尾矿库安全在线监测技术探讨

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1、2010年8月2010中国矿山安全管理与技术装备大会论文集Aug．2010尾矿库安全在线监测技术探讨苏军，袁子清，李小军，马玉涛(北京矿冶研究总院，北京l00044)摘要：尾矿库是矿山企业的一个重大危险隐患，尾矿库安全监控一亥d也不能放松。在线监测技术为矿山企业的安全提供有利保障，发展尾矿库在线益溅技术是大势所趋。尾矿库安全监测的主要内容有坝体位移、浸润线、干滩和库水位等，监测方法随着在线监测技术的发展而不断改进。国内科研院所联合矿山企业在监测技术的推广使用上已经做了大量工作。本文通过分析具体监测案例，rl-a．,矿库安全监测技术的现状和发展方向进行探讨。关键词：尾矿库；在线监测；坝体

2、位移；浸润线；干滩；库水位O前言我国绝大多数矿山选矿厂是以尾矿库形式的湿式堆存作为尾矿堆存方式。据统计．截止2008年6月底我国共有尾矿库8541座，其中二等库44座，三等库182座，四等库928座，五等库6484座，情况不明的尾矿库903座Llj。而国家安监局2008年底统计的尾矿库总数为12655座【2J。到目前为止，实际存在的尾矿库不止这些，据安监总局治理行动工作组2009年做的山西娄烦尾矿库整治情况调研中，仅娄烦境内尖山铁矿周边企业就多达148家，尾矿库106座HJ。如此众多的尾矿库，安全问题是不能回避的，尤其是溃坝问题，造成的损失巨大，而且事故的发生率呈逐年上升趋势uJ。仅2

3、008年山西襄汾“9．8”重大尾矿库溃坝事故一例就造成直接损失9619万元人民币，受灾人员达1047人，277人死亡，4人失踪【4J。所以，有效控制减少尾矿库安全事故的发生意义重大。为有效管理尾矿库，避免安全事故，必须准确监测并及时提供尾矿库的安全状态数据。随着各种安全监泓技术和设备的不断更新发展和对尾矿库安全性的B益重视，尾矿库安全监测技术也在快速发展。本文主要对尾矿库安全在线监测技术的发展和现状进行简要阐述，通过分析具体监测案例，对其发展方向进行探讨。1尾矿库安全监测内容尾矿库坝体边坡稳定性、漫顶和渗流等是溃坝事故发生的主要原因，应对其进行重点监测。边坡稳定性可通过监测坝体的位移、

4、浸润线高度、孔隙水压力及渗流等参数来反映。漫顶可以通过观测库水位、干滩高程(或千滩长度)和降雨量等参数来反映。因此，在监测过程中选择坝体位移、浸润线、干滩长度、库水位和降雨量作为尾矿库监测预警系统的主要监测指标．根据具体情况必要时还应监测孔隙水压力、渗透水量、混浊度等”曲J。2尾矿库安全在线监测技术2．1位移在线监测技术坝体位移在线监测的方法和仪器设备种类很多，根据测点的位置可以分为坝体表面和内部位移监测；根据测量功能分为水平位移监测、垂直位移监测及三维位移监测。坝体表面位移在线监测方法包括两大类：一类是使用CPS、智能全站仪等根据基点高程和位置来测量坝体表面标点、觇标处高程和位置变化

5、，这种方式可以实现测点的三维位移数据测量；另一类是在坝体表面或内部安装或埋设一些仪器来监测位移，这种方式通常只能测量测点的单项位移数据(水平位移或垂直位移)。常用的有：测斜仪技术、引张线技术，激光准直技术．正、倒垂线技术、连通管法监测技术(静力水准法)、振弦式沉降仪监测技术等。这些技术用于测量表面位移，其中有的可以同时用于测量坝体内部位移。从性能、安装方法、使用维护及安装成本等方面考虑，这些方法技术各有优缺，在使用中配套布置、2010年8月女连中目有色金属学喜采F学木委i套相互验证。2．2浸润线在线监凇木坝体授润线的监铡最常用的人工监铡方法是测压管法，即选择能反映主要渗流情况的坝体横断

6、面，或预计有可能出现异常渗流的横断面作为观测断面．埋设适当数量的罚压管，通过人工测量测压管中水位来获得浸润线的高低。在此基础上，以孔隙水压力传感器技术跳水位来实时在线监测系统在近年得以快速的推广应用。传感器的监测类型土要有振弦式、光纤渗压式，都是通过测定孔隙水压力进而求得浸润线。孔隙水压力为0的表面即为尾矿坝的程润线u“一。2．3干滩在绕监测技术在定最评价尾矿库的防洪能力时．需要测定滩顶标高和设计最高洪水位下允许达到的干滩长度(或安全超高)，当前的检测方法难以准确并快速测定这两个指标．

7、可题在于水边线的界线相不明显，该处叉无法进^。通常采甩的方法是测量监谢断面上的几个点的干滩高程，结合

8、测点问的距离计算出干滩坡度；再乖j用库水位、坝顶标高(需要时还有坝硬宽度、相关铡点问距、坝体坡度等)分别求得干滩与库承面和尾矿坝外坡面的交点(滩顶标高)：进而求得干滩K度(或安全超高)”⋯。目前常用的干滩标高监测但器主要是超声波液位计、雷达液位计或激光液位计，精度和稳定性可以满足一般要求。2．4库水位在线监测技术尾矿库内存有大量的尾矿浆沉淀水，水位监测的目的足根据水位的高低，封断该库防洪能力足否满足安全要求。主要监测仪器是超声波液位计、雷达液忙