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尾矿库安全监测

尾矿库安全监测解决方案

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    雨季是一年中降水相对集中的季节,在我国,南方雨季为4-9月,北方雨季为7-8月。在此季节常常出现大雨和暴雨,其降水量约占年总量的70% 左右。因此,雨季易造成洪涝灾害,更是尾矿库溃坝事故的高发期。为什么会发生溃坝事故?又该如何保障尾矿库的安全?

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    什么是尾矿库?尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成,用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。一般由堆存系统、排洪系统、回水系统等几部分组成。作为大型结构物具有结构多元化、边界条件复杂等特点。尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源,存在溃坝危险,由于地震、暴雨、洪水等自然因素以及设计不合理、筑坝不科学、排矿不规范、管理不善等人为因素影响,尾矿库很有可能发生安全事故,一旦发生溃坝事故,必将对下游人民的生命财产造成严重损失。

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    为什么会发生溃坝事故?我国尾矿库溃坝事故主要分为渗透破坏、洪水漫顶、边坡失稳、地震液化四种类型。根据自2001年以来的66起尾矿库事故类型分析:渗透破坏导致溃坝事故为52%,洪水漫顶导致溃坝事故为36%,边坡失稳和地震液化导致溃坝的事故分别为9%和3%。1)尾矿库渗透破坏导致的溃坝成因分析在渗流作用下,尾矿库坝体内或坝基内的细粒土通过废水搬运而穿透由粗粒土骨架而形成的孔隙,坝体形成渗流管状的贯通通道,随着孔隙水速的增加,导致尾矿库发生溃坝事故。2)洪水漫顶引发溃坝的成因分析由于尾矿库防洪能力不足,洪水超标,管理或应急措施不当等不利因素会造成安全超高不足,洪水漫过子坝,冲刷坝体,导致尾矿库溃坝。3)坝坡失稳导致的溃坝成因分析尾矿库坝体除了初期坝是专门砌筑而成以外,后期坝一般是用尾矿砂或尾矿碎石逐级堆砌而成,如果坝体中滑动面上的剪应力达到它的抗剪强度,坝体边坡就会失稳。影响坝体失稳的主要因素有:(1)尾矿碎石的物理性质:内摩擦角和粘聚力过小;(2)坝坡坡体过高、过陡则会造成坝顶出现张拉裂缝,坡脚出现剪切破坏;(3)渗透力作用,造成坝体过水面积增大,导致动水压力增大,同时抗剪能力降低,导致尾矿库失稳;(4)长时间强降雨,导致坝体边坡抗剪强度降低。

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    如何防范事故发生?尾矿库安全事故频繁发生,暴露出尾矿库传统管理方式的缺陷。许多尾矿库管理由于检测监控系统不完备或是检测监控技术落后,专业检测人员缺乏等原因,处在无检测监控状态;有些虽然会有人工定期用传统仪器到现场进行测量,但受天气、人工、现场条件等诸多因素的影响,存在一定的系统误差和人工误差,这些都影响着尾矿库的安全生产和安全管理水平。由此,国家安全生产监督管理总局于2013年发布了《关于做好尾矿库在线监测系统安装工作的通知》,要求2013年底前三等以上尾矿库全部建立在线监测系统,鼓励四等尾矿库安装在线监测系统。在线监测系统应用于尾矿库安全管理和安全监测中,可以提前预警尾矿库病害,指导尾矿库科学建设、矿山安全生产及尾矿库安全运营,为确保尾矿库全寿命周期安全服役提供理论参考。

    尾矿库自动化监测系统介绍同禾尾矿库自动化监测系统是在尾矿库库区及尾矿坝、排洪设施等结构物上布设监测仪器设备,通过智能传感器自动化测量、视频监控、网络通信及物联网应用技术实现对尾矿库安全的全天候自动监测、监控、分析和预警的系统。

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    尾矿库自动化监测解决方案尾矿库监测方案以尾矿库的主要病害为着力点,兼顾次要病害,以“监测得准、分析得了、稳定性好”为指导方针,设计制定尾矿库自动化监测方案。渗透溃坝和漫顶溃坝的主要原因有安全超高不足、干滩长度过短、浸润线过高、降雨量过大;尾矿库坝体失稳溃坝主要原因有边坡过陡,坡顶受拉、坡脚受剪切应力。因此,尾矿库自动化监测可量化的指标为库水位、干滩长度、浸润线、降雨强度、坝体位移和视频监控。
    尾矿库是选矿厂生产不可缺少的设施,对尾矿库进行安全监测是为了获得运行的各种准确数据,适时掌握尾矿库的运行状态,指导其安全运行管理,预防发生生产安全事故的重要手段。通过应用同禾尾矿库自动化监测系统,各级安全管理部门可以在安全监管平台实现自动化监控,增强企业、社会、政府对于尾矿库灾害的预警响应能力,提升尾矿库安全保障水平,有效防范和遏制安全事故的发生。 

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