【文章內(nèi)容簡介】 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、運營/管理（一）設(shè)備安裝在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝時，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接收機應(yīng)放置在水泥墩內(nèi)，避免因為設(shè)備主機被盜，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)備靠接收星歷信號來準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。尾礦庫的運行期為尾礦壩不斷升高、儲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運行期安全監(jiān)測和安全管理的需要，應(yīng)針對整個運行期綜合考慮。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?，F(xiàn)有的觀測設(shè)施只能測出進水孔處的水頭或孔隙壓力。從流網(wǎng)圖可知：只有當(dāng)某個深度的水頭與該深度的高程相等時，或者說當(dāng)某個深度的孔隙壓力接近于零時，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)計資料綜合考慮。（二）運營管理基于金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)，在尾礦庫的運行過程中，除了應(yīng)及時掌握各種監(jiān)測技術(shù)指標的最新數(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)認為，應(yīng)結(jié)合尾礦庫定量安全評價方法，通過對尾礦庫運行期的安全評價和監(jiān)測指標數(shù)據(jù)安全度分析后，可以建立尾礦庫運營管理的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。1．浸潤線指標的預(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，通過滲流驗算及分析，掌握汛期設(shè)計資料允許的最高浸潤線高程。該指標即時浸潤線監(jiān)測指標的預(yù)警及響應(yīng)標準。其中，滲流驗算的計算方法如下所示： 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]為單元儲水量矩陣；{Q}為流量向量；t為時間。對于等別不高的尾礦庫，還可以依據(jù)國家標準《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)尾礦壩浸潤線高度的預(yù)警指標進行預(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)洪驗算得到當(dāng)前庫水位下，設(shè)計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)前運行現(xiàn)狀的有限元強度折減法壩坡穩(wěn)定性分析，可以近似得到發(fā)生極限滑動情況時，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)生潰壩的嚴重危害。其中，強度折減法計算壩體位移量的計算方法如下所示：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點為某一單元的一個高斯點，以下關(guān)于點的應(yīng)力分析均以A點為例。設(shè)尾礦的抗剪強度指標為c和?，則土的抗剪強度為：假設(shè)尾礦的抗剪強度以某一折減系數(shù)F按下式進行折減：當(dāng)折減系數(shù)較小時，尾礦的抗剪強度較高，整個壩坡基本處于彈性狀態(tài)。然后逐漸增加折減系數(shù)，則尾礦的抗剪強度逐漸降低，壩坡中處于彈性的范圍會相應(yīng)減少。如對于A點，當(dāng)折減系數(shù)增加到某一較大的值時，會不再處于彈性狀態(tài)，其摩爾－庫侖強度包線會下移至與應(yīng)力摩爾圓相交。當(dāng)折減系數(shù)繼續(xù)增加，尾礦的抗剪強度進一步減小，壩坡的塑性區(qū)會進一步增大；當(dāng)折減系數(shù)增加到某一數(shù)值時，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。此時認為壩坡發(fā)生破壞，強度折減系數(shù)即認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?；趧傮w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)雜的邊坡時常遇到困難?；趶姸日蹨p的有限元法，能夠處理復(fù)雜荷載和邊界條件，算法先進，可以更為準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)的實施，可以使管理者在主控制室內(nèi)能夠及時把握尾礦庫的最新動態(tài)和監(jiān)測指標信息，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行特點。四、產(chǎn)品映射1．孔壓傳感器的技術(shù)要求1）準確度高，靈敏度高，穩(wěn)定性好，體積小，重量輕，直接頻率輸出，激勵電路封裝在水密殼體內(nèi)。2）測量范圍：、、MPa（對應(yīng)于101000m水深）。3）準確度：177。%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設(shè)施的全部設(shè)備。2）精度要求，水平：3mm+ ,垂直：5mm+；上述精度指標要求有國家光電檢測中心等權(quán)威機構(gòu)的檢測結(jié)果，并具有權(quán)威機構(gòu)頒發(fā)的證書。3）解算軟件上有各個GPS接收機的獨立監(jiān)控模塊，通過解算軟件，可以在計算機中實時顯示具有上述精度的各個GPS接收機的坐標和位移量，并能夠?qū)崟r記錄在文本文件中。4）GPS接收機天線為軛流圈天線。5）具有避雷設(shè)施及其它安全保護措施。五、標準支持在尾礦庫安全領(lǐng)域，技術(shù)標準主要參照《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》（AQ20062005）。該標準有關(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，并進行及時、全面的記錄。發(fā)現(xiàn)安全隱患時，應(yīng)及時處理并向企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)報告。3．尾礦庫運行期間應(yīng)加強浸潤線觀測，注意壩體浸潤線埋深及其出逸點的變化情況和分布狀態(tài)，嚴格按設(shè)計要求控制。4．尾礦庫灘頂高程的檢測，應(yīng)沿壩（攤）頂方向布置測點進行實測，其測量誤差應(yīng)小于20mm。當(dāng)灘頂一端高一端低時，應(yīng)在低標高段選較低處檢測1～3個點；當(dāng)灘頂高低相同時，應(yīng)選較低處不少于3個點；其他情況，每100m壩長選 較低處檢測1～2點，但總數(shù)不少于3個點。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、險庫、病庫、正常庫四個等級。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)測指標來評判。例如，危庫是指安全沒有保障，隨時可能發(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滿足圖9四個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)標準，具有較大的實用意義和價值。六、標準化程度尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的浸潤線、庫水位、灘面標高、壩體位移、視頻圖像，均能夠為尾礦庫日常安全管理及尾礦庫安全運行服務(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)標準，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)人民生命財產(chǎn)、環(huán)境安全及社會穩(wěn)定，為構(gòu)建和諧社會服務(wù)。七、效果分析當(dāng)前，我國安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻，工礦商貿(mào)領(lǐng)域安全生產(chǎn)重特大事故時有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起全社會的高度重視。在《國務(wù)院關(guān) 于實施國家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案的決定》（國發(fā)〔2005〕11號）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，不斷改進技術(shù)裝備，建立健全應(yīng)急平臺，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（20062020）》中把“公共安全”問題列入了國家科技發(fā)展的“重點領(lǐng)域”，要重點研究開發(fā)地震、臺風(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)險分析評估技術(shù)。同時，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整治行動，使得尾礦庫的安全運行和管理已引起全社會的廣泛關(guān)注。近年來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，每年以10%左右的速度遞增，在經(jīng)濟高速發(fā)展的帶動下，鋼鐵、有色金屬和水泥等主要原材料工業(yè)擴張迅速，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和現(xiàn)狀，提高尾礦庫安全管理水平，是擺在全社會的一個重要問題。金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的逐步實施和推廣，可以大幅度提高我國對于尾礦庫潰壩災(zāi)害機理的認識水平，全面提升尾礦庫安全監(jiān)管和日常管理水平，增強企業(yè)、社會、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行期安全管理和風(fēng)險控制的潰壩風(fēng)險綜合評判方法。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)用價值。第三篇：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)人員安全意識不強、安全法制不健全等因素的影響，我國安全生產(chǎn)形勢依然嚴峻，工礦商貿(mào)領(lǐng)域安全生產(chǎn)重特大事故時有發(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)域的重大危險源之一，作為具有高勢能的人造泥石流危險源，其一旦發(fā)生事故，將會給下游人民生命財產(chǎn)安全造成巨大損失，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴重污染，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定也帶來嚴重的負面影響。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，全國有尾礦庫7610座，總庫容約5109m3,109t。其中正常運行的約有4800座，占63％，危庫、險庫和危險性較大的病庫約有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。由于筑壩的尾礦粒度細，細尾礦的力學(xué)強度低、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)計標準較低。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)標準與發(fā)達國家相比相對偏低；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，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，給人民群眾生命財產(chǎn)和環(huán)境安全帶來嚴重損失。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，人工監(jiān)測還存在不能及時監(jiān)測尾礦庫的各項技術(shù)參數(shù)，難以及時掌握尾礦庫各項安全技術(shù)指標等缺點，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)害的實時、連續(xù)監(jiān)測的技術(shù)和產(chǎn)品。尾礦庫自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的實施，便于企業(yè)和安全監(jiān)管部門快速掌