù)防控制中心艾滋病確認(rèn)實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)。2 結(jié)果

2.1 HIV感染人群特征 2000-2009年在不同監(jiān)測對象中共檢出HIV抗體陽性者117例，其中男性感染者82例，女性感染者35例。未婚39例，已婚有配偶60例，離異或喪偶5例，不詳13例。117例中，無業(yè)人員33例，商業(yè)服務(wù)8例，農(nóng)民和民工53例，船員和漁民9例，工人6例，干部職員5例，學(xué)生3例。117例HIV抗體陽性者中，威海市本地戶口的19例，本省其他地市5例，外省81例，外籍7例，不詳5例。威海市區(qū)(包括環(huán)翠區(qū)5例、榮成市10例、文登市2例、乳山市2例)19例，僅占感染者總數(shù)的16．24％；我市流動(dòng)人口HIV感染者93例，比例遠(yuǎn)高于本地人口，占感染者總數(shù)的79.48%（93/117）。

117名艾滋病病毒感染者的年齡分布比較集中。年齡最小的14歲，最大65歲，平均年齡33.0歲，主要分布在20～39歲組，其中14～19歲占2.56％(3/117)，20～29歲占38.46％(45/117)，30～39歲占39.32％(46/117)，40～49歲占15.38%（18/117），50～65歲占4.27％(5/117)。

2.2 感染途徑 通過流行病學(xué)調(diào)查，威海市艾滋病幾種傳播途徑并存，以性接觸、血液傳播為主，117例HIV抗體陽性者中，已知的以性傳播途徑占感染者總數(shù)的44.44％（其中異性性接觸46例，同性性接觸6例），血液傳播44例(靜脈注射吸毒28例，輸血／血制品2例，采供血14例)，占感染者總數(shù)的37.61％；另外，還有21例感染途徑不詳，尚未發(fā)現(xiàn)經(jīng)母嬰傳播的HIV感染者。

2.3 發(fā)現(xiàn)途徑 在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的117例HIV抗體陽性者中，被監(jiān)管人員18例,出入境體檢發(fā)現(xiàn)18例（其中中國籍11例，韓國籍4例，日本籍1例，俄羅斯籍1例，菲律賓籍1例）,在術(shù)前檢查者中檢出感染者17例,專題調(diào)查發(fā)現(xiàn)17例,在自愿咨詢檢測者中發(fā)現(xiàn)12例HIV感染者,被感染者配偶8例,無償獻(xiàn)血發(fā)現(xiàn)4例。

2.4 報(bào)告單位 117例中，64例由各級(jí)疾病預(yù)防控制中心報(bào)告；43例由省、市、縣(區(qū))醫(yī)院發(fā)現(xiàn)；5例由出入境檢驗(yàn)檢疫局發(fā)現(xiàn)；5例由血站報(bào)告。3 討論

資料分析結(jié)果表明，威海市HIV感染者的男女比例為2.34:1，與黑龍江省(2.3：1)接近[2]，高于江蘇淮安市(1.3：1)[3]、河南長葛市(1.6：1)[4]，低于深圳市(3.2：1)[5]、河北承德市(2.9：1)[6]；20～40歲的青壯年HIV感染者91例，占感染者總數(shù)的77.78%；高達(dá)93例的HIV感染者為流動(dòng)人口，占感染者總數(shù)的79.48%。

威海市屬于沿海地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，人口流動(dòng)較多。HIV感染者的遷移流動(dòng)在艾滋病傳播過程中起著非常重要的作用。而且流動(dòng)人口中多是青壯年，他們自我保護(hù)意識(shí)薄弱，缺乏對性病艾滋病相關(guān)知識(shí)的了解，他們會(huì)充當(dāng)重要的橋梁人群把HIV帶回家，傳播給他們的性伴和孩子，因此，加強(qiáng)流動(dòng)人口的有效管理，針對這個(gè)人群采取多樣化、易于接受的方式進(jìn)行宣傳干預(yù)，改變其高危行為，及時(shí)對其主動(dòng)監(jiān)測，是當(dāng)務(wù)之急。威海市艾滋病疫情尚處于低流行水平，但存在許多流行的危險(xiǎn)因素。威海市艾滋病的3種傳播途徑并存，但以性接觸和血液傳播為主。健康教育是預(yù)防艾滋病最有效的手段，避免艾滋病的最好辦法是通過教育，提高自我保護(hù)意識(shí)，改變行為方式。應(yīng)進(jìn)一步加大對社會(huì)大眾的健康宣傳，提高人群認(rèn)知水平，杜絕共用注射器吸毒、不安全性行為；同時(shí)，應(yīng)積極采取推廣使用安全套、開展母嬰阻斷等措施，預(yù)防和控制HIV感染在普通人群中的傳播蔓延。通過對HIV感染者發(fā)現(xiàn)途徑分析發(fā)現(xiàn)被監(jiān)管人員的HIV感染者檢出比較高，提示應(yīng)加大對監(jiān)管人員的監(jiān)測力度；出國勞務(wù)人員和來華外籍人員也是我們重點(diǎn)監(jiān)測的高危人群；健全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，將HIV抗體檢測納入臨床常規(guī)檢測是及早發(fā)現(xiàn)HIV感染者的重要途徑之一；隨著艾滋病實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)的建立健全，對艾滋病有目的的主動(dòng)監(jiān)測和自愿咨詢檢測在艾滋病防治工作起到了重要作用，增加自愿咨詢檢測服務(wù)的覆蓋面，以期盡早發(fā)現(xiàn)感染者，降低傳播風(fēng)險(xiǎn)。艾滋病的防治，不僅僅是衛(wèi)生問題，而是作為一個(gè)重要的社會(huì)問題，應(yīng)在政府的主導(dǎo)下，全面開展艾滋病防治工作。4參考文獻(xiàn)

[1] 中國疾病預(yù)防控制中心.全國艾滋病檢測技術(shù)規(guī)范(2009年修定版)[Z].2009.[2] 張婕，羅佳倫，王亮，等．黑龍江省1993～2004年HIV/AIDS流行狀況分析[J]．中國艾滋病性病，2005，11(4)：264-265．

[3] 吳麗萍，胡錦流．淮安高2000～2006年HIV/AIDS流行病學(xué)分析[J]．公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)，2007，18(4)：58．

[4] 馬改梅，張文平，尹文和，等．長葛市1997～2006年HIV/AIDS流行特征[J]．職業(yè)與健康，2007，23(19)：1718-1719． [5] 黃龍，鄭定容，楊慶旬．深圳市HIV/AIDS流行狀況分析[J]．中國熱帶醫(yī)學(xué)，2006，6(3)：419-420． [6] 王翠華，盧國際，季文波．承德市感染情況調(diào)查分析[J]．中國艾滋病性病，2007，13(4)：329.