尝试尾矿库数字化安全管理.pdf

易安网 w w w . e s a f e t y . c n 2 0 Sp o t l i g h t 特 别 关 注 马鞍山钢铁集团公司南山矿业公司 以下简称南山矿 业公司 现有凹山总尾矿库和城门峒尾矿库两座尾矿库， 年接受尾矿量约4 0 0 万t 。 其中凹山总尾矿库现总库容为 7 4 0 0 万 m 3，最大坝高7 3 . 0m ；城门峒尾矿库现总库容 为1 1 2 0 万 m 3， 最大坝高7 6 . 0m3， 两座皆属三等尾矿库。 南山矿业公司的这两座尾矿库各有特点，凹山总尾 矿库同标高堆积子坝长度达4 7 9 5 m ，城门峒尾矿库子坝 年平均上升速度较快。针对两库的生产管理特点，依据 尾矿库管理规程、规范，我们采取有效的技术措施，开 发了尾矿库数字化安全管理系统。 南山矿业公司投资2 6 5 万元， 在城门峒尾矿库成功开 发了尾矿库区安全自动化监测系统， 实现了尾矿库技术参 数的实时自动监测。凹山总尾矿库数字化系统已于2 0 0 7 年8 月投资8 5 0 万元开始实施，准备2 0 0 7 年内建成。2 0 0 8 年，南山矿业公司将全面实现尾矿库区监测的自动化。 在实施尾矿库数字化管理系统开发前，尾矿库安全 运行的主要技术参数如坝体形变位移、库水位、沉积滩 滩顶标高、浸润线埋深等，均由人工采用传统仪器到现 场进行测量，测出的尾矿库技术参数存在一定的系统误 差和人工误差。同时，人工测量的工作量大、易受天气 和现场条件状况的影响，不能及时监测尾矿库的各项技 术参数， 资料的整理与分析更是滞后于工程与生产运行， 生产和管理所造成的坝体隐患若不能及时被发现，将会 影响尾矿库的安全生产。 针对城门峒尾矿库的现状和后期生产的需要，南山 矿业公司将自动化技术与水工和水工构筑物监测理论有 机地结合起来，开发了尾矿库区安全数字化管理系统， 实现了对坝体浸润线、库水位、干滩指标、坝体形变的 自动监测和生产视频监视， 建立了尾矿库专家分析系统， 直观地掌握坝体的实时动态，进行综合评价、预警预报。 1 . 浸润线埋深自动监测 系统能实时在线、自动测量坝体浸润线埋藏深度， 实现采集、存贮数据的自动化，克服了人工测量没有合 适仪器、随意性大的缺陷，测量误差小于 2c m ，符合尾 矿库管理技术要求。同时，系统能根据生产技术管理的 需要，绘制指定测压管浸润线的历时曲线图及浸润线埋 藏深度与库水位相关的对比曲线图，并对浸润线超出设 定或发生突变时及时给出预警、预报。 2 . 库水位自动监测 系统能实时、 自动监测尾矿库库水位， 不受气象、 风 浪的影响，实现库水位采集、存贮数据的自动化，测量 误差小于2 0m m ，符合尾矿库技术规程的要求。如果水 位在短时间内上涨超出5 c m ， 系统能及时自动跟踪监测， 并发出预警。同时，能够绘制库水位历史曲线图，以及 根据降雨量的情况预测库水位发展变化趋势。 3 . 干滩指标自动监测 系统能实时测量尾矿库滩顶高程、7 0m处干滩高 程，测量误差小于 2 0m m 。尾矿库管理人员能根据干滩 高程指标，适时调整放矿坝段，使沉积滩上升均匀、滩 顶平整，并能绘制干滩变化历时曲线图及干滩高程与库 水位变化关系曲线图。 4 . 坝体形变G P S 自动监测 尝试尾矿库数字化安全管理 文 马鞍山钢铁集团公司 2 0 0 7 . 1 2 劳动保护 2 1 系统能及时监测坝体在一段时间内的沉降位移和水 平位移， 显示位移分析图表功能， 要求位移变化均衡， 无 突变现象，并且逐年减小。当位移发生突变或有增大趋 势时，系统能自动报警。水平位移监测精度达 5 ～6m m ， 垂直位移监测精度达 7 ～8m m 。 特 别 关 注 Sp o t l i g h t 坝体浸润线尾矿坝的坝体和坝基层总是透水 的, 当上游式尾矿坝坝体挡水时, 在上下游水位差的 作用下, 水流将通过坝身和坝基 包括两岸 向下游渗 透, 渗透的水流在坝体内的自由水面, 叫浸润面, 它与 垂直坝轴线的剖面交线称为浸润线。 库水位 尾矿库在某一时间的自由水面的高程。 干滩指标干滩也叫沉积滩，干滩指标包括沉 积滩滩顶高程、 滩前某处的特征高程 比如三等库7 0 米处 、沉积滩长度、沉积滩坡度等。 坝体形变尾矿坝在某一时间段内发生的位移 速度比较缓慢的向水平方向、 垂直方向沉降的变形。 编辑 宁 远 相关链接 5 . 生产视频监视 通过现场摄像机实时拍摄及数据传输系统的稳定传 输，在主控制机上能高清晰、直观地观察尾矿库生产放 矿及筑坝等运行情况，并能随意选择放大所需仔细观察 的局部坝段。同时，系统具有存贮功能，能随时调阅尾 矿库运行的历史情况，因此，该系统完全克服了人工巡 坝时间长、不及时、受气候因素影响的缺陷。 6 . 智能安全专家分析系统 系统能够分析、解读各项监测数据，做出各级单项 预警，为尾矿库的生产管理者提供决策依据。同时，能 够根据坝体变形、浸润线埋深、干滩指标、库水位等数 据的变化，综合分析坝体的安全稳定性，给出必要的预 报。工程技术人员可以根据专家分析系统的提示，及早 地采取相应的技术措施，消除事故隐患，确保尾矿库的 安全运行。 尾矿库数字化安全管理系统方案设计在国内尾矿库 管理监测系统中实现了3 个首次创造性的应用 第一次在 尾矿库区监测中实现了基于G P S 技术的坝体形变监测； 第一次在尾矿库区监测管理中实现干滩的各项数据自动 化监测；第一次在尾矿库区监测系统中实现浸润线的自 动化监测。 这不仅保证了尾矿库的安全稳定运行， 还大大 降低了尾矿生产管理人员的工作强度，提高了尾矿库的 生产效率和管理水平， 且在经济效益方面， 尾矿库区的自 动实时监测替代了人工利用仪器进行现场测量，节约了 一定的人力成本及测量设备费用；由于采用了综合专家 系统进行预警， 提前采取技术措施， 减少因坝体可能产生 危险而造成的矿区停产，间接经济效益十分显著。 该系统的成功还体现在社会效益方面。该项目的研 究，可以提高尾矿库的安全性，保障库区下游企业正常 运转及库区人民群众的生命财产安全；避免因尾矿库事 故而造成的环境污染，保护生态环境。 凹山总尾矿库 城门峒尾矿库 干滩数据查询