尾礦壩多層集成監(jiān)測綜述

宋峰年

摘?要：本文對(duì)尾礦庫壩監(jiān)測引入多層集成概念，對(duì)壩體位移、水動(dòng)力指標(biāo)、突發(fā)因素等進(jìn)行分級(jí)，意為更好的對(duì)尾礦壩監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和指導(dǎo)，對(duì)致災(zāi)因素時(shí)效進(jìn)行分類分析，從上到下，從變形到導(dǎo)致變形等方面作出統(tǒng)一評(píng)判，能更準(zhǔn)確的完成對(duì)尾礦壩的穩(wěn)定分析，達(dá)到減少經(jīng)濟(jì)損失，保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)安全的目的。

關(guān)鍵詞：尾礦壩;監(jiān)測;多層集成

在世界93種事故、公害隱患中，尾礦庫事故的危害名列第18位，直接造成百人以上死亡的尾礦庫事故已不鮮見。

近幾年來，我國尾礦庫潰壩事故時(shí)有發(fā)生，使人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全受到很大威脅，同時(shí)也給環(huán)境安全帶來嚴(yán)重危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2005年以來，全國發(fā)生尾礦庫潰壩等重特大事故19起，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;2008年9月8日山西襄汾“9·8”特別重大尾礦庫潰壩事故，更是造成277人死亡。尾礦庫的建設(shè)以及建設(shè)后的安全監(jiān)管，已引起國家及各級(jí)人民政府的高度重視。

我國目前尾礦庫建設(shè)整體質(zhì)量不高，尾礦庫防洪、抗震能力及壩體穩(wěn)定性與發(fā)達(dá)國家相比相對(duì)偏低;而且小型庫多。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;并且是失事后果嚴(yán)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，一旦失事則損失巨大。

一、尾礦庫監(jiān)測方法

根據(jù)尾礦庫安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，對(duì)于尾礦庫需要監(jiān)測項(xiàng)為：

（一）表面位移監(jiān)測

一般采用接觸式或者非接觸式位移監(jiān)測手段，常用手段為：GNSS技術(shù)、全站儀測量技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)技術(shù)等，均能有效對(duì)尾礦壩表面位移情況作出監(jiān)測。

（二）內(nèi)部位移監(jiān)測

目前采用打孔并安裝內(nèi)部位移傳感器進(jìn)行監(jiān)測，能有效了解尾礦壩內(nèi)部位移情況。

（三）浸潤線監(jiān)測

目前采用人工/自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)，對(duì)整體壩體進(jìn)行布控，實(shí)時(shí)或者定期對(duì)壩體內(nèi)水位情況進(jìn)行監(jiān)測。

（四）干灘監(jiān)測

目前采用固定坡比法、無接觸影像法、標(biāo)識(shí)識(shí)別法等技術(shù)進(jìn)行干灘監(jiān)測，能有效對(duì)干灘長度進(jìn)行監(jiān)測。

（五）庫水位監(jiān)測

目前采用液位計(jì)、投入式水位計(jì)、標(biāo)識(shí)識(shí)別等方式進(jìn)行監(jiān)測，能有效對(duì)水位進(jìn)行監(jiān)測。

（六）滲流量監(jiān)測

目前采用量水堰計(jì)進(jìn)行滲流量監(jiān)測，能有效對(duì)滲流量監(jiān)測得出具體數(shù)據(jù)。

（七）降雨量監(jiān)測

目前采用自動(dòng)化雨量計(jì)進(jìn)行監(jiān)測，能有效對(duì)尾礦庫整體區(qū)域進(jìn)行雨量監(jiān)測。

（八）視頻監(jiān)控

目前對(duì)重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)測和捕捉，能有效進(jìn)行事件抓拍和掌控。

二、多層集成監(jiān)測

就目前尾礦庫監(jiān)測技術(shù)而言，均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)尾礦壩的安全監(jiān)測指標(biāo)并能有效對(duì)位移以及其他預(yù)警作出指導(dǎo)，但是目前還未有對(duì)各監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行對(duì)壩體具體影響等級(jí)劃分，不能有效對(duì)致災(zāi)時(shí)效指標(biāo)進(jìn)行控制，故此文引入多層集成概念，方便有效對(duì)尾礦壩安全進(jìn)行有效監(jiān)控。

（一）一級(jí)壩體位移層級(jí)

壩體位移作為尾礦庫安全指標(biāo)是最重要的，因?yàn)橐坏┪驳V壩出現(xiàn)定向位移，代表壩體失穩(wěn)，會(huì)在接下來不定時(shí)的時(shí)間內(nèi)造成大量人員財(cái)產(chǎn)損失，故定位一級(jí)層級(jí);

主要量算指標(biāo)為地表位移和內(nèi)部位移，表面位移和內(nèi)部位移應(yīng)具有上下統(tǒng)一，根據(jù)壩體性質(zhì)，失穩(wěn)情況可由上部垮塌和內(nèi)部垮塌等情況，整體情況應(yīng)為外部和內(nèi)部統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測，不能以單一監(jiān)測項(xiàng)目進(jìn)行定義;若出現(xiàn)位移預(yù)警，必須進(jìn)行整體撤離或者治理。

（二）二級(jí)壩體水動(dòng)力層級(jí)

壩體水動(dòng)力層級(jí)為二級(jí)層級(jí)，水動(dòng)力指標(biāo)為壩體失穩(wěn)形成的主要因素，所以講水動(dòng)力指標(biāo)認(rèn)定為預(yù)測主體指標(biāo)，為判斷壩體是否將產(chǎn)生位移進(jìn)行控制。

主要量算指標(biāo)為干灘、浸潤線、滲流等，可以輔助以濁度，空隙水壓力等監(jiān)測手段，壩體內(nèi)水動(dòng)力為一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，若水動(dòng)力打破平衡點(diǎn)，會(huì)對(duì)壩體內(nèi)部進(jìn)行緩慢改造，進(jìn)而直接導(dǎo)致內(nèi)部整體垮塌，壩體位移。

（三）三級(jí)外部突發(fā)因素層級(jí)

壩體外部突發(fā)層級(jí)為三級(jí)，主要是以防護(hù)和提前規(guī)劃為主，預(yù)防內(nèi)容為：大暴雨、邊坡垮塌、人為底部開挖、堆壩不合理等，采用量算指標(biāo)為雨量、周圍山體位移、視頻監(jiān)測等。

定位三級(jí)原因?yàn)榇祟悓蛹?jí)為一般管理類，對(duì)排洪設(shè)施、壩體設(shè)計(jì)、周圍環(huán)境進(jìn)行整體監(jiān)測，保證尾礦庫正常運(yùn)行。

三、不同層級(jí)關(guān)系

不同層級(jí)不以重要性進(jìn)行劃分，只按威脅因素進(jìn)行分類，按照不同地區(qū)需進(jìn)行逐一分析，不同致災(zāi)因素所占監(jiān)測比例不同，所監(jiān)測的效果不同，本文引入監(jiān)測層級(jí)為了更好對(duì)尾礦庫監(jiān)測進(jìn)行監(jiān)測，位移、水動(dòng)力、突發(fā)等層級(jí)均是尾礦庫的致災(zāi)因素，更好的根據(jù)已有監(jiān)測類型對(duì)尾礦壩進(jìn)行跟蹤監(jiān)測最終達(dá)到預(yù)測的效果。以減少經(jīng)濟(jì)損失，保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)，建立監(jiān)測對(duì)象的在線監(jiān)測信息數(shù)據(jù)庫，為尾礦壩設(shè)計(jì)方法的研究積累數(shù)據(jù)。

四、結(jié)論

本文引入監(jiān)測多層層級(jí)概念，方便與有效對(duì)尾礦壩監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行分析，并且對(duì)后續(xù)尾礦壩安全分析和評(píng)價(jià)作出另一個(gè)方面的思考，是否能對(duì)致災(zāi)因素時(shí)效進(jìn)行分類分析，從上到下，從變形到導(dǎo)致變形等方面作出統(tǒng)一評(píng)判，能更準(zhǔn)確的完成對(duì)尾礦壩的穩(wěn)定分析，達(dá)到減少經(jīng)濟(jì)損失，保護(hù)人員和財(cái)產(chǎn)安全的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅志雄.安全在線監(jiān)測系統(tǒng)在官地鐵礦尾礦庫的應(yīng)用[J].礦業(yè)工程，2014（02）.

[2]AQ 2030-2010.尾礦庫安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范[S].2010.

[3]王軍祥.尾礦庫管理現(xiàn)狀分析及改善[J].世界有色金屬，2018（22）.

[4]王仁品.我國尾礦庫安全現(xiàn)狀及管理措施探討[J].世界有色金屬，2019（05）.

[5]肖朝良.尾礦庫安全現(xiàn)狀及事故防治分析[J].世界有色金屬，2018（06）.