尾矿库的安全监测方案

1. 尾矿库安全监测背景

尾矿库是非煤矿山安全生产的重要环节,也是该领域的重大危险源之一,作为具有高势能的人造泥石流危险源,一旦发生事故,将会给下游人民生命和财产安全造成巨大损失,给当地环境造成严重污染,给当地的经济发展和社会稳定带来严重的负面影响,因此,对尾矿库进行在线安全监测就显得尤为重要。

我国经过50多年发展,已成为世界矿业大国,目前全国已有非煤矿山13.4万座,其中金属矿山1.45万座,非金属矿山11.7万座,建有尾矿库6000多座,目前病库数量占尾矿库总数的5%左右。

2. 安全监测系统介绍

尾矿库在线安全监测系统根据尾矿库安全监测的要求,主要设置库区坝体位移监测管理系统、渗流监测管理系统、干滩监测管理系统、库水位雨量监测管理系统。每一个监测系统由监测仪器及自动化数据采集装置(内置通信装置、防雷设备)、附件(电缆、通信线路、电源线路)等组成,主要是把布设在尾矿库各结构物内各类监测仪器的数据按照特定的采集频率进行采集,从而通过无线通信模块将各采集系统的采集数据上传至安全监测云平台中,实时对接上级平台及政府管理平台。

安全监测云平台将各安全监测数据系统整合在统一的平台上,云平台可对安全监测系统的监测数据,以及人工巡检、人工采集的数据实时进行管理、分析、处理,让业主及工程管理人员实时掌握工程的运行状况,及时、准确判断工程的安全状况提供可靠的依据,对整个工程实现持续不间断的在线监控。

3. 坝体位移监测

位移监测包括坝体和岸坡的表面位移监测、内部位移监测、岸坡位移监测。其中表面位移监测包括表面水平位移及垂直位移监测,一般共用一个测点;内部水平及竖向位移监测宜结合布置。

传感器选型:固定测斜仪

固定测斜仪适用于测量土石坝、面板坝、岩土边坡、路堤、基坑等结构物的水平位移、垂直沉降及滑坡,固定测斜仪配合测斜管可反复使用,并方便实现测量数据的自动化采集。

监测数据展示

实时监测尾矿库的位移,原始值自动计算结果值,展示尾矿库位移情况。

4. 渗流监测

传感器选型:渗压计

渗流监测系统主要由VWP型渗压计进行监测,渗压计适用于长期埋设在水工结构物或其它混凝土结构物及土体内,测量结构物或土体内部的渗透(孔隙)水压力,可同步测量埋设点的温度。

监测数据展示

根据渗压计的测值,可换算成水压、水头、水位高程(需在平台软件上设置安装高程)。通过云平台可方便的自定义计算公式,可同时监测渗压计的温度,查看测值与温度相关曲线。根据渗压计的测值结合实际工程信息,可绘制浸润线。

5. 干滩监测

干滩监测主要包括:滩顶高程、干滩长度、干滩坡度。

干滩在线安全监测采用自动与人工相结合的监测方式。自动监测采用激光测距仪、超声波测距仪、数码相机等仪器设备。当尾矿坝干滩为等坡度时,可采用干滩长度、滩顶与库水位之间的高差计算干滩平均坡度。干滩坡度根据坡度变化情况,一般一季度检测一次,随时掌握干滩坡度,每次汛前必须检测一次。

6. 库水位雨量监测

传感器选型:水位计

水位计适用于长期布设在水工建筑物或岩土边坡的测压管内,测量测压管内水位的变化量,长期用于监测水库、河流、湖泊等水位的变化量,同步测量温度。

监测数据展示

7. 尾矿库应用案例

项目背景:某尾矿库的安全监测包括内/外部位移、浸润线、干滩长度、库水位、降水量,同时监测孔隙水压力、渗透水量、水体混浊度等。

监测成果:

实现自动化监测,实时查看监测数据。

一体化智能数据看板,自动获取并更新数据。

接入GNSS位移测量系统,多厂家多类设备集成,数据统一上传云平台,保证数据的完整性。

测点分布配置,快速发现异常部位,便于及时作出应对措施。