辽阳万利尾矿库在线监测及预警预报

张一诺

(沈阳建筑大学 辽宁 沈阳 110000)

辽阳万利尾矿库在线监测及预警预报

张一诺

(沈阳建筑大学 辽宁 沈阳 110000)

随着我国基础设施建设的持续发展，尾矿库的开发及应用也变得更加广泛，但与之相对的是尾矿库的安全事故也在频繁发生，为了最大程度的降低尾矿库安全事故所带来的巨大损失，因此，尾矿库在线监测系统在尾矿库的运行过程中发挥着重要的作用。本文对辽阳万利尾矿库在线监测系统进行了总结分析，并提出了对预警预报的展望。

项目概况;监测功能及内容;在线监测系统平台功能

一、引言

尾矿库是矿山生产中的重要设施，它既是一座人为形成的高位泥石流危险源，又是环境污染，是非煤矿山的重大危险源之一，生产运行期间尾矿坝的稳定性研究对于矿山安全具有重大的现实意义。因此随着通讯技术，计算机等各项技术突飞猛进的发展，目前尾矿库在线安全监测系统已经被越来越多的接受和使用。尾矿库在线监测系统利用GPS技术、传感器技术、信号传输技术，以及网络技术和软件技术，从宏观、微观相结合的全方位角度，来监测影响尾矿库及坝体安全的各种关键技术指标，记录历史、现在的数据，分析未来的走势，可辅助企业及政府决策，提升尾矿库安全保障水平，有效防范和遏制重特大事故发生。

二、万利尾矿库在线监测系统设计

(一)项目概况

1.项目名称、地点。建设项目名称:辽阳万利矿业有限公司尾矿库在线监测系统工程。建设地点:辽阳万利矿业有限公司选矿厂位于辽阳县吉洞峪镇韩家堡子村南偏西约1km的庞地沟沟口的山北坡上。尾矿库址在选厂西约500m的庞地沟内。

2.尾矿库设计参数。初期坝为透水堆石坝，尾矿最大堆积标高为375m，尾矿堆积库容934.63万m3，尾矿堆积高度90m。按平均年原矿处理量150万t计算，尾矿库服务年限为10年。(参照辽阳万利矿业有限公司矿厂尾矿库设计说明书)。

尾矿坝总高度约60.0m，外坡比为1:2.4。库内形成约200.0m干滩。初期坝为透水堆石坝，轴线坝高38.0m，初期坝上游坝面平均外坡比为1:1.65，初期坝下游坝面平均外坡比为1:1.86。尾矿堆积坝采用上游式分级冲填法进行筑坝，堆积坝坝高60.0m，最终堆积标高375.0m;堆积坝平均外坡比为1:5.0。

根据《选矿厂尾矿设计规范》ZBJ1－90规定，尾矿库的等别由尾矿库总库容、尾矿坝总坝高确定。故该尾矿库等级标准为Ⅲ等库。《选矿厂尾矿设计规范》ZBJ1－90规定，三等尾矿库洪水设防标准为:初期50～100年;中、后期200～500年。本次设计尾矿库防洪标准为200年。

(二)监测功能及监测内容

1.系统功能。万利尾矿库在线监测系统是利用GPS技术、传感器技术、信号传输技术，以及网络技术和软件技术，从宏观、微观相结合的全方位角度，来监测影响尾矿库及坝体安全的各种关键技术指标，记录历史、现在的数据，分析未来的走势，以便辅助企业及政府决策，提升尾矿库安全保障水平，有效防范和遏制重特大事故发生。

该系统依托智能的软件系统，建立分析预警模型，实现与GPRS平台结合，当发生异常时，及时自动发布短消息到矿方管理人员，尽快启动相应的预案。

尾矿库在线监测系统应依据尾矿库初步设计预警值设置，如果初步设计中没有给出预警值，应由有资质的相关单位给出。

2.监测内容。万利尾矿库在线监测系统实现了对尾矿库运行状态影像监控、尾矿坝位移 (表面、内部);坝体浸润线及地下水孔隙压力、库内水位、干滩指标的自动监测。并对坝体位移，浸润线、视频、干滩长度、库水位等进行监测。

(三)在线监测系统软件平台功能

1.数据采集终端软件。数据采集终端软件是通用的管理各种采集库水位、浸润线、孔隙水压力等监测设备的信息系统。数据采集终端软件负责配置采集设备的基本信息及采集频率，即支持定时采集，又采用主动式触发数据发送模式，即保证了数据的实时性，又保证了数据的有效性。

在系统初始化的过程中，数据采集终端软件可以快速的完成设备的调试工作。

通讯方式支持串口，GPRS等通讯协议。系统包括系统管理，设备管理和采集管理三大部分。主要负责采集设备的管理和设置。(1)系统管理:对设备的预警信息进行详细的设置，数据备份保证了数据安全。(2)设备管理:对所有的采集设备进行统一的管理，在管理上更加集中、方便。可实时检测各个设备的运行状态，发现异常，及时在库区机房主机上声光报警。(3)采集管理:对系统采集的原始数据进行了集中预处理，使其在信息发布系统中更加快速、直观的展示。采集管理提供了很强大的扩展功能，使整个系统能够更好的兼容各种采集设备，具有良好的扩展性及兼容性。(4)采集系统使用界面:采集系统主要完成现场传感器的采集以及基本参数、预警值的设定，数据库之间的转换。

2.信息发布平台。信息发布平台主要功能包括在线监测，数据分析，矿方管理，预报预警，系统管理五大部分。

(1)在线监测:以尾矿库平面图，模拟数据图，在线视频等多种方式，全方位体现出尾矿库的实际运行参数情况，保证了监测信息全面、及时、准确。(2)数据分析:针对尾矿库运行中的各项指标集中分析。提供了历史数据查询及多个安全指标数据对比的功能。(3)矿方管理:对尾矿库及其相应的预案信息，基础资料，周边环境，数据报表等进行集中管理，使矿方在尾矿库管理上更加信息化，自动化。(4)预报预警:实时分析和解读各监测数据，做出单项或多项对比报警功能，对出现的预报预警情况进行在库区机房声光报警和联动短信群发，并在预报预警的处理过程中建立消除机制，保证预报预警得到及时的处理。(5)系统管理:为信息发布平台提供了良好管理支持，使信息发布平台更加灵活、更易扩展。

3.与省局监测中心对接模块。与省局监控中心对接模块软件主要提供数据的采集、传送功能，一部分是基础数据及预警数据的内容。第二部分是库区影像信息内容。

在矿方的服务器上安装数据接口模块，省局领导可以在省局监控中心通过互联网实时查看尾矿库的实际情况。

数据在互联网中传送都采用加密数据，保证数据安全。

三、结束语

通过对辽阳万利尾矿库在线监测系统各部分的设计流程，并分别从系统功能及监测内容、在线监测系统软件平台功能两个方面对设计方案进行了阐述。体现出了在线监测系统的全面性、先进性及实用性。其监测效果良好，系统完善，数据准确，完全能够达到实际监测的目的。本文的研究成果希望为以后的尾矿库在线监测系统的优化提供理论参考。

［1］尾矿设施设计参考资料 ［M］.冶金工业出版社，1980.

［2］王奎华.岩土工程勘察［M］.中国建筑工业出版社，2005.

［3］龚晓南.土塑性力学［M］.浙江大学出版社，2001.

［4］卢颖，孙胜义，LUYing，等.我国矿山尾矿生产现状及综合治理利用［J］.矿业工程，2007，5(2):53－55.

张一诺 (1993－)，女，汉族，辽宁丹东人，在读硕士，沈阳建筑大学，研究方向:尾矿库在线监测及静动力稳定性分析。