上游式尾矿坝在线安全监测技术浅析

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1、上游式尾矿坝在线安全监测技术浅析　　摘要：尾矿坝是一种比较特殊的岩土工程类型，其主要功能是为了防止高势能泥石流、洪水对矿山、矿井和坝区附近造成安全威胁，其主要堆积方式有上游式、中线式和下游式几种。如何确保尾矿坝的稳定性，一直是岩土工程行业难以攻克的重点难题。本文将对上游式尾矿坝的基本特点进行介绍，分析其复杂性与特殊性，介绍一些主要的安全监测技术类型，以供岩土工程行业对坝区进行安全监测参考。　　关键词：上游式尾矿坝；在线安全监测技术；安全　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.177　　0前言　　尾矿坝是矿物开采行业

2、当中的重要工程类型之一，主要功能是能够拦截尾矿、废水和工业废渣，也能在一定程度防范泥石流、洪水等自然灾害。矿物企业必须重视尾矿坝的建造与维护，才能够有效确保矿物开采与选别的安全。我国各项金属资源、非金属资源储量丰富，一旦矿物开采与选别遇到泥石流、洪水等自然灾害，不仅会造成巨大的经济损失，也会对下游人民的生命和财产安全造成威胁。为了加强尾矿坝的安全性，利用在线安全监测技术是一项非常有效的手段。对此，国务院也颁布了相关的通知文件，力求加强我国矿山生产的安全性与规范性。　　1上游式尾矿坝的主要特点　　尾矿坝是尾矿库的重要组成部分。尾矿库是在金属矿山或非金属矿用

3、于存放尾矿和工业废水、废渣的主要场所，而尾矿坝，则是负责拦挡尾矿、废水、废渣、洪水的外围构筑物。尾矿坝的稳定性受到很多方面因素的影响，比如尾矿坝的构造特征、几何形状、服役方式、组成介质。另外，矿山地区如果发生地震、塌陷、洪水等现象，也会对尾矿坝的稳定性造成影响。　　尾矿坝的构造方式分为上游式、中线式和下游式三种[1]。其中，上游式就是在从初期坝向上游填充尾矿的堆积方式，中线式就是在初期坝的轴线处，利用旋流分级粗砂对尾矿进行冲积的堆积方式，下游式就是从初期坝向下游填充尾矿的堆积方式。上游式尾矿坝在堆积的时候，要注意以下几个施工要点：颗粒粗大的尾矿要沉积在坝

4、前，颗粒细小的尾矿要存放在尾矿库内，而且滩涂内不能出现大面积的矿泥沉积；沉积滩的坡度和长度都要符合设计要求，而且要保持顶部的均匀和平整；不能出现矿浆沿着子坝内坡址横向流动的情况；在放矿时，要有专门的人员进行管理，禁止利用矿浆冲刷坝坡。　　2主要的监测技术类型　　上游式尾矿坝的在线安全监测，是一套功能完善、性能出色的集成系?y来完成的。这套在线安全监测系统包含了通信、供电、防雷网络、系统平台、安装调试等模块，可以利用电能、太阳能、风能等能源来进行驱动，通信系统所用到的通信接口和协议主要有RS232、RS485/422A、TCP/IP等几种类型[2]，其中具

5、体的监测技术有以下几种：　　2.1位移监测　　尾矿坝由于长期受到尾矿、工业废水、工业废渣、洪水的冲击，库存水量增加，很容易发生位移。位移监测就是针对这种现象进行检测。按照观测点的位置不同，位移监测可以划分为表面位移监测和内部位移监测两种；按照测量功能不同，位移监测可以划分为水平位移监测、垂直位移监测和三维位移监测。位移监测技术的主要手段是利用GPS定位系统和高精度的智能全站仪来进行检测。其中GPS定位系统用途广泛，抗干扰程度高，而智能全站仪则具有检测精度高、管理维护方便的特点。　　2.2渗流监测　　渗流监测是利用振弦式传感器和光纤渗压式传感器来监测尾矿坝

6、被水流渗透的状况。利用这上述两种传感器，工作人员可以随时得知尾矿坝的浸润线、渗流压力和渗流量[3]。需要注意的是，在振弦式传感器进行渗流监测时，需要采取一定的防雷措施。而使用光纤渗压式传感器时，传输线缆容易因现场沉积量大而产生弯折，需要工作人员进行注意。　　2.3库水位监测　　尾矿库内存有大量的尾矿浆积淀，如果库水位过高，就容易超出尾坝库的防洪能力，为矿山及周边区域带来危险。库水位监测的主要工具是超声波液位计和渗压计，主要工作原理是根据超声波的反射状况计算水面和液位间的距离，然后再根据超声波液位计安全位置的标高，计算得出水面的标高。准确地掌握库水位的标高

7、，能够在汛期到来之前采取措施，防止洪水冲垮尾坝，为矿山及周边区域带来危险。　　2.4干滩监测　　干滩监测监测通常采取人工监测和自动监测相结合的方式。自动监测，就是利用免棱镜激光测距仪、超声波测距仪等设备，拍摄干滩部位的图像，得到干滩部位面积、边际线长度、岩石类型、土壤性质等信息，还能够通过滩顶的高程与特征点的高程计算出安全超高。而人工监测通常作为自动监测的辅助手段进行，主要负责一些自动监测中的盲区进行信息补充。　　2.5降水量监测　　矿山地区的降水量监测尤为重要，特别是在汛期，降水很容易导致尾矿库内的水位升高，超过尾矿坝防洪能力、尾矿坝被冲毁、洪水泛滥等

8、后果产生。矿山地区在汛期内的降水量，是考验尾矿坝防洪能力的重要指标之一。如果在汛