金属非金属矿山尾矿库在线监测技术

金属非金属矿山尾矿库在线监测技术,中国安全生产科学研究院王云海,2009年7月,全国非煤矿山安全生产基层基础工作现场会议,在线监测应用前景分析,在线监测技术和方法,在线监测目的和意义,尾矿库观测技术现状,我国尾矿库安全形势,汇报提纲,据国家安全监管总局调查统计，全国有尾矿库12600多座，其中，一百万方以上的尾矿库有800多座。,在全国尾矿库专项整治行动中，国家安全监管总局完善了尾矿库数据库，掌握了我国共计7919座大中型尾矿库的详细信息。,数据库中各省尾矿库分布表,数据库中尾矿库企业性质分布情况,数据库中尾矿库在各行业分布状况,数据库中尾矿库坝高总体情况,设计总坝高260米；当前堆积坝高213米。,全国坝体最高的尾矿库山西峨口尾矿库,山西峨口尾矿库照片,设计总库容83500万方；现状全库容34000万方。,全国库容量最大的尾矿库江西德兴铜矿4#尾矿库,江西德兴铜矿4#尾矿库照片,我国尾矿库分布特点：,数量多、规模小堆坝方式以上游式为主尾矿库安全度处于较低水平三分之一以上的尾矿库未经正规设计近50%的尾矿库未进行过安全评价尾矿库下游居民和重要设施较多,必须采取措施确保尾矿库运行安全,山西9.8特别重大尾矿库溃坝事故,我国尾矿库事故频发，后果严重：,据国家安全监管总局统计，2004年我国尾矿库发生事故3起，伤亡5人；2005年我国尾矿库发生事故9起，伤亡17人；2006年我国尾矿库发生事故12起，伤亡57人；2007年我国尾矿库发生事故14起，伤亡56人；2008年我国尾矿库发生事故18起，伤亡320人。,2000年10月18日广西南丹宏图选厂尾矿库垮塌，死亡28人，伤56人。2006年4月23日河北迁安庙岭沟铁矿老尾矿库副坝溃决，死亡6人。2006年4月30日陕西商洛镇安金矿尾矿库溃坝，死亡17人，伤5人。2006年8月15日山西省太原市娄烦县新阳光选矿厂、银岩选矿厂发生尾矿坝垮塌事故，死亡5人，失踪2人，伤20人。2007年11月25日辽宁海城西洋铁矿尾矿坝溃坝,死亡15人,失踪2人,伤39人。2008年9月8日山西省临汾市襄汾县新塔矿区特别重大尾矿库溃坝事故，死亡277人,失踪4人，是我国迄今为止造成死亡人数最多的尾矿库溃坝事故。,在线监测应用前景分析,在线监测技术和方法,在线监测目的和意义,尾矿库观测技术现状,汇报提纲,我国尾矿库安全形势,目前，我国尾矿库观测项目主要有：库水位观测坝体位移观测浸润线观测构筑物变形观测渗流水观测孔隙水坝体固结观测当前这些指标大都采用人工观测。,位移人工观测主要是利用全站仪、经纬仪等设备定期对坝面上设置的位移观测点进行定位，确定坝面该点变形变位。,位移观测墩和观测点,库水位观测主要是利用设置在尾矿库进水构筑物上的水位标尺，标尺上设有刻度，人工读取库水位高程。,进水构筑物和水位标尺,浸润线埋深为从尾矿坝坝体下游坡面某点垂直向下至坝内水面的高度，浸润线为尾矿坝的生命线。,浸润线为尾矿坝的生命线,浸润线,浸润线,浸润线人工观测主要是利用已经打好的浸润线观测孔，采用人工方式对管内水深进行定期测量，以确定浸润线的埋深状况。,浸润线人工观测孔,人工观测的不足：,在线监测应用前景分析,在线监测技术和方法,尾矿库观测技术现状,在线监测目的和意义,汇报提纲,我国尾矿库安全形势,系统目标,及时提供真实数据预警预报灾害事故推进标准化管理,为矿山提供尾矿库生产运行状况的真实数据，对尾矿库安全隐患提出预警，以便矿山有针对性地加强尾矿库安全隐患治理，改善尾矿库安全运行条件，实现尾矿库长期安全运行。,在线监测意义：,预测预报尾矿库溃坝灾害事故，为用户组织抢险，疏散尾矿库下游人群赢得时间，减少事故伤亡和财产损失。,在线监测意义：,自动化监测系统操作简单，数据及时有效，避免了传统监测手段的复杂操作、人为性及档案管理繁锁。,在线监测意义：,在线监测应用前景分析,在线监测目的和意义,尾矿库观测技术现状,在线监测技术和方法,汇报提纲,我国尾矿库安全形势,坝体位移,浸润线,典型灾害密切关联,指标选择,干滩和库水位,1,2,降雨量,视频,3,4,5,国家安全监管总局已组织起草尾矿库安全监测技术规范，将对在线监测系统布置方法提出了要求。,目前我国已安装的在线监测系统，坝面位移大都采用GPS设备。利用坝面监测点与基点相对位置比对，确定监测点位移。,GPS位移监测系统,位移量预警：目前主要靠位移趋势判断，个别单位具有位移定量预警技术。,目前，尾矿坝GPS位移监测精度：可达水平位移3mm、垂直位移5mm。,单一的GPS设备，其监测精度不能满足尾矿坝安全管理的技术要求；通过架设GPS实时差分变形监测系统，利用各监测点与基准站的变形比对，可大大提高位移监测精度。,某尾矿库GPS实时差分变形监测系统,基准站,监测点,目前我国已安装的在线监测系统，通过库水位、干滩监测联合对尾矿库的调洪水深、最小干滩长度（超高）进行监测预警。,尾矿库最小干滩长度检测法,库水位监测精度：可达5mm。,目前我国已安装的在线监测系统，浸润线监测传感器有很多种，例如，振弦式、差动电阻式、压阻式、光纤式等。,光纤式,振弦式,库水位监测精度：可达5mm。,雨量监测,降雨量监测精度：可达1mm。,在线监测系统结构,直击雷的防护。,信号系统避雷方法。,接地装置设计方法。,信号系统的雷电防护,在线系统安装应综合考虑防雷工程：,在线监测系统的技术指标：,尾矿库安全监测系统稳定性达到90%；GPS位移监测水平位移精度为3mm，垂直位移精度为5mm；水位监测精度可以达到5mm；浸润线监测精度可以达到5mm；摄像头观测范围应能够覆盖尾矿库关键部位；雨量计精度可以达到1mm。,在线监测系统软件的技术指标：,在线监测系统软件应包括在线采集和安全监测管理分析两个模块；安全监测管理分析模块应具备基础资料管理、各项监测内容适时显示发布、图形报表制作、数据分析、综合预警等功能；数据分析部分应包括各项监测内容趋势分析、综合过程线分析等内容。,尾矿库观测技术现状,在线监测技术和方法,在线监测目的和意义,在线监测应用前景分析,汇报提纲,我国尾矿库安全形势,在线监测技术较为成熟，在水利水电、桥梁等行业已经广泛