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摘要：尾矿库为具有高势能的人造泥石流危险源，在我国数量众多，以往由于设计缺陷、管理不善、自然条件影响等多方面不利因素存在，安全事故频发，总体安全状况不容乐观。近年来，随着安全监管力度的加强以及人们对尾矿库事故危害认识的加深，尾矿库能否持续安全地运行，业已成为一个社会日益关注的问题。尾矿库工程安全监控，作为保证选厂正常运行并及时发现尾矿库病害的一项措施，其重要性可见一斑。《尾矿库安全监测技术规范》（AQ2030-2010）的出台，明确规定尾矿库的安全监测必须根据尾矿库设计等别、筑坝方式、地形和地质条件、地理环境等因素，设置必要的监测项目及其相应设施，定期进行监测。一等、二等、三等尾矿库必须安装在线监测系统。这对于我国安全管理尾矿库具有重大意义。
关键词：尾矿库；尾矿坝；安全；监控
中图分类号：S782文献标识码： A
引言
尾矿库作为一种特殊的岩土结构体，同时也是一座具有高势能的巨大危险源。尾矿库就其筑坝方式而言，可分为上游法筑坝、中线法筑坝、下游法筑坝及一次性筑坝等，而目前我国80%以上尾矿库仍主要采用的是传统的上游法筑坝。尾矿库的关键是尾矿坝的安全稳定，其与水库大坝有相似之处，但尾矿坝具有诸多特殊性和复杂性，如尾矿的颗粒组成、沉积规律、力学性质、设施特点、使用目的和服务方式等都有待进一步研究，由此致使影响尾矿坝安全稳定的因素颇多，在运行管理中，如何尽可能的掌握实际尾矿坝的特点，尾矿库工程安全监控的重要意义更为突出，其将为保证尾矿库的安全提供了强有力的科学和技术依据。
一、尾矿库简述
尾矿库是用于贮存金属、非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所，其库内存放有大量的尾矿砂和水，是一个人造泥石流危险源，一旦发生滑坡、溃坝等安全事故，不仅使企业经济蒙受损失，更对当地周边环境造成严重污染，甚至严重威胁到下游地区居民的生命财产安全。尾矿库是维持矿山企业安全生产的重要组成部分，规范强条要求选矿厂必须有尾矿设施，严禁任意排放尾矿。尾矿坝通常选择在尾矿库的整个服务期内分期筑坝。其中，前期用以拦挡选矿厂生产排出尾矿的构筑物称为初期坝；后期利用尾矿材料和矿山废石堆筑形成的尾矿挡拦体称为堆积坝。
我国尾矿库数量多、规模小，有部分达不到安全运行条件，且存在数量众多的病库与超期服役库，总体的安全现状不容乐观。据不完全统计，现国内有各类尾矿库1万多座，其中大中型尾矿库有1500多座。尾矿库的设计水平和施工质量是工程得以实施的前提，而后期运营管理则是整个项目得以安全使用的重要保证。基于多重不确定因素的存在，实施监控无疑是最能反映实际安全情况，确保尾矿库安全的一个重要手段。目前，尾矿库安全监控可分为人工监测和在线监测，两者各有特点，而随着数字化水平的提高，三等及以上尾矿库，规范已明确规定必须实施在线监测，并同时辅以人工监测。对于实施尾矿库在线监测，可方便、快捷的收集系列观测数据，通过分析计算及专题研究，可以对尾矿坝内部规律有更为深刻的认识，对企业安全、经济、高效的管理和设计、科研人员水平的提升具有重大意义。针对尾矿库工程来实施自动化安全监测系统并辅以人工监测，已成为一种趋势。
二、尾矿库的监控原则
尾矿坝作为一种特殊的岩土结构体，有其明显的特殊性，有学者已从多个方面对其进行了阐述与分析，包括尾矿介质本身组成、力学性质特点、排放方式过程中的不规则沉积规律，筑坝特点、用途及破坏形式等等。就此，尾矿库的监控，应围绕影响尾矿坝安全的各条件，实施有针对性的布置与设计，通过动态监测，及时准确地把握所监控项目的变化，最终指导工程运行实践。
具体到相应的监控原则，首先是确保监控系统科学可靠、布置合理、内容全面且经济实用；引用的仪器、设备、设施对工程运行管理的监控，应满足尾矿库原设计中，对各项尾矿坝安全稳定控制指标要求；监测数据应及时统计并加以分析，发现系统本身异常应及时校正，确保监测系统的稳定性、监测数据的实效性；为确保监测系统使用的可靠度及长效性，应结合具体工程实际情况，来选择较为先进的监测设施，并委托国内已具备较强实力的专业设备供货商及施工队伍进行施工和现场调试。以上主要是针对监控系统而言，而其中最为重要的问题，仍应该是管理技术人员对尾矿库安全的重视程度，由此，企业应该有相应的管理制度和安排专门的技术人员，专项负责尾矿库安全监控工作，并能够及时加以分析、上报，通过监控数据反映出现阶段尾矿库所存在的安全隐患或风险。
三、尾矿库安全监控内容
（一）坝体位移
尾矿库最大的灾害就是发生溃坝，而坝体位移作为灾害演化过程的一项直观指标，对其的监测，可以及时跟踪尾矿坝变形率和发展趋势。而通过分析研究原因，可及时采取应对措施并启用应急预案，起到有效避免事故发生或减少事故发生时造成巨大损失的关键作用。
坝体位移分类方式主要有两种：一种是按位移的方向分为垂直和水平变形，另外一种按位移所处的位置分为坝坡表面位移与坝体内部位移。坝坡表面位移的监测手段主要有人工经纬仪监测和GPS自动监测两种，坝体内部位移监测则通过布置钻孔，埋设倾斜仪来实现。
按有关要求，坝体位移监测应根据坝轴线的长短至少选择2-3个监测剖面，一般在最大坝高处、地质条件变化较大处及坝坡稳定性较差处均应布置监测剖面。根据监测剖面的长短，在坝坡表面从上到下均匀设置4-6个监测点。最下面一个监测点应布置在下游坝脚外稳定的地面上，以用于监测尾矿坝发生整体滑动的可能性。
（二）库水位及干滩长度
库水位及干滩长度，是判断尾矿库的防洪能力是否满足要求的两项重要指标。对其实施准确监控，是汛期有效排水避免洪水漫顶事故的保障，同时也是企业实施安全管理的依据。其中，在库内排水构筑物以及沉积滩滩面上设置自动监测仪，然后将所测信号传给中控室，就是一种既准确，又实时的监测方法。
（三）浸润线
尾矿库的浸润线俗称是尾矿坝安全的生命线，究其原因就是浸润线高度直接关系到坝坡的稳定性。由于尾矿堆积体的性质，坝顶尾矿排放方式、位置及气候条件的变化，尾矿坝的渗流场非常复杂，因此，对于浸润线位置的监测则显得尤为重要。具体过程一般应选择尾矿坝上最大断面或可能对下游造成重大危险的断面为监测剖面，对于有的薄弱坝段也应对其设置监测剖面。每个监测剖面应至少设置7个监测点，并应按照坝坡内的孔隙水压力变化梯度灵活选择。现阶段，尾矿堆坝坝坡浸润线监测仪器分两类，一类埋设测压管，人工现场实测，另一类是埋设特制传感器，半自动或自动观测。
（四）降雨量
可通过设置的翻斗式自计雨量计进行自动化计量。由于尾矿库库址一般比较偏僻，设计建设初期周边无或很难找到匹配的水文气象资料，通过降雨量的监测，可提供准确的降雨资料，加以统计分析后，可有效复核工程所在地水文计算，为汛期有效排洪，提供保障。
（五）数据的准确分析
监控并不同于监测，其除了通过各类监测措施完成对尾矿库的监测数据收集外，更重要的是对数据的系统分析。譬如对浸润线位置的确定，可直接建立稳定分析计算平台，通过数据改变，直接导入计算程序，通过计算，一旦发现超出原设计浸润线控制要求及安全稳定系数降低的迹象，立刻由预警系统报警，时刻确保尾矿坝的安全。有如对降雨量的分析，通过系列数据统计分析后，得出一般规律，并就此加以研究，改进监测系统，并将其与库内库水位、干滩长度信息等有效结合起来，从侧面来分析排洪系统的排水能力，同样用来确保尾矿库的安全。
（六）其它方面
其主要包括对排洪设施的检查、对坝体安全隐患的排查以及监测设施的不定期检查和维修等等方面，而这部分目前仍需要通过人工来完成。
结束语
综上所述，尾礦库安全运行的关键参数是坝体表面、内部变形、浸润线位置、库水位、干滩长度、降雨量，通过监测系统及数据分析可实现尾矿库的实时监控，对其开展进一步地应用和研究，必将成为尾矿库安全监控的发展趋势。
参考文献：
[1]刘海明,曹净,杨春和.尾矿库工程特性及其安全监控系统研究[J].昆明理工大学学报(自然科学版),2013,05，35-40.
[2]范拓.尾矿库在线安全监测系统技术研究[D].华南理工大学,2013.
[3]肖圣博.尾矿库在线安全监测技术及其预警方法研究[D].吉林大学,2013.
关键词：尾矿库；尾矿坝；安全；监控
中图分类号：S782文献标识码： A
引言
尾矿库作为一种特殊的岩土结构体，同时也是一座具有高势能的巨大危险源。尾矿库就其筑坝方式而言，可分为上游法筑坝、中线法筑坝、下游法筑坝及一次性筑坝等，而目前我国80%以上尾矿库仍主要采用的是传统的上游法筑坝。尾矿库的关键是尾矿坝的安全稳定，其与水库大坝有相似之处，但尾矿坝具有诸多特殊性和复杂性，如尾矿的颗粒组成、沉积规律、力学性质、设施特点、使用目的和服务方式等都有待进一步研究，由此致使影响尾矿坝安全稳定的因素颇多，在运行管理中，如何尽可能的掌握实际尾矿坝的特点，尾矿库工程安全监控的重要意义更为突出，其将为保证尾矿库的安全提供了强有力的科学和技术依据。
一、尾矿库简述
尾矿库是用于贮存金属、非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿的场所，其库内存放有大量的尾矿砂和水，是一个人造泥石流危险源，一旦发生滑坡、溃坝等安全事故，不仅使企业经济蒙受损失，更对当地周边环境造成严重污染，甚至严重威胁到下游地区居民的生命财产安全。尾矿库是维持矿山企业安全生产的重要组成部分，规范强条要求选矿厂必须有尾矿设施，严禁任意排放尾矿。尾矿坝通常选择在尾矿库的整个服务期内分期筑坝。其中，前期用以拦挡选矿厂生产排出尾矿的构筑物称为初期坝；后期利用尾矿材料和矿山废石堆筑形成的尾矿挡拦体称为堆积坝。
我国尾矿库数量多、规模小，有部分达不到安全运行条件，且存在数量众多的病库与超期服役库，总体的安全现状不容乐观。据不完全统计，现国内有各类尾矿库1万多座，其中大中型尾矿库有1500多座。尾矿库的设计水平和施工质量是工程得以实施的前提，而后期运营管理则是整个项目得以安全使用的重要保证。基于多重不确定因素的存在，实施监控无疑是最能反映实际安全情况，确保尾矿库安全的一个重要手段。目前，尾矿库安全监控可分为人工监测和在线监测，两者各有特点，而随着数字化水平的提高，三等及以上尾矿库，规范已明确规定必须实施在线监测，并同时辅以人工监测。对于实施尾矿库在线监测，可方便、快捷的收集系列观测数据，通过分析计算及专题研究，可以对尾矿坝内部规律有更为深刻的认识，对企业安全、经济、高效的管理和设计、科研人员水平的提升具有重大意义。针对尾矿库工程来实施自动化安全监测系统并辅以人工监测，已成为一种趋势。
二、尾矿库的监控原则
尾矿坝作为一种特殊的岩土结构体，有其明显的特殊性，有学者已从多个方面对其进行了阐述与分析，包括尾矿介质本身组成、力学性质特点、排放方式过程中的不规则沉积规律，筑坝特点、用途及破坏形式等等。就此，尾矿库的监控，应围绕影响尾矿坝安全的各条件，实施有针对性的布置与设计，通过动态监测，及时准确地把握所监控项目的变化，最终指导工程运行实践。
具体到相应的监控原则，首先是确保监控系统科学可靠、布置合理、内容全面且经济实用；引用的仪器、设备、设施对工程运行管理的监控，应满足尾矿库原设计中，对各项尾矿坝安全稳定控制指标要求；监测数据应及时统计并加以分析，发现系统本身异常应及时校正，确保监测系统的稳定性、监测数据的实效性；为确保监测系统使用的可靠度及长效性，应结合具体工程实际情况，来选择较为先进的监测设施，并委托国内已具备较强实力的专业设备供货商及施工队伍进行施工和现场调试。以上主要是针对监控系统而言，而其中最为重要的问题，仍应该是管理技术人员对尾矿库安全的重视程度，由此，企业应该有相应的管理制度和安排专门的技术人员，专项负责尾矿库安全监控工作，并能够及时加以分析、上报，通过监控数据反映出现阶段尾矿库所存在的安全隐患或风险。
三、尾矿库安全监控内容
（一）坝体位移
尾矿库最大的灾害就是发生溃坝，而坝体位移作为灾害演化过程的一项直观指标，对其的监测，可以及时跟踪尾矿坝变形率和发展趋势。而通过分析研究原因，可及时采取应对措施并启用应急预案，起到有效避免事故发生或减少事故发生时造成巨大损失的关键作用。
坝体位移分类方式主要有两种：一种是按位移的方向分为垂直和水平变形，另外一种按位移所处的位置分为坝坡表面位移与坝体内部位移。坝坡表面位移的监测手段主要有人工经纬仪监测和GPS自动监测两种，坝体内部位移监测则通过布置钻孔，埋设倾斜仪来实现。
按有关要求，坝体位移监测应根据坝轴线的长短至少选择2-3个监测剖面，一般在最大坝高处、地质条件变化较大处及坝坡稳定性较差处均应布置监测剖面。根据监测剖面的长短，在坝坡表面从上到下均匀设置4-6个监测点。最下面一个监测点应布置在下游坝脚外稳定的地面上，以用于监测尾矿坝发生整体滑动的可能性。
（二）库水位及干滩长度
库水位及干滩长度，是判断尾矿库的防洪能力是否满足要求的两项重要指标。对其实施准确监控，是汛期有效排水避免洪水漫顶事故的保障，同时也是企业实施安全管理的依据。其中，在库内排水构筑物以及沉积滩滩面上设置自动监测仪，然后将所测信号传给中控室，就是一种既准确，又实时的监测方法。
（三）浸润线
尾矿库的浸润线俗称是尾矿坝安全的生命线，究其原因就是浸润线高度直接关系到坝坡的稳定性。由于尾矿堆积体的性质，坝顶尾矿排放方式、位置及气候条件的变化，尾矿坝的渗流场非常复杂，因此，对于浸润线位置的监测则显得尤为重要。具体过程一般应选择尾矿坝上最大断面或可能对下游造成重大危险的断面为监测剖面，对于有的薄弱坝段也应对其设置监测剖面。每个监测剖面应至少设置7个监测点，并应按照坝坡内的孔隙水压力变化梯度灵活选择。现阶段，尾矿堆坝坝坡浸润线监测仪器分两类，一类埋设测压管，人工现场实测，另一类是埋设特制传感器，半自动或自动观测。
（四）降雨量
可通过设置的翻斗式自计雨量计进行自动化计量。由于尾矿库库址一般比较偏僻，设计建设初期周边无或很难找到匹配的水文气象资料，通过降雨量的监测，可提供准确的降雨资料，加以统计分析后，可有效复核工程所在地水文计算，为汛期有效排洪，提供保障。
（五）数据的准确分析
监控并不同于监测，其除了通过各类监测措施完成对尾矿库的监测数据收集外，更重要的是对数据的系统分析。譬如对浸润线位置的确定，可直接建立稳定分析计算平台，通过数据改变，直接导入计算程序，通过计算，一旦发现超出原设计浸润线控制要求及安全稳定系数降低的迹象，立刻由预警系统报警，时刻确保尾矿坝的安全。有如对降雨量的分析，通过系列数据统计分析后，得出一般规律，并就此加以研究，改进监测系统，并将其与库内库水位、干滩长度信息等有效结合起来，从侧面来分析排洪系统的排水能力，同样用来确保尾矿库的安全。
（六）其它方面
其主要包括对排洪设施的检查、对坝体安全隐患的排查以及监测设施的不定期检查和维修等等方面，而这部分目前仍需要通过人工来完成。
结束语
综上所述，尾礦库安全运行的关键参数是坝体表面、内部变形、浸润线位置、库水位、干滩长度、降雨量，通过监测系统及数据分析可实现尾矿库的实时监控，对其开展进一步地应用和研究，必将成为尾矿库安全监控的发展趋势。
参考文献：
[1]刘海明,曹净,杨春和.尾矿库工程特性及其安全监控系统研究[J].昆明理工大学学报(自然科学版),2013,05，35-40.
[2]范拓.尾矿库在线安全监测系统技术研究[D].华南理工大学,2013.
[3]肖圣博.尾矿库在线安全监测技术及其预警方法研究[D].吉林大学,2013.