第一篇：尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)考察總結報告

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)考察總結報告

摘要

通過此次山西各地尾礦庫的實地考察我們了解了現(xiàn)實中尾礦庫的具體內容，其中安全監(jiān)測（又稱在線監(jiān)測）設備在尾礦庫當中的應用是考察的重點，此次考察我們一共考察了9個尾礦庫，其中尖山尾礦庫是山西省第一個引進成套安全監(jiān)測設備的礦業(yè)單位，同時據(jù)我們了解它也是山西省目前在安全監(jiān)測方面最具權威的單位，在壩體浸潤線、壩體水平（沉降）位移、灘頂高程以及庫水位等方面的監(jiān)測已經(jīng)相當純熟，因此以尖山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)為例來簡述尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的具體內容。

正文

一、尖山尾礦庫概況

尖山鐵礦是國家大型黑色冶金礦山企業(yè),是太鋼集團重要的鐵精粉原料生產基地,年產鐵精粉320多萬t。其城東溝尾礦庫距選礦廠5 km,筑壩方式為上游式,采用水力旋流器筑壩工藝同分散放礦相結合的方法堆筑子壩平臺。初期壩設在溝口,初期壩地面標高1 276 m,初期壩壩頂標高1 305 m,壩高29 m。尾礦庫按原設計選礦廠年處理原礦400萬t,尾礦產率60%,尾礦最終堆積標高1 400 m,最大壩高124 m,總庫容9 427萬m3。按原處理量尾礦庫可使用51 年。目前尾礦堆積標高1 354 m,尾礦壩壩高已達78.0 m,從1 354 m到最終堆積標高1 400 m尚有庫容6 427萬m3,按年處理原礦1 100萬t,最終堆積標高提高到1 410 m,尚可使用15 年，屬于三等尾礦庫。整體布局見下圖。

圖1.1 尾礦庫遠景

圖1.2

尾礦庫遠景2

圖1.3

尾礦庫主壩

圖1.4

尾礦庫主壩2

圖1.5

施工建設中的后期壩

圖1.6

尾礦庫干灘

圖1.7

尾礦庫干灘2

二、尾礦庫安全監(jiān)測概況

尖山鐵礦是山西省首家投用尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)礦山企業(yè)，系統(tǒng)于2009年7月30號全部建設完成并投入使用，由北京礦咨信礦業(yè)技術研究有限公司設計和承建，主要監(jiān)測：壩體浸潤線埋深、壩體水平（沉降）位移、灘頂高程、干灘特征點高程、庫區(qū)水位、降雨量，通過對比分析，得出警告、預警和報警信息，實現(xiàn)尾礦庫的安全穩(wěn)定運行。

下面按照各個測量量的相關方面進行闡述：

1、壩體浸潤線埋深————滲壓管深埋測量

尖山尾礦庫浸潤線監(jiān)測是：浸潤線觀測點按平行壩軸線間距120 m，垂直壩軸線間距100 m布置，總共有39個浸潤線觀測點?，F(xiàn)狀條件下，浸潤線觀測點：1320 m子壩3個，1340 m子壩7個。并采用進口滲壓計檢測，浸潤線埋深控制：最小埋深6m(埋深普遍在15．5—30米)。浸潤線檢測：浸潤線水位測餐的精度不大于15 mm。

據(jù)了解滲壓管本身很長，它的前端兩米不透水，以此為線以上部分為透水層，通過人工鉆孔讓壩體內的地下水流過，流過時水面的高度平面便形成了所謂壩體一側的浸潤線，通過實時監(jiān)測浸潤線的位置（高度）數(shù)據(jù)從而有效保證尾礦庫安全。值得一提的是，尖山尾礦庫對不同時期的后期壩浸潤線測量有所區(qū)別，前期主要采取圖2.1的堅固模型，而隨著后期堆積的不斷拔高，浸潤線測量則采取了聯(lián)合水位監(jiān)測儀的方法，如圖2.2所示。

圖2.1 前幾期尾礦庫浸潤線監(jiān)測點

圖2.2

后幾期尾礦庫浸潤線監(jiān)測點

2、庫水位以及干灘長度監(jiān)測————溢洪塔底端帶有浮子式水位計

前面提過尖山尾礦庫分為主壩和子壩，排洪系統(tǒng)使用塔洞方案，溢洪塔為框架式結構，有4個溢洪塔。l#，2#,3#溢洪洞已經(jīng)封堵埋沒，現(xiàn)在只啟用4#溢洪塔。其中庫水位的監(jiān)測主要在4個溢洪塔那邊，在溢洪塔底端帶有浮子式水位計以及監(jiān)控設備，如圖3.2所示據(jù)了解溢洪塔測量干灘長度主要是根據(jù)干灘長度可以通過沉積灘頂與庫水位高差、尾礦庫的實際運行坡度計算獲得，通過設置安全長度對壩體安全進行預警。

庫水位檢測采用防感應雷擊能力較強的遙測水位計。該水位計是一種浮子傳感器型水位計。

圖3.1

4號溢洪塔銘牌

圖3.2

溢洪塔底端（帶有浮子式水位計）

圖3.3

溢洪塔遠景

3、壩體水平（沉降）位移————GPS定位監(jiān)測

尖山尾礦庫可以說走在了全省壩體位移監(jiān)測的最前列，率先安裝了全套GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)，由于GPS具有精度高、操作性強和易于管理等優(yōu)點，通過尾礦庫監(jiān)測管理系統(tǒng)可以輕松的做到實時監(jiān)測壩體位移將數(shù)據(jù)反饋到管理者界面上。

尾礦庫沒置了位移觀測設施，位移觀測點按平行壩軸線問距120 m、垂直壩軸線間距100 m布置，初期壩和尾礦壩共布置39個位移標點。目前子壩1356 1111標高以下，壩體表面位移標點：初期壩2個，1320 m子壩3個，1340 m子壩7個；壩體表面形變檢測采用GPS位移檢測的方式。

尖山尾礦庫壩體形變監(jiān)測系統(tǒng)，其包括：監(jiān)測站，包括監(jiān)測站ＧＰＳ天線和監(jiān)測站ＧＰＳ接收機以及監(jiān)測站通訊模塊；基準站，包括基準站ＧＰＳ天線和基準站ＧＰＳ接收機以及基準站通訊模塊；以及數(shù)據(jù)控制模塊，連接于監(jiān)測站和基準站，用于處理來自于監(jiān)測站和基準站的數(shù)據(jù)，并對監(jiān)測站和基準站進行控制。

如圖4.1所示，GPS監(jiān)測點上面安有4個接收天線，用于接收GPS信號從而得到壩體位移信息。不過美中不足的是購買成套的GPS位移監(jiān)測系統(tǒng)成本過高，對于項目的研究不是很合適，但是在壩體位移監(jiān)測方面也為我們提供了一個很好的借鑒。

圖4.1

GPS監(jiān)測點

圖4.2

GPS監(jiān)測點遠景

4、灘頂高程測量————干灘設置標桿測量

尖山尾礦庫干灘自動化監(jiān)測系統(tǒng)，是在尾礦庫干灘上設置多個剖面，每個剖面設兩個監(jiān)測點，在上述監(jiān)測點處設置干灘高程監(jiān)測儀，測量該監(jiān)測點處的高灘高程數(shù)據(jù)，通過無線傳輸方式傳送至數(shù)據(jù)采集設備；上述數(shù)據(jù)采集設備所匯集的高灘高程數(shù)據(jù)，傳送至控制中心計算機中，計算機內的專用軟件根據(jù)每一個剖面的灘頂和灘內兩處高程數(shù)據(jù)，結合庫區(qū)水位數(shù)據(jù)，解算庫區(qū)的安全高差和調洪高差是否處于尾礦安全生產規(guī)范所要求的安全標準內，并根據(jù)解算結果自動發(fā)出相關預警信息。本實用新型實現(xiàn)了尾礦庫干灘數(shù)據(jù)在各種惡劣條件下的自動化采集，真正實現(xiàn)了尾礦庫干灘數(shù)據(jù)、安全高差、調洪高差在各種條件下的實時監(jiān)測，具有產業(yè)上的利用價值。

如圖5.1所示，干灘中等間距設置了10個測量標桿，仔細觀察會發(fā)現(xiàn)在標桿頂端有一個類似于突起的裝置，據(jù)了解是小型太陽能裝置，能夠為標桿的傳感器進行供電，從而合理的利用資源，而且這種灘頂高程的測量方法還能夠達到很高的標準，能夠滿足尾礦庫的精度要求。

圖5.1

灘頂高程測量標桿

圖5.2

測量標桿遠景

5、太陽能供電裝置

尖山尾礦庫在環(huán)保節(jié)能方面也走在了前面，在壩體的一側設置了專門的太陽能供電模塊，稱為“采集室”，如圖所示，房頂安裝有一塊太陽能板，據(jù)了解在陽光充足的情況下可以對整個系統(tǒng)進行持續(xù)供電，不但節(jié)省成本，也能避免造成過多的資源浪費和環(huán)境污染。

圖6.1 太陽能供電模塊

圖6.2

太陽能采集室

6、視頻監(jiān)控設施

尖山尾礦庫在主要6個地點設置了視頻監(jiān)控點，通過安全監(jiān)測系統(tǒng)對如干灘、尾礦壩大院、初期壩等尾礦壩關鍵地段進行實時的視頻監(jiān)控，實時的掌握大壩基本情況，對于任何可能的突發(fā)狀況做出快速有效地處理，更好的提高大壩監(jiān)測的安全系數(shù)。

圖7.1 監(jiān)控室視頻監(jiān)控界面

7、監(jiān)控室尾礦庫管理系統(tǒng)概況

尖山鐵礦尾礦庫安裝了成套在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，其中也包括工程師在監(jiān)控室中完成實時監(jiān)控的管理系統(tǒng)，如圖所示是我們拍到的尾礦庫管理系統(tǒng)的界面和主要功能以及相關數(shù)據(jù)，在監(jiān)測過程中用戶可以通過設置一定的數(shù)值上限作為報警臨界值，若超過此值則報警，管理者可以很輕松的完成對大監(jiān)測的各方面進行實時管理，同時系統(tǒng)模塊化設計更方便人們來管理，及時發(fā)現(xiàn)問題并作出相關措施，這是監(jiān)測過程核心的部分。

圖8.1

系統(tǒng)模擬尾礦庫畫面（紅色標記干灘監(jiān)測點位置）

圖8.2

GPS觀測點分布

圖8.3

浸潤線觀測點分布

圖8.4

實時監(jiān)測數(shù)據(jù)界面

圖8.5

沉降位移監(jiān)測界面

結合了解到的尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的信息可以看出了解到現(xiàn)在可行的在線監(jiān)測系統(tǒng)公認的設計要求，如下所示：

(1)浸潤線觀測孔和壩體表面位移標點要按照尾礦庫設計單位的設計布設，另外還要考慮尾礦庫后續(xù)27個浸潤線觀測孔和27個壩體表面位移標點的擴展性和部分數(shù)據(jù)線的預先鋪設。數(shù)據(jù)傳輸用光纜從尾礦庫傳至礦調度中心。

(2)壩體表面形變檢測：采用GPS位移檢測的方式，檢測精度不大子2 mm。

(3)防洪高差檢測：防洪高差的檢測是通過液位計檢測處理得到的，精度為≤±0．1 m。(4)庫水位檢測：庫水位測量的精度不大于15mm。

(5)干灘長度檢測：干灘長度的檢測是通過數(shù)據(jù)處理得到的，精度為≤±10 m。由于尖山鐵礦在實際運行過程中干灘長度近l km，遠遠大于設計420 m的干灘長度要求，所以對干灘長度檢測精度要求較低。

三、收獲與不足

此次考察尾礦庫之行可以說收獲頗豐，相對于泛泛的在實驗室查資料憑空想象，實地的考察則顯得更加直觀明了，現(xiàn)實中跟自己腦子里面想的有很大區(qū)別，也讓自己對尾礦壩有了一個全新的認識，更加重要的是通過現(xiàn)場調研我們也真正了解了實際的尾礦庫安全監(jiān)測是什么樣子、具體用什么方法、采用何種設備以及實際操作狀況等信息，同時在監(jiān)控室里也親身體驗了在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)操作下各種監(jiān)測如何協(xié)調等方面的解決，通過考察真正對尾礦壩安全監(jiān)測、對咱們的項目規(guī)劃有了全新的認識。

不過美中不足的是由于實際安裝了安全監(jiān)測系統(tǒng)的尾礦庫是集體采購的一整套在線安全監(jiān)測系統(tǒng)，因此對于具體到每個器件甚至傳感器單元的具體信息以及參數(shù)等詳細信息生產廠家并沒有提供，我們也就無法得到具體到節(jié)點的有效信息，只能得知一些合作公司的簡單信息，具體細節(jié)并不是很詳細，但是通過此次考察我們還是學到了很多東西，尤其是了解到很多有用的信息，對后面的項目進程都有很大幫助。

四、安全監(jiān)測系統(tǒng)的可行性方案

綜合所考察的9個尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的實際情況可以看出，在監(jiān)測對象方面可以大體分為浸潤線、庫水位、干灘長度、干灘標程，壩體位移，降雨量、視頻監(jiān)控等幾個方面來監(jiān)測，通過客戶端與服務器連接從而實時的反映出各個檢測量的情況，并通過網(wǎng)絡向上級機關進行匯報，大大加強了尾礦庫的安全系數(shù)。對于安全監(jiān)測的幾個方面，結合我們自己的想法，我想提出自己的可行性方案如下：

1.浸潤線監(jiān)測：所有考察的尾礦庫都是采用深埋滲壓管來實現(xiàn)，通過中間透水部分流過的水面高度來監(jiān)測浸潤線，一般埋深為15.5到30米，在滲壓管中安裝類似于浮子式水位計的壓力傳感器，根據(jù)水的壓強變化來監(jiān)測，同時還可監(jiān)測滲流量，這個方法是現(xiàn)在比較成熟的。傳感器方面建議采取振弦式滲壓計安裝在滲壓管中，從而實時監(jiān)測浸潤線和滲流量等參數(shù)。

2.壩體位移監(jiān)測：同樣的所有尾礦庫都是采用GPS監(jiān)測位移，包括水平位移和沉降位移，這也是一個核心的部分，一套完整的在線監(jiān)測系統(tǒng)最重要也是最昂貴的就是GPS位移監(jiān)測模塊，只是價格上來說比較昂貴，我曾經(jīng)考慮過用激光原理來監(jiān)測位移，但是由于激光的直線性傳輸使得它很難對位移的細微變化準確監(jiān)測，而且激光本身也需要耗費大量時間且技術并不成熟，因此這個方法行不通。綜合考慮還是應該選用GPS監(jiān)測系統(tǒng)來實現(xiàn)位移監(jiān)測，不過我們想所拍到的只是GPS的接收裝置，另外在監(jiān)控室旁邊設有GPS基站，以此為基準進行測量，因此我們可以做的應該是接收裝置以及后期的無線組網(wǎng)這些工作，具體用到的高精度傳感器需要另行購買。3.干灘長度、庫水位：前面已經(jīng)提到干灘長度和庫水位都是通過安裝在溢洪塔上面的水位計來實現(xiàn)的，區(qū)別在于庫水位是直接測量得到，而干灘長度則是通過庫水位和干灘長度成反比的關系，同時結合具體的幾何關系相似三角形計算得出的因此二者可以合二為一，庫水位監(jiān)測有多種選擇，常見的是浮子式，另外還有超聲波等，值得一提的是干灘高程的監(jiān)測就是在標桿上端安裝超聲波傳感器，通過兩點間干灘的高度差經(jīng)計算便可得出干灘長度，因此才會劃分成干灘長度和干灘高程兩個測量參數(shù)。4.視頻監(jiān)控：我想這個應該是最簡單的，現(xiàn)在的視頻監(jiān)控技術越來越成熟，應用也很廣泛，只需要選好幾個監(jiān)測點，一般為6到9個點，然后安裝攝像頭最后組網(wǎng)即可，而且我們的現(xiàn)實條件也允許我們自行制作視頻監(jiān)控設備，十分方便。另外在龍華尾礦庫我們還發(fā)現(xiàn)除了攝像頭他們還加裝了夜視儀，也算是一個創(chuàng)新了。

5.系統(tǒng)界面：需要作為補充的是，我們所考察的9個尾礦庫中監(jiān)控室里面除了實時傳送的視頻監(jiān)控圖像外，還有為了方便監(jiān)控的管理員系統(tǒng)，正如上面舉例的尖山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)界面一樣，不同公司做的系統(tǒng)有所不同，但基本功能都差不多，我想到后期我們也需要做出這樣的一個系統(tǒng)軟件，方便用戶對實時了解尾礦庫現(xiàn)狀并進行管理，使用起來能夠方便快捷。

第二篇：尾礦庫在線自動監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

尾礦庫在線自動監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

一.需求分析：.......................................................2

二、方案設計........................................................4

（一）監(jiān)測指標選擇.............................................................................................4

（二）監(jiān)測系統(tǒng)設計.............................................................................................6 1．浸潤線監(jiān)測................................................................................................6 2．庫水位監(jiān)測................................................................................................7 4．壩體位移監(jiān)測............................................................................................7

5、視頻監(jiān)測....................................................................................................7

（三）某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)設計方案.............................................................8

三、運營/管理......................................................10

（一）設備安裝...................................................................................................10

（二）運營管理...................................................................................................11

四、產品映射.......................................................13

五、標準支持.......................................................14

六、標準化程度.....................................................16

七、效果分析.......................................................16

一.需求分析：

安全生產事關廣大人民群眾的根本利益，事關改革發(fā)展和穩(wěn)定的大局。我國在確立了“安全第一，預防為主，綜合治理”的安全生產基本方針和“安全發(fā)展”的指導原則后，從安全法制、安全責任、安全投入、安全科技和安全文化等方面入手，強化安全監(jiān)管工作。但受我國現(xiàn)階段生產力發(fā)展水平較低、企業(yè)安全生產基礎薄弱、從業(yè)人員安全意識不強、安全法制不健全等因素的影響，我國安全生產形勢依然嚴峻，工礦商貿領域安全生產重特大事故時有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起了國家的高度重視。

金屬與非金屬礦山是工業(yè)生產的高危行業(yè)，其事故發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)在全國工業(yè)安全生產領域占較大的比重。尾礦庫是金屬與非金屬礦山安全生產的重要環(huán)節(jié)，也是該領域的重大危險源之一，作為具有高勢能的人造泥石流危險源，其一旦發(fā)生事故，將會給下游人民生命財產安全造成巨大損失，給當?shù)丨h(huán)境造成嚴重污染，給當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定也帶來嚴重的負面影響。

經(jīng)過50多年發(fā)展，我國已成為世界礦業(yè)大國，目前全國有金屬非金屬礦山92071座，其中金屬礦山8239座，非金屬礦山83832座，冶金、有色、化工、核工業(yè)、建材和輕工業(yè)等行業(yè)的礦山都有尾礦設施。經(jīng)初步統(tǒng)計，全國有尾礦庫7610座，總庫容約5×109m3,堆存尾礦約5.5×109t。其中正常運行的約有4800座，占63％，危庫、險庫和危險性較大的病庫約有2810座，占37％。

我國作為發(fā)展中國家，經(jīng)濟比較落后，從安全上看，尾礦庫還存在以下不利因素：一是筑壩尾礦粒度細。由于筑壩的尾礦粒度細，細尾礦的力學強度低、透水性差、不易固結，造成壩體穩(wěn)定性較差；二是上游法筑壩多。我國目前85％的尾礦庫采用上游法筑壩，較下游法和中線法筑壩的壩體穩(wěn)定性差；三是尾礦庫安全設計標準較低。我國作為發(fā)展中國家，尾礦庫防洪、抗震及壩體穩(wěn)定等建設標準與發(fā)達國家相比相對偏低；四是小型庫多。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；五是受地震威脅大。我國是多地震國家，尾礦庫防震抗震是重要問題；六是失事后果嚴重。我國人口眾多，尾礦庫難以避開居民區(qū)和重要工業(yè)、交通設施，一旦失事，損失巨大。

美國克拉克大學公害評定小組的研究表明，尾礦庫事故的危害，在世界93種 事故、公害的隱患中，名列第18位。它僅次于核武器爆炸、DDT、神經(jīng)毒氣、核輻射以及其它13種災害，而比航空失事、火災等其它60種災害嚴重，直接造成百人以上死亡的尾礦庫事故已不鮮見。如1972年2月26日，美國布法羅尼河礦尾礦壩潰壩，造成125人死亡，4000人無家可歸；1985年7月中旬，意大利東北部的普瑞皮爾尾礦庫潰壩，造成250人死亡。

我國尾礦庫歷史上曾發(fā)生過多起重特大事故，給人民生命財產安全造成了重大損失。如：1962年9月25日，云錫公司火古都尾礦庫潰壩，造成171人死亡、92人受傷，受災人口13970人；1994年7月13日，湖北大冶有色金屬公司龍角山尾礦庫潰壩，造成30死亡；2000年10月18日，廣西南丹宏圖選廠尾礦庫垮塌，造成28人死亡、56人受傷。

近年來，尾礦庫垮壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢有發(fā)生，給人民群眾生命財產安全造成重大損失，對環(huán)境安全構成重要威脅。據(jù)初步統(tǒng)計，自2005年以來，全國發(fā)生尾礦庫潰壩等重特大事故17起、死亡41人，重傷1人，輕傷28人，給人民群眾生命財產和環(huán)境安全帶來嚴重損失。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。

尾礦庫的安全監(jiān)測對于加強尾礦庫的安全監(jiān)管，把握尾礦庫的安全現(xiàn)狀，減少尾礦庫的事故發(fā)生等具有重要意義。當前，我國尾礦庫安全運行的主要技術參數(shù)如壩體形變位移、庫水位、浸潤線埋深等，均由人工定期用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進行測量，安全監(jiān)測工作量大、受天氣、人工、現(xiàn)場條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人工誤差。同時，人工監(jiān)測還存在不能及時監(jiān)測尾礦庫的各項技術參數(shù)，難以及時掌握尾礦庫各項安全技術指標等缺點，這些都將影響尾礦庫的安全生產和安全管理水平。我國安全生產市場急需尾礦庫潰壩災害的實時、連續(xù)監(jiān)測的技術和產品。

尾礦庫自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的實施，便于企業(yè)和安全監(jiān)管部門快速掌握與尾礦庫安全密切相關的技術指標的最新動態(tài)，有利于及時掌握尾礦庫的運行狀況和安全現(xiàn)狀，可以提高尾礦庫的安全性，保障庫區(qū)下游企業(yè)正常運轉及庫區(qū)人民群眾的生命財產安全，避免因尾礦庫事故而造成的環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境。

水利工程和高邊坡工程的監(jiān)測技術發(fā)展較快。從20世紀50年代開始，在我國大壩、高邊坡變形監(jiān)測領域開始研究和使用人工變形監(jiān)測系統(tǒng)，其中應用經(jīng)緯儀、3 水準儀等監(jiān)測儀器監(jiān)測壩體變形的監(jiān)測方法有視準線法、引張線法、前方交會法、壩面水準測量法以及連通管法等。20世紀70年代末，以傳感器為基礎的大壩自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)開始應用于葛洲壩水利樞紐、新豐江水利工程等壩體位移的監(jiān)測中。20世紀90年代開始了大壩及高邊坡的GPS自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的研究，GPS技術已經(jīng)應用于三峽工程、黃河小浪底水利樞紐工程、浙江天荒坪抽水蓄能電站、湖北清江隔河巖水利工程、龍羊峽水庫近岸等大壩或高邊坡的變形監(jiān)測。目前，多傳感器數(shù)據(jù)融合的大壩變形自動監(jiān)測技術、監(jiān)測系統(tǒng)的自動化、網(wǎng)絡化和信息化技術是大壩和高邊坡工程監(jiān)測領域的研究發(fā)展趨勢。

當前尾礦庫較為落后的安全監(jiān)測技術和監(jiān)測手段，不能滿足包括企業(yè)自身在內的全社會對于提高尾礦庫管理水平和安全狀況的迫切需要。目前，我國尾礦庫的監(jiān)測技術還處于起步階段。尾礦庫的管涌流土、地震液化等壩體內部致災因素引起壩坡失穩(wěn)的預警技術基本屬于空白，其監(jiān)測、預警技術的研究成果較少。特別指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，因此尾礦庫自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的設施實施是面向我國尾礦庫安全的重大需求，具有良好的應用前景。

二、方案設計

（一）監(jiān)測指標選擇

尾礦庫內存有大量尾礦漿沉淀水，水位相對比較穩(wěn)定；同時，從尾礦壩壩頂排放尾礦時，礦漿向庫內流淌的過程中，礦漿水不斷向下滲透；此外，汛期大量降雨。這些因素在尾礦壩體內形成一個龐大滲流場。再者，尾礦沉積體屬非均值體，排礦部位又需要經(jīng)常調換；壩體又在不斷增高；況且在尾礦庫整個服務期間內，礦源及選礦流程有可能改變，尾礦性能自然也會變化。這就是尾礦壩滲流場異常復雜的原因。浸潤線即滲流流網(wǎng)的自由水面線，是尾礦壩安全的生命線，浸潤線的高度直接關系到壩體穩(wěn)定及安全性狀，因此，對于浸潤線位置的監(jiān)測是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內容之一。如圖1所示，圖中孔隙水壓力為0的線即為尾礦壩的浸潤線。

圖1 某尾礦壩孔隙水壓力分布圖（單位:kPa）

尾礦庫內存有大量尾礦漿沉淀水，庫水位監(jiān)測的目的是根據(jù)其水位的高低可判斷該庫防洪能力是否滿足安全要求。具體地說：一個完善的設計在設計文本中會給出防洪所需的調洪水深，并要求在設計洪水位（即最高洪水位）時，要同時滿足設計規(guī)定的最小安全超高和最小安全干灘長度的要求。因此，對于庫水位位置的把握可以直接防止尾礦庫在汛期避免洪水漫頂潰壩事故的發(fā)生，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)在汛期來臨之前，直觀地了解和掌握庫水位是否達到了設計要求的汛前限制水位。由此可見，庫水位的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測也是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內容之一。圖2給出了安全灘長監(jiān)測法的示意圖。

圖2 安全灘長檢測法

如圖2所示，設現(xiàn)狀庫水位為Hs，先在沉積灘上用皮尺量出[Lg]，并插上標桿a，用儀器測出a點地面標高Ha，當Ht = Ha – Hs≥ [Ht] 時，即認為安全灘長滿足設計要求。否則，不滿足。同理，也有安全超高檢測法。

尾礦庫發(fā)生潰壩災害，壩體位移是災害演化過程的直觀反應指標，因此對于壩體下游坡變形的掌握，可以及時發(fā)現(xiàn)尾礦壩變形率和發(fā)展速度，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)進行科學的應急決策，并及時采取應急對策措施，從而避免災害的發(fā)生或者減少災害發(fā)生造成的危害。圖3給出了尾礦庫尾礦壩的典型變形矢量圖，從圖中可知壩體下游坡發(fā)生向下和偏向下游的變形。

圖3 尾礦壩典型變形矢量圖

在定量評價尾礦庫的防洪能力時，需要測定灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高，當前的檢測方法較難準確并快速測定這兩個指標，問題在于水邊線的界線很不明顯，該處又無法進人，通常只能目測。據(jù)此推算出來的總干灘長度和調洪干灘長度自然也是極不可信的。因此，在尾礦庫安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，應增加快速并簡捷的標高測定方法。因此，灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高，是尾礦庫安全監(jiān)測需要測定的指標。

此外，在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實時掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，以滿足準確清晰把握尾礦庫運行狀況的需要。綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測指標包括：浸潤線；庫水位；灘面標高；壩體位移；視頻圖像。

（二）監(jiān)測系統(tǒng)設計 1．浸潤線監(jiān)測

一般選擇尾礦庫壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測剖面。大型尾礦庫在一些薄壩段也應設有監(jiān)測剖面。每個監(jiān)測剖面應至少設置5個監(jiān)測點，并應根據(jù)設計資料中壩體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測點。尾礦壩壩坡浸潤線監(jiān)測儀器分兩類。一類埋設測壓管，人工現(xiàn)場實測；另一類是埋設特制傳感器，進行半自動或自動觀測。

浸潤線監(jiān)測儀器埋設位置的選擇，應根據(jù)《尾礦庫安全技術規(guī)程》（AQ2006－2005）中規(guī)定的計算工況所得到的壩體浸潤線位置來埋設。在作壩體抗滑穩(wěn)定分析時，設計規(guī)范規(guī)定浸潤線須按正常運行和洪水運行兩種工況分別給出。設計 6 時所給出的浸潤線位置應是監(jiān)測儀器埋設深度的最重要的依據(jù)。

2．庫水位監(jiān)測

一般在庫內排水構筑物上設置自動監(jiān)測儀，將所測信號傳給室內接收機處理得到庫水位。既準確，又適時。需要指出的是，庫內排水構筑物一般位于尾礦庫內，排水構筑物周邊為尾礦澄清水，因此需要在監(jiān)測系統(tǒng)布置前，針對特定尾礦庫的實際情況，靈活選擇施工方案。

3．干灘標高監(jiān)測

干灘標高的測量不同于其它點標高的測量，這是由尾礦壩自身的運行特點決定的，隨著尾礦壩的不斷填筑加高，灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高是兩個動態(tài)變化的指標，因此，不能在某一位置架設堅固的不能移動的標高監(jiān)測設備。采用移動GPS，定期監(jiān)測尾礦壩灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高。該方法靈活簡便、具有較高精度、利于位置變化。

4．壩體位移監(jiān)測

正是由于過去對尾礦壩壩體位移監(jiān)測認識不足，尾礦壩位移監(jiān)測手段不多。壩體變形計算至今尚未納入設計規(guī)范。對于較大的尾礦壩，設計僅在壩體表面設置位移觀測樁。具體監(jiān)測手段主要有人工用經(jīng)緯儀監(jiān)測和GPS自動監(jiān)測兩種。根據(jù)壩的長短至少選擇2～3個監(jiān)測剖面。一般在最大壩高處、地基地形地質變化較大處均應布置監(jiān)測剖面。

每個剖面上根據(jù)壩的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設置4～6個監(jiān)測點。最下面一個點應設置在壩腳外5～10m范圍內的地面上，以用于監(jiān)測尾礦壩發(fā)生整體滑動的可能性。

5、視頻監(jiān)測

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實時掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運行狀況，通 7 常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，以滿足準確清晰把握尾礦庫運行狀況的需要。

（三）某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)設計方案

某尾礦庫初期壩壩頂標高為163.5m（東壩壩高為20m，西壩壩高為24.2m）。后期壩壩頂標高為220m。后期壩采用上游式尾礦筑壩。最終總庫容為1350萬m3。2008年1月子壩壩頂標高為201m，沉積灘頂標高約為198m。目前總壩高為58.7m，總庫容不到1000萬m3，暫屬四等尾礦庫。當沉積灘頂標高達到199.3m時，就升為三等尾礦庫。該尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測設計方案為：

1、庫水位監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：尾礦庫溢水塔上。

2）監(jiān)測儀器：電子水位傳感器（無線傳輸）。3）儀器數(shù)量：1個。

2、灘頂和灘面標高監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩和西壩的沉積灘面上各選三條垂直于子壩的直線，直線間距為100 m。在每條線的灘頂和距灘頂70 m處各設一個灘面標高兩個點均為監(jiān)測點。

2）監(jiān)測儀器：小旗和移動GPS，定期檢查小旗標高，并輸入軟件。3）儀器數(shù)量：移動GPS一臺，小旗12桿。

3、浸潤線監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：選擇了（位于鉆孔ZK13以東3～5m處）、Q2（位于鉆孔ZK01以東3～5m處）、Q3（位于鉆孔ZK23以東3～5m處）、Q4（位于鉆孔ZK31以東3～5m處）。

在Q1、Q3剖面的第一、三、五期子壩頂各布設兩個浸潤線觀測點（兩點間距0.5m），每個點埋設1個傳感器。第一期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為6m和10m（自孔口地面算起）；第三期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為8m和13m；第五期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為8m和15m。

在Q2、Q4剖面的第三、五期子壩頂各布設1個浸潤線觀測點，每個點埋設1個傳感器。第三期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為13m；第五期子壩頂兩個傳感 器的埋深分別為15m。

2）監(jiān)測儀器：振弦式孔壓傳感器、光纖滲壓傳感器。

3）儀器數(shù)量：振弦式孔壓傳感器（10個），光纖滲壓傳感器（6個）。

4、位移GPS監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩最大壩高剖面G1和西壩最大壩高剖面G2的壩坡上各布設4個監(jiān)測點。4個監(jiān)測點的位置分別設在壩腳、第一、三、五期子壩頂上。

2）監(jiān)測儀器：GPS 3）儀器數(shù)量：一個基站、八個測點。

5、壩內位移監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：ZK53、ZK15、ZK24、ZK32以東3～5m，每個斷面3個位移監(jiān)測點。

2）監(jiān)測儀器：測斜儀＋測斜管。

3）儀器數(shù)量：SINCO測斜儀一臺，測斜管若干長度。

7、可視化監(jiān)測

在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，通過現(xiàn)場攝像頭實時拍攝并快速傳輸至控制室的顯示屏幕上，能夠直觀地顯現(xiàn)尾礦庫生產放礦及筑壩運行等情況。

圖4 某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)結構圖

圖5 某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝圖

三、運營/管理

（一）設備安裝

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝時，應注意以下問題：

1．安裝的儀器設備的安全問題。尾礦庫一般處在高山峽谷等人員稀少的場地，且尾礦庫占地面積較大，因此，儀器設備的防盜問題是面臨的安全問題之一。因此，傳感器、攝像頭及GPS等設備應安裝穩(wěn)固，均應在安全過程中考慮防盜問題，GPS接收機應放置在水泥墩內，避免因為設備主機被盜，導致系統(tǒng)無法正常工作。

2．購買的GPS等設備應該有避雷裝置。GPS設備靠接收星歷信號來準確測定壩體變形狀況，GPS天線應盡量選擇軛流圈天線，盡可能保證雷雨天氣的設備安全。

3．安裝位置應考慮尾礦壩填筑過程高程變化。尾礦庫的運行期為尾礦壩不斷升高、儲存尾砂庫容不斷增大的過程，與水利工程不同，其壩頂高程隨著生產運行期的發(fā)展不斷變化。此外，對于上游式尾礦壩來說，其壩軸線還要不斷向庫內前移（如圖6所示）。因此，GPS、孔壓傳感器等設備的埋設位置應能夠滿足尾礦庫整個運行期安全監(jiān)測和安全管理的需要，應針對整個運行期綜合考慮。

圖6 上游式尾礦壩筑壩方式圖

4．應注意浸潤線監(jiān)測儀器埋設位置。尾礦壩總在不斷加高，尾礦壩浸潤線還受降雨和放礦水的影響，其深度在一定范圍內經(jīng)常變動?，F(xiàn)有的觀測設施只能測出進水孔處的水頭或孔隙壓力。從流網(wǎng)圖可知：只有當某個深度的水頭與該深度的高程相等時，或者說當某個深度的孔隙壓力接近于零時，該深度才是浸潤線的位置。監(jiān)測儀器埋深了，測得的浸潤線比實際浸潤線低；儀器埋淺了，測不到浸潤線。浸潤線的位置應根據(jù)設計資料綜合考慮。

（二）運營管理

基于金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)，在尾礦庫的運行過程中，除了應及時掌握各種監(jiān)測技術指標的最新數(shù)據(jù)外，還要有尾礦庫安全與否的預警技術和響應方法。本系統(tǒng)認為，應結合尾礦庫定量安全評價方法，通過對尾礦庫運行期的安全評價和監(jiān)測指標數(shù)據(jù)安全度分析后，可以建立尾礦庫運營管理的預警技術和響應方法。

1．浸潤線指標的預警方法

通過尾礦壩現(xiàn)狀的勘察和資料分析，掌握特定尾礦壩的沉積規(guī)律、材料分區(qū)及概化方法、堆壩材料的物理力學特性指標，通過滲流驗算及分析，掌握汛期設計資料允許的最高浸潤線高程。該指標即時浸潤線監(jiān)測指標的預警及響應標準。

其中，滲流驗算的計算方法如下所示： 滲流分析的基本方程為：

式中，[K]為透水系數(shù)矩陣；{H}為總水頭向量；[M]為單元儲水量矩陣；{Q}為流量向量；t為時間。

對于等別不高的尾礦庫，還可以依據(jù)國家標準《構筑物抗震設計規(guī)范》中有關尾礦壩浸潤線高度的預警指標進行預警。

2．防洪能力的預警方法

防洪能力的預警是避免汛期發(fā)生尾礦庫漫頂潰壩事故的最有效方法。通過調洪驗算得到當前庫水位下，設計最高洪水位下尾礦庫需要的調洪水深，即可以掌握當前干灘長度是否滿足調洪水深的要求。

3．壩體位移的預警方法

通過尾礦壩當前運行現(xiàn)狀的有限元強度折減法壩坡穩(wěn)定性分析，可以近似得到發(fā)生極限滑動情況時，壩體一定深度及表面的變形情況，并結合尾礦壩位移監(jiān)測趨勢及變形率的定性判斷，可以準確把握尾礦庫因受力情況發(fā)生位移趨勢及變化速率，從而及時預警并采取響應措施，疏散下游群眾，并采取積極措施加固壩坡，避免因壩坡失穩(wěn)發(fā)生潰壩的嚴重危害。

其中，強度折減法計算壩體位移量的計算方法如下所示：

圖7 壩坡有限元網(wǎng)格示意圖

圖7為一壩坡的有限元網(wǎng)格示意圖，假定A點為某一單元的一個高斯點，以下關于點的應力分析均以A點為例。設尾礦的抗剪強度指標為c和?，則土的抗剪強度為：

假設尾礦的抗剪強度以某一折減系數(shù)F按下式進行折減：

當折減系數(shù)較小時，尾礦的抗剪強度較高，整個壩坡基本處于彈性狀態(tài)。然后逐漸增加折減系數(shù)，則尾礦的抗剪強度逐漸降低，壩坡中處于彈性的范圍會相應減少。如對于A點，當折減系數(shù)增加到某一較大的值時，會不再處于彈性狀態(tài)，其摩爾－庫侖強度包線會下移至與應力摩爾圓相交。

當折減系數(shù)繼續(xù)增加，尾礦的抗剪強度進一步減小，壩坡的塑性區(qū)會進一步增大；當折減系數(shù)增加到某一數(shù)值時，塑性區(qū)形成連通的區(qū)域，尾礦沿該剪切面發(fā)生不收斂的塑性剪切變形。此時認為壩坡發(fā)生破壞，強度折減系數(shù)即認為是壩坡的整體安全系數(shù)；滑裂面的位置可根據(jù)位移增量等值線或最大剪應變增量等值線的疏密來確定，也可根據(jù)破壞區(qū)域的范圍來判斷。

基于剛體極限平衡理論的壩坡穩(wěn)定分析方法已相當成熟且廣泛應用于尾礦壩在內的邊坡穩(wěn)定分析中。然而，該法在處理荷載條件和邊界條件復雜的邊坡時常遇到困難?；趶姸日蹨p的有限元法，能夠處理復雜荷載和邊界條件，算法先進，可以更為準確地分析尾礦壩的壩坡穩(wěn)定性，為尾礦庫安全監(jiān)測位移指標的預警提供依據(jù)。

4．注重與日常巡檢工作結合

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的實施，可以使管理者在主控制室內能夠及時把握尾礦庫的最新動態(tài)和監(jiān)測指標信息，但是，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)不能完全代替尾礦庫日常巡檢工作，應與日常巡檢結合，通過監(jiān)測指標和日常巡檢結合的比對，能夠更為科學的掌握尾礦庫的安全狀況和運行特點。

四、產品映射

1．孔壓傳感器的技術要求

1）準確度高，靈敏度高，穩(wěn)定性好，體積小，重量輕，直接頻率輸出，激勵電路封裝在水密殼體內。2）測量范圍：0.1、0.2、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0、MPa（對應于10-1000m水深）。

3）準確度：±0.5%FS。

4）可直接用于江河、湖泊、海水的深度和液體壓力的測量，也可用作剖面系統(tǒng)的深度傳感器。

2．GPS設備的技術要求

1）GPS接收機及其配套設備，要求包括從數(shù)據(jù)采集、集中傳輸、解算處理、顯示和記錄及避雷和防盜等安全保護設施的全部設備。

2）精度要求，水平：3mm+0.5ppm ,垂直：5mm+0.5ppm；上述精度指標要求有國家光電檢測中心等權威機構的檢測結果，并具有權威機構頒發(fā)的證書。

3）解算軟件上有各個GPS接收機的獨立監(jiān)控模塊，通過解算軟件，可以在計算機中實時顯示具有上述精度的各個GPS接收機的坐標和位移量，并能夠實時記錄在文本文件中。

4）GPS接收機天線為軛流圈天線。5）具有避雷設施及其它安全保護措施。

五、標準支持

在尾礦庫安全領域，技術標準主要參照《尾礦庫安全技術規(guī)程》（AQ2006-2005）。該標準有關尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)定包括以下內容：

1．4級以上尾礦壩應設置壩體位移和壩體浸潤線觀測設施。必要時還宜設置孔隙水壓力、滲透水量及其渾濁度的觀測設施。

2．做好日常巡檢和定期觀測，并進行及時、全面的記錄。發(fā)現(xiàn)安全隱患時，應及時處理并向企業(yè)主管領導報告。

3．尾礦庫運行期間應加強浸潤線觀測，注意壩體浸潤線埋深及其出逸點的變化情況和分布狀態(tài)，嚴格按設計要求控制。

4．尾礦庫灘頂高程的檢測，應沿壩（攤）頂方向布置測點進行實測，其測量誤差應小于20mm。當灘頂一端高一端低時，應在低標高段選較低處檢測1～3個點；當灘頂高低相同時，應選較低處不少于3個點；其他情況，每100m壩長選 較低處檢測1～2點，但總數(shù)不少于3個點。

5．根據(jù)尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為危庫、險庫、病庫、正常庫四個等級。除正常庫外，前三類從文字上看，只是程度有所不同。尾礦庫安全度定義緊緊依靠尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中設定的監(jiān)測指標來評判。

例如，危庫是指安全沒有保障，隨時可能發(fā)生垮壩事故的尾礦庫，危庫必須停止生產并采取應急措施，危庫定義見圖8。

圖8 尾礦庫安全度中危庫的定義 尾礦庫安全度中同時滿足圖9四個工況的尾礦庫為正常庫。

圖9 尾礦庫安全度中正常庫的定義

綜上所述，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠緊扣我國現(xiàn)行尾礦庫安全技術標準，具有較大的實用意義和價值。

六、標準化程度

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的浸潤線、庫水位、灘面標高、壩體位移、視頻圖像，均能夠為尾礦庫日常安全管理及尾礦庫安全運行服務。我國尾礦庫中85%以上為上游式尾礦壩筑壩，該系統(tǒng)對于上游式筑壩的尾礦庫具有良好的應用前景，今后監(jiān)測系統(tǒng)若能與不同等別尾礦庫相結合，上升到安全技術標準，可以全面提高我國尾礦庫安全管理水平，減少我國尾礦庫事故發(fā)生的數(shù)量，保障尾礦庫庫區(qū)人民生命財產、環(huán)境安全及社會穩(wěn)定，為構建和諧社會服務。

七、效果分析

當前，我國安全生產形勢依然嚴峻，工礦商貿領域安全生產重特大事故時有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起全社會的高度重視。在《國務院關 于實施國家突發(fā)公共事件總體應急預案的決定》（國發(fā)〔2005〕11號）中明確要求 “科技部、教育部、中科院、社科院、工程院、中國科協(xié)等有關部門和科研教學單位，要積極開展公共安全領域的科學研究；加大公共安全檢測、預測、預警、預防和應急處置技術研發(fā)的投入，不斷改進技術裝備，建立健全應急平臺，提高我國公共安全科技水平”。在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中把“公共安全”問題列入了國家科技發(fā)展的“重點領域”，要重點研究開發(fā)地震、臺風、暴雨、洪水、地質災害等監(jiān)測、預警和應急處置關鍵技術，森林火災、潰壩、決堤險情等重大災害的監(jiān)測預警技術以及重大自然災害綜合風險分析評估技術。同時，2007年國家安全生產監(jiān)督管理總局、國家發(fā)展改革委、國土資源部、國家環(huán)?？偩致?lián)合組織了全國范圍的尾礦庫專項整治行動，使得尾礦庫的安全運行和管理已引起全社會的廣泛關注。

近年來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，每年以10%左右的速度遞增，在經(jīng)濟高速發(fā)展的帶動下，鋼鐵、有色金屬和水泥等主要原材料工業(yè)擴張迅速，隨著金屬非金屬礦山采選業(yè)的迅速發(fā)展，尾礦庫的安全生產和環(huán)境安全等問題日益顯現(xiàn)，特別需要指出的是，我國尾礦庫下游大都為人口密集區(qū)、城鎮(zhèn)或大型工廠企業(yè)，因此，尾礦庫的安全備受關注。如何針對我國尾礦庫分布特點和現(xiàn)狀，提高尾礦庫安全管理水平，是擺在全社會的一個重要問題。金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的逐步實施和推廣，可以大幅度提高我國對于尾礦庫潰壩災害機理的認識水平，全面提升尾礦庫安全監(jiān)管和日常管理水平，增強企業(yè)、社會、政府對于尾礦庫災害的預警響應能力，建立更便于尾礦庫運行期安全管理和風險控制的潰壩風險綜合評判方法。特別需要指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)將具有廣泛的市場前景和重要的應用價值。

第三篇：尾礦庫監(jiān)測資料（本站推薦）

尾礦庫監(jiān)測市場分析

一、需求分析

安全生產事關廣大人民群眾的根本利益，事關改革發(fā)展和穩(wěn)定的大局。我國在確立了“安全第一，預防為主，綜合治理”的安全生產基本方針和“安全發(fā)展”的指導原則后，從安全法制、安全責任、安

全投入、安全科技和安全文化等方面入手，強化安全監(jiān)管工作。但受我國現(xiàn)階段生產力發(fā)展水平較低、企業(yè)安全生產基礎薄弱、從業(yè)人員安全意識不強、安全法制不健全等因素的影響，我國安全生產形勢依然嚴峻，工礦商貿領域安全生產重特大事故時有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起了國家的高度重視。

金屬與非金屬礦山是工業(yè)生產的高危行業(yè)，其事故發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)在全國工業(yè)安全生產領域占較大的比重。尾礦庫是金屬與非金屬礦山安全生產的重要環(huán)節(jié)，也是該領域的重大危險源之一，作為具有高勢能的人造泥石流危險源，其一旦發(fā)生事故，將會給下游人民生命財產安全造成巨大損失，給當?shù)丨h(huán)境造成嚴重污染，給當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定也帶來嚴重的負面影響。

經(jīng)過50多年發(fā)展，我國已成為世界礦業(yè)大國，目前全國有金屬非金屬礦山92071座，其中金屬礦山8239座，非金屬礦山83832座，冶金、有色、化工、核工業(yè)、建材和輕工業(yè)等行業(yè)的礦山都有尾礦設施。經(jīng)初步統(tǒng)計，全國有尾礦庫7610座，總庫容約5×109m3,堆存尾礦約5.5×109t。其中正常運行的約有4800座，占63％，危庫、險庫和危險性較大的病庫約有2810座，占37％。

我國作為發(fā)展中國家，經(jīng)濟比較落后，從安全上看，尾礦庫還存在以下不利因素：一是筑壩尾礦粒度細。由于筑壩的尾礦粒度細，細尾礦的力學強度低、透水性差、不易固結，造成壩體穩(wěn)定性較差；二是上游法筑壩多。我國目前85％的尾礦庫采用上游法筑壩，較下游法和中線法筑壩的壩體穩(wěn)定性差；三是尾礦庫安全設計標準較低。我國作為發(fā)展中國家，尾礦庫防洪、抗震及壩體穩(wěn)定等建設標準與發(fā)達國家相比相對偏低；四是小型庫多。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；五是受地震威脅大。我國是多地震國家，尾礦庫防震抗震是重要問題；六是失事后果嚴重。我國人口眾多，尾礦庫難以避開居民區(qū)和重要工業(yè)、交通設施，一旦失事，損失巨大。

美國克拉克大學公害評定小組的研究表明，尾礦庫事故的危害，在世界93種事故、公害的隱患中，名列第18位。它僅次于核武器爆炸、DDT、神經(jīng)毒氣、核輻射以及其它13種災害，而比航空失事、火災等其它60種災害嚴重，直接造成百人以上死亡的尾礦庫事故已不鮮見。如1972年2月26日，美國布法羅尼河礦尾礦壩潰壩，造成125人死亡，4000人無家可歸；1985年7月中旬，意大利東北部的普瑞皮爾尾礦庫潰壩，造成250人死亡。

我國尾礦庫歷史上曾發(fā)生過多起重特大事故，給人民生命財產安全造成了重大損失。如：1962年9月25日，云錫公司火古都尾礦庫潰壩，造成171人死亡、92人受傷，受災人口13970人；1994年7月13日，湖北大冶有色金屬公司龍角山尾礦庫潰壩，造成30死亡；2000年10月18日，廣西南丹宏圖選廠尾礦庫垮塌，造成28人死亡、56人受傷。

近年來，尾礦庫垮壩造成人員傷亡和有毒污染物下泄的事故屢有發(fā)生，給人民群眾生命財產安全造成重大損失，對環(huán)境安全構成重要威脅。據(jù)初步統(tǒng)計，自2005年以來，全國發(fā)生尾礦庫潰壩等重特大事故17起、死亡41人，重傷1人，輕傷28人，給人民群眾生命財產和環(huán)境安全帶來嚴重損失。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。

尾礦庫的安全監(jiān)測對于加強尾礦庫的安全監(jiān)管，把握尾礦庫的安全現(xiàn)狀，減少尾礦庫的事故發(fā)生等具有重要意義。當前，我國尾礦庫安全運行的主要技術參數(shù)如壩體形變位移、庫水位、浸潤線埋深等，均由人工定期用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進行測量，安全監(jiān)測工作量大、受天氣、人工、現(xiàn)場條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人工誤差。同時，人工監(jiān)測還存在不能及時監(jiān)測尾礦庫的各項技術參數(shù)，難以及時掌握尾礦庫各項安全技術指標等缺點，這些都將影響尾礦庫的安全生產和安全管理水平。我國安全生產市場急需尾礦庫潰壩災害的實時、連續(xù)監(jiān)測的技術和產品。

尾礦庫自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的實施，便于企業(yè)和安全監(jiān)管部門快速掌握與尾礦庫安全密切相關的技術指標的最新動態(tài)，有利于及時掌握尾礦庫的運行狀況和安全現(xiàn)狀，可以提高尾礦庫的安全性，保障庫區(qū)下游企業(yè)正常運轉及庫區(qū)人民群眾的生命財產安全，避免因尾礦庫事故而造成的環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境。

水利工程和高邊坡工程的監(jiān)測技術發(fā)展較快。從20世紀50年代開始，在我國大壩、高邊坡變形監(jiān)測領域開始研究和使用人工變形監(jiān)測系統(tǒng)，其中應用經(jīng)緯儀、水準儀等監(jiān)測儀器監(jiān)測壩體變形的監(jiān)測方法有視準線法、引張線法、前方交會法、壩面水準測量法以及連通管法等。20世紀70年代末，以傳感器為基礎的大壩自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)開始應用于葛洲壩水利樞紐、新豐江水利工程等壩體位移的監(jiān)測中。20世紀90年代開始了大壩及高邊坡的GPS自動化變形監(jiān)測系統(tǒng)的研究，GPS技術已經(jīng)應用于三峽工程、黃河小浪底水利樞紐工程、浙江天荒坪抽水蓄能電站、湖北清江隔河巖水利工程、龍羊峽水庫近岸等大壩或高邊坡的變形監(jiān)測。目前，多傳感器數(shù)據(jù)融合的大壩變形自動監(jiān)測技術、監(jiān)測系統(tǒng)的自動化、網(wǎng)絡化和信息化技術是大壩和高邊坡工程監(jiān)測領域的研究發(fā)展趨勢。

當前尾礦庫較為落后的安全監(jiān)測技術和監(jiān)測手段，不能滿足包括企業(yè)自身在內的全社會對于提高尾礦庫管理水平和安全狀況的迫切需要。目前，我國尾礦庫的監(jiān)測技術還處于起步階段。尾礦庫的管涌流土、地震液化等壩體內部致災因素引起壩坡失穩(wěn)的預警技術基本屬于空白，其監(jiān)測、預警技術的研究成果較少。特別指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，因此尾礦庫自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的設施實施是面向我國尾礦庫安全的重大需求，具有良好的應用前景。

二、方案設計

（一）監(jiān)測指標選擇

尾礦庫內存有大量尾礦漿沉淀水，水位相對比較穩(wěn)定；同時，從尾礦壩壩頂排放尾礦時，礦漿向庫內流淌的過程中，礦漿水不斷向下滲透；此外，汛期大量降雨。這些因素在尾礦壩體內形成一個龐大滲流場。再者，尾礦沉積體屬非均值體，排礦部位又需要經(jīng)常調換；壩體又在不斷增高；況且在尾礦庫整個服務期間內，礦源及選礦流程有可能改變，尾礦性能自然也會變化。這就是尾礦壩滲流場異常復雜的原因。浸潤線即滲流流網(wǎng)的自由水面線，是尾礦壩安全的生命線，浸潤線的高度直接關系到壩體穩(wěn)定及安全性狀，因此，對于浸潤線位置的監(jiān)測是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內容之一。

尾礦庫內存有大量尾礦漿沉淀水，庫水位監(jiān)測的目的是根據(jù)其水位的高低可判斷該庫防洪能力是否滿足安全要求。具體地說：一個完善的設計在設計文本中會給出防洪所需的調洪水深，并要求在設計洪水位（即最高洪水位）時，要同時滿足設計規(guī)定的最小安全超高和最小安全干灘長度的要求。因此，對于庫水位位置的把握可以直接防止尾礦庫在汛期避免洪水漫頂潰壩事故的發(fā)生，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)在汛期來臨之前，直觀地了解和掌握庫水位是否達到了設計要求的汛前限制水位。由此可見，庫水位的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測也是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內容之一。

尾礦庫發(fā)生潰壩災害，壩體位移是災害演化過程的直觀反應指標，因此對于壩體下游坡變形的掌握，可以及時發(fā)現(xiàn)尾礦壩變形率和發(fā)展速度，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)進行科學的應急決策，并及時采取應急對策措施，從而避免災害的發(fā)生或者減少災害發(fā)生造成的危害。

在定量評價尾礦庫的防洪能力時，需要測定灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高，當前的檢測方法較難準確并快速測定這兩個指標，問題在于水邊線的界線很不明顯，該處又無法進人，通常只能目測。據(jù)此推算出來的總干灘長度和調洪干灘長度自然也是極不可信的。因此，在尾礦庫安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，應增加快速并簡捷的標高測定方法。因此，灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高，是尾礦庫安全監(jiān)測需要測定的指標。

此外，在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實時掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，以滿足準確清晰把握尾礦庫運行狀況的需要。綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測指標包括：浸潤線；庫水位；灘面標高；壩體位移；視頻圖像。

（二）監(jiān)測系統(tǒng)設計 1．浸潤線監(jiān)測

一般選擇尾礦庫壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測剖面。大型尾礦庫在一些薄壩段也應設有監(jiān)測剖面。每個監(jiān)測剖面應至少設置5個監(jiān)測點，并應根據(jù)設計資料中壩體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測點。尾礦壩壩坡浸潤線監(jiān)測儀器分兩類。一類埋設測壓管，人工現(xiàn)場實測；另一類是埋設特制傳感器，進行半自動或自動觀測。

浸潤線監(jiān)測儀器埋設位置的選擇，應根據(jù)《尾礦庫安全技術規(guī)程》（AQ2006－2005）中規(guī)定的計算工況所得到的壩體浸潤線位置來埋設。在作壩體抗滑穩(wěn)定分析時，設計規(guī)范規(guī)定浸潤線須按正常運行和洪水運行兩種工況分別給出。設計時所給出的浸潤線位置應是監(jiān)測儀器埋設深度的最重要的依據(jù)。2．庫水位監(jiān)測

一般在庫內排水構筑物上設置自動監(jiān)測儀，將所測信號傳給室內接收機處理得到庫水位。既準確，又適時。需要指出的是，庫內排水構筑物一般位于尾礦庫內，排水構筑物周邊為尾礦澄清水，因此需要在監(jiān)測系統(tǒng)布置前，針對特定尾礦庫的實際情況，靈活選擇施工方案。3．干灘標高監(jiān)測

干灘標高的測量不同于其它點標高的測量，這是由尾礦壩自身的運行特點決定的，隨著尾礦壩的不斷填筑加高，灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高是兩個動態(tài)變化的指標，因此，不能在某一位置架設堅固的不能移動的標高監(jiān)測設備。采用移動GPS，定期監(jiān)測尾礦壩灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高。該方法靈活簡便、具有較高精度、利于位置變化。4．壩體位移監(jiān)測

正是由于過去對尾礦壩壩體位移監(jiān)測認識不足，尾礦壩位移監(jiān)測手段不多。壩體變形計算至今尚未納入設計規(guī)范。對于較大的尾礦壩，設計僅在壩體表面設置位移觀測樁。具體監(jiān)測手段主要有人工用經(jīng)緯儀監(jiān)測和GPS自動監(jiān)測兩種。根據(jù)壩的長短至少選擇2～3個監(jiān)測剖面。一般在最大壩高處、地基地形地質變化較大處均應布置監(jiān)測剖面。

每個剖面上根據(jù)壩的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設置4～6個監(jiān)測點。最下面一個點應設置在壩腳外5～10m范圍內的地面上，以用于監(jiān)測尾礦壩發(fā)生整體滑動的可能性。

5、視頻監(jiān)測 在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實時掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，以滿足準確清晰把握尾礦庫運行狀況的需要。

（三）某尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)設計方案

某尾礦庫初期壩壩頂標高為163.5m（東壩壩高為20m，西壩壩高為24.2m）。后期壩壩頂標高為220m。后期壩采用上游式尾礦筑壩。最終總庫容為1350萬m3。2008年1月子壩壩頂標高為201m，沉積灘頂標高約為198m。目前總壩高為58.7m，總庫容不到1000萬m3，暫屬四等尾礦庫。當沉積灘頂標高達到199.3m時，就升為三等尾礦庫。該尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測設計方案為：

1、庫水位監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：尾礦庫溢水塔上。

2）監(jiān)測儀器：電子水位傳感器（無線傳輸）。

3）儀器數(shù)量：1個。

2、灘頂和灘面標高監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩和西壩的沉積灘面上各選三條垂直于子壩的直線，直線間距為100 m。在每條線的灘頂和距灘頂70 m處各設一個灘面標高兩個點均為監(jiān)測點。

2）監(jiān)測儀器：小旗和移動GPS，定期檢查小旗標高，并輸入軟件。

3）儀器數(shù)量：移動GPS一臺，小旗12桿。

3、浸潤線監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：選擇了（位于鉆孔ZK13以東3～5m處）、Q2（位于鉆孔ZK01以東3～5m處）、Q3（位于鉆孔ZK23以東3～5m處）、Q4（位于鉆孔ZK31以東3～5m處）。

在Q1、Q3剖面的第一、三、五期子壩頂各布設兩個浸潤線觀測點（兩點間距0.5m），每個點埋設1個傳感器。第一期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為6m和10m（自孔口地面算起）；第三期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為8m和13m；第五期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為8m和15m。

在Q2、Q4剖面的第三、五期子壩頂各布設1個浸潤線觀測點，每個點埋設1個傳感器。第三期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為13m；第五期子壩頂兩個傳感器的埋深分別為15m。

2）監(jiān)測儀器：振弦式孔壓傳感器、光纖滲壓傳感器。

3）儀器數(shù)量：振弦式孔壓傳感器（10個），光纖滲壓傳感器（6個）。

4、位移GPS監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：在東壩最大壩高剖面G1和西壩最大壩高剖面G2的壩坡上各布設4個監(jiān)測點。4個監(jiān)測點的位置分別設在壩腳、第一、三、五期子壩頂上。

2）監(jiān)測儀器：GPS

3）儀器數(shù)量：一個基站、八個測點。

5、壩內位移監(jiān)測

1）監(jiān)測部位：ZK53、ZK15、ZK24、ZK32以東3～5m，每個斷面3個位移監(jiān)測點。

2）監(jiān)測儀器：測斜儀＋測斜管。

3）儀器數(shù)量：SINCO測斜儀一臺，測斜管若干長度。

7、可視化監(jiān)測

在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，通過現(xiàn)場攝像頭實時拍攝并快速傳輸至控制室的顯示屏幕上，能夠直觀地顯現(xiàn)尾礦庫生產放礦及筑壩運行等情況。

三、運營/管理

（一）設備安裝

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝時，應注意以下問題：

1．安裝的儀器設備的安全問題。尾礦庫一般處在高山峽谷等人員稀少的場地，且尾礦庫占地面積較大，因此，儀器設備的防盜問題是面臨的安全問題之一。因此，傳感器、攝像頭及GPS等設備應安裝穩(wěn)固，均應在安全過程中考慮防盜問題，GPS接收機應放置在水泥墩內，避免因為設備主機被盜，導致系統(tǒng)無法正常工作。

2．購買的GPS等設備應該有避雷裝置。GPS設備靠接收星歷信號來準確測定壩體變形狀況，GPS天線應盡量選擇軛流圈天線，盡可能保證雷雨天氣的設備安全。

3．安裝位置應考慮尾礦壩填筑過程高程變化。尾礦庫的運行期為尾礦壩不斷升高、儲存尾砂庫容不斷增大的過程，與水利工程不同，其壩頂高程隨著生產運行期的發(fā)展不斷變化。此外，對于上游式尾礦壩來說，其壩軸線還要不斷向庫內前移。因此，GPS、孔壓傳感器等設備的埋設位置應能夠滿足尾礦庫整個運行期安全監(jiān)測和安全管理的需要，應針對整個運行期綜合考慮。

4．應注意浸潤線監(jiān)測儀器埋設位置。尾礦壩總在不斷加高，尾礦壩浸潤線還受降雨和放礦水的影響，其深度在一定范圍內經(jīng)常變動?，F(xiàn)有的觀測設施只能測出進水孔處的水頭或孔隙壓力。從流網(wǎng)圖可知：只有當某個深度的水頭與該深度的高程相等時，或者說當某個深度的孔隙壓力接近于零時，該深度才是浸潤線的位置。監(jiān)測儀器埋深了，測得的浸潤線比實際浸潤線低；儀器埋淺了，測不到浸潤線。浸潤線的位置應根據(jù)設計資料綜合考慮。

（二）運營管理

基于金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)，在尾礦庫的運行過程中，除了應及時掌握各種監(jiān)測技術指標的最新數(shù)據(jù)外，還要有尾礦庫安全與否的預警技術和響應方法。本系統(tǒng)認為，應結合尾礦庫定量安全評價方法，通過對尾礦庫運行期的安全評價和監(jiān)測指標數(shù)據(jù)安全度分析后，可以建立尾礦庫運營管理的預警技術和響應方法。

1．浸潤線指標的預警方法

通過尾礦壩現(xiàn)狀的勘察和資料分析，掌握特定尾礦壩的沉積規(guī)律、材料分區(qū)及概化方法、堆壩材料的物理力學特性指標，通過滲流驗算及分析，掌握汛期設計資料允許的最高浸潤線高程。該指標即時浸潤線監(jiān)測指標的預警及響應標準。

其中，滲流驗算的計算方法如下所示：

滲流分析的基本方程為：

式中，[K]為透水系數(shù)矩陣；{H}為總水頭向量；[M]為單元儲水量矩陣；{Q}為流量向量；t為時間。

對于等別不高的尾礦庫，還可以依據(jù)國家標準《構筑物抗震設計規(guī)范》中有關尾礦壩浸潤線高度的預警指標進行預警。

2．防洪能力的預警方法

防洪能力的預警是避免汛期發(fā)生尾礦庫漫頂潰壩事故的最有效方法。通過調洪驗算得到當前庫水位下，設計最高洪水位下尾礦庫需要的調洪水深，即可以掌握當前干灘長度是否滿足調洪水深的要求。

3．壩體位移的預警方法

通過尾礦壩當前運行現(xiàn)狀的有限元強度折減法壩坡穩(wěn)定性分析，可以近似得到發(fā)生極限滑動情況時，壩體一定深度及表面的變形情況，并結合尾礦壩位移監(jiān)測趨勢及變形率的定性判斷，可以準確把握尾礦庫因受力情況發(fā)生位移趨勢及變化速率，從而及時預警并采取響應措施，疏散下游群眾，并采取積極措施加固壩坡，避免因壩坡失穩(wěn)發(fā)生潰壩的嚴重危害。

當折減系數(shù)繼續(xù)增加，尾礦的抗剪強度進一步減小，壩坡的塑性區(qū)會進一步增大；當折減系數(shù)增加到某一數(shù)值時，塑性區(qū)形成連通的區(qū)域，尾礦沿該剪切面發(fā)生不收斂的塑性剪切變形。此時認為壩坡發(fā)生破壞，強度折減系數(shù)即認為是壩坡的整體安全系數(shù)；滑裂面的位置可根據(jù)位移增量等值線或最大剪應變增量等值線的疏密來確定，也可根據(jù)破壞區(qū)域的范圍來判斷。

基于剛體極限平衡理論的壩坡穩(wěn)定分析方法已相當成熟且廣泛應用于尾礦壩在內的邊坡穩(wěn)定分析中。然而，該法在處理荷載條件和邊界條件復雜的邊坡時常遇到困難?；趶姸日蹨p的有限元法，能夠處理復雜荷載和邊界條件，算法先進，可以更為準確地分析尾礦壩的壩坡穩(wěn)定性，為尾礦庫安全監(jiān)測位移指標的預警提供依據(jù)。

4．注重與日常巡檢工作結合尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的實施，可以使管理者在主控制室內能夠及時把握尾礦庫的最新動態(tài)和監(jiān)測指標信息，但是，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)不能完全代替尾礦庫日常巡檢工作，應與日常巡檢結合，通過監(jiān)測指標和日常巡檢結合的比對，能夠更為科學的掌握尾礦庫的安全狀況和運行特點。

四、產品映射

1．孔壓傳感器的技術要求

1）準確度高，靈敏度高，穩(wěn)定性好，體積小，重量輕，直接頻率輸出，激勵電路封裝在水密殼體內。

2）測量范圍：0.1、0.2、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0、MPa（對應于10-1000m水深）。

3）準確度：±0.5%FS。

4）可直接用于江河、湖泊、海水的深度和液體壓力的測量，也可用作剖面系統(tǒng)的深度傳感器。

2．GPS設備的技術要求

1）GPS接收機及其配套設備，要求包括從數(shù)據(jù)采集、集中傳輸、解算處理、顯示和記錄及避雷和防盜等安全保護設施的全部設備。

2）精度要求，水平：3mm+0.5ppm ,垂直：5mm+0.5ppm；上述精度指標要求有國家光電檢測中心等權威機構的檢測結果，并具有權威機構頒發(fā)的證書。

3）解算軟件上有各個GPS接收機的獨立監(jiān)控模塊，通過解算軟件，可以在計算機中實時顯示具有上述精度的各個GPS接收機的坐標和位移量，并能夠實時記錄在文本文件中。

4）GPS接收機天線為軛流圈天線。

5）具有避雷設施及其它安全保護措施。

五、標準支持

在尾礦庫安全領域，技術標準主要參照《尾礦庫安全技術規(guī)程》（AQ2006-2005）。該標準有關尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)定包括以下內容：

1．4級以上尾礦壩應設置壩體位移和壩體浸潤線觀測設施。必要時還宜設置孔隙水壓力、滲透水量及其渾濁度的觀測設施。

2．做好日常巡檢和定期觀測，并進行及時、全面的記錄。發(fā)現(xiàn)安全隱患時，應及時處理并向企業(yè)主管領導報告。

3．尾礦庫運行期間應加強浸潤線觀測，注意壩體浸潤線埋深及其出逸點的變化情況和分布狀態(tài)，嚴格按設計要求控制。

4．尾礦庫灘頂高程的檢測，應沿壩（攤）頂方向布置測點進行實測，其測量誤差應小于20mm。當灘頂一端高一端低時，應在低標高段選較低處檢測1～3個點；當灘頂高低相同時，應選較低處不少于3個點；其他情況，每100m壩長選較低處檢測1～2點，但總數(shù)不少于3個點。

5．根據(jù)尾礦庫防洪能力和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為危庫、險庫、病庫、正常庫四個等級。除正常庫外，前三類從文字上看，只是程度有所不同。尾礦庫安全度定義緊緊依靠尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中設定的監(jiān)測指標來評判。

例如，危庫是指安全沒有保障，隨時可能發(fā)生垮壩事故的尾礦庫，危庫必須停止生產并采取應急措施，綜上所述，尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)能夠緊扣我國現(xiàn)行尾礦庫安全技術標準，具有較大的實用意義和價值。

六、標準化程度

尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的浸潤線、庫水位、灘面標高、壩體位移、視頻圖像，均能夠為尾礦庫日常安全管理及尾礦庫安全運行服務。我國尾礦庫中85%以上為上游式尾礦壩筑壩，該系統(tǒng)對于上游式筑壩的尾礦庫具有良好的應用前景，今后監(jiān)測系統(tǒng)若能與不同等別尾礦庫相結合，上升到安全技術標準，可以全面提高我國尾礦庫安全管理水平，減少我國尾礦庫事故發(fā)生的數(shù)量，保障尾礦庫庫區(qū)人民生命財產、環(huán)境安全及社會穩(wěn)定，為構建和諧社會服務。

七、效果分析

當前，我國安全生產形勢依然嚴峻，工礦商貿領域安全生產重特大事故時有發(fā)生，特別是近年來尾礦庫事故多發(fā)，已引起全社會的高度重視。在《國務院關于實施國家突發(fā)公共事件總體應急預案的決定》（國發(fā)〔2005〕11號）中明確要求 “科技部、教育部、中科院、社科院、工程院、中國科協(xié)等有關部門和科研教學單位，要積極開展公共安全領域的科學研究；加大公共安全檢測、預測、預警、預防和應急處置技術研發(fā)的投入，不斷改進技術裝備，建立健全應急平臺，提高我國公共安全科技水平”。在《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》中把“公共安全”問題列入了國家科技發(fā)展的“重點領域”，要重點研究開發(fā)地震、臺風、暴雨、洪水、地質災害等監(jiān)測、預警和應急處置關鍵技術，森林火災、潰壩、決堤險情等重大災害的監(jiān)測預警技術以及重大自然災害綜合風險分析評估技術。同時，2007年國家安全生產監(jiān)督管理總局、國家發(fā)展改革委、國土資源部、國家環(huán)?？偩致?lián)合組織了全國范圍的尾礦庫專項整治行動，使得尾礦庫的安全運行和管理已引起全社會的廣泛關注。

近年來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，每年以10%左右的速度遞增，在經(jīng)濟高速發(fā)展的帶動下，鋼鐵、有色金屬和水泥等主要原材料工業(yè)擴張迅速，隨著金屬非金屬礦山采選業(yè)的迅速發(fā)展，尾礦庫的安全生產和環(huán)境安全等問題日益顯現(xiàn)，特別需要指出的是，我國尾礦庫下游大都為人口密集區(qū)、城鎮(zhèn)或大型工廠企業(yè)，因此，尾礦庫的安全備受關注。如何針對我國尾礦庫分布特點和現(xiàn)狀，提高尾礦庫安全管理水平，是擺在全社會的一個重要問題。金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的逐步實施和推廣，可以大幅度提高我國對于尾礦庫潰壩災害機理的認識水平，全面提升尾礦庫安全監(jiān)管和日常管理水平，增強企業(yè)、社會、政府對于尾礦庫災害的預警響應能力，建立更便于尾礦庫運行期安全管理和風險控制的潰壩風險綜合評判方法。特別需要指出的是，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)將具有廣泛的市場前景和重要的應用價值。

第四篇：尾礦庫實時在線安全監(jiān)測預警系統(tǒng)方案及說明

尾礦庫安全監(jiān)測概述

1.1安全監(jiān)測指標選擇

尾礦庫內存有大量尾礦漿沉淀水，水位相對比較穩(wěn)定；同時，從尾礦壩壩頂排放尾礦時，礦漿向庫內流淌的過程中，礦漿水不斷向下滲透；此外，汛期大量降雨。這些因素在尾礦壩體內形成一個龐大滲流場。再者，尾礦沉積體屬非均值體，排礦部位又需要經(jīng)常調換；壩體又在不斷增高；況且在尾礦庫整個服務期間內，礦源及選礦流程有可能改變，尾礦性能自然也會變化。這就是尾礦壩滲流場異常復雜的原因。浸潤線即滲流流網(wǎng)的自由水面線，是尾礦壩安全的生命線，浸潤線的高度直接關系到壩體穩(wěn)定及安全性狀，因此，對于浸潤線位置的監(jiān)測是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內容之一。

尾礦庫內存有大量尾礦漿沉淀水，庫水位監(jiān)測的目的是根據(jù)其水位的高低可判斷該庫防洪能力是否滿足安全要求。具體地說：一個完善的設計在設計文本中會給出防洪所需的調洪水深，并要求在設計洪水位（即最高洪水位）時，要同時滿足設計規(guī)定的最小安全超高和最小安全干灘長度的要求。因此，對于庫水位位置的把握可以直接防止尾礦庫在汛期避免洪水漫頂潰壩事故的發(fā)生，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)在汛期來臨之前，直觀地了解和掌握庫水位是否達到了設計要求的汛前限制水位。由此可見，庫水位的連續(xù)動態(tài)監(jiān)測也是尾礦庫安全監(jiān)測的重要內容之一。

尾礦庫發(fā)生潰壩災害，壩體位移是災害演化過程的直觀反應指標，因此對于壩體下游坡變形的掌握，可以及時發(fā)現(xiàn)尾礦壩變形率和發(fā)展速度，有利于安全監(jiān)管部門和企業(yè)進行科學的應急決策，并及時采取應急對策措施，從而避免災害的發(fā)生或者減少災害發(fā)生造成的危害。

在定量評價尾礦庫的防洪能力時，需要測定灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高，當前的檢測方法較難準確并快速測定這兩個指標，問題在于水邊線的界線很不明顯，該處又無法進人，通常只能目測。據(jù)此推算出來的總干灘長度和調洪干灘長度自然也是極不可信的。因此，在尾礦庫安全自動化監(jiān)測系統(tǒng)中，應增加快速并簡捷的標高測定方法。因此，灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高，是尾礦庫安全監(jiān)測需要測定的指標。

此外，在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實時掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，以滿足準確清晰把握尾礦庫運行狀況的需要。綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測指標包括：浸潤線；庫水位；灘面標高；壩體位移；視頻圖像。

尾礦庫安全監(jiān)測

安全監(jiān)測系統(tǒng)概述

系統(tǒng)顯著特點：

準穩(wěn)、低功耗、防雷、安裝快捷、數(shù)據(jù)無線傳輸、太陽能供電

1.1.1 浸潤線監(jiān)測

一般選擇尾礦庫壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測剖面。大型尾礦庫在一些薄壩段也應設有監(jiān)測剖面。每個監(jiān)測剖面應至少設置5個監(jiān)測點，并應根據(jù)設計資料中壩體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測點。尾礦壩壩坡浸潤線監(jiān)測儀器分兩類。一類埋設測壓管，人工現(xiàn)場實測；另一類是埋設特制傳感器，進行半自動或自動觀測。

浸潤線監(jiān)測儀器埋設位置的選擇，應根據(jù)《尾礦庫安全技術規(guī)程》（AQ2006－2005）中規(guī)定的計算工況所得到的壩體浸潤線位置來埋設。在作壩體抗滑穩(wěn)定分析時，設計規(guī)范規(guī)定浸潤線須按正常運行和洪水運行兩種工況分別給出。設計時所給出的浸潤線位置應是監(jiān)測儀器埋設深度的最重要的依據(jù)。

1.1.2 庫水位監(jiān)測

一般在庫內排水構筑物上設置自動監(jiān)測儀，將所測信號傳給室內接收機處理得到庫水位。既準確，又適時。需要指出的是，庫內排水構筑物一般位于尾礦庫內，排水構筑物周邊為尾礦澄清水，因此需要在監(jiān)測系統(tǒng)布置前，針對特定尾礦庫的實際情況，靈活選擇施工方案。

1.1.3 干灘標高監(jiān)測

干灘標高的測量不同于其它點標高的測量，這是由尾礦壩自身的運行特點決定的，隨著尾礦壩的不斷填筑加高，灘頂標高和設計最高洪水位下允許達到的干灘標高是兩個動態(tài)變化的指標，因此，不能在某一位置架設堅固的不能移動的標高監(jiān)測設備。

1.1.4 壩體位移監(jiān)測

正是由于過去對尾礦壩壩體位移監(jiān)測認識不足，尾礦壩位移監(jiān)測手段不多。壩體變形計算至今尚未納入設計規(guī)范。對于較大的尾礦壩，設計僅在壩體表面設置位移觀測樁。具體監(jiān)測手段主要有人工用經(jīng)緯儀監(jiān)測和GPS自動監(jiān)測兩種。根據(jù)壩的長短至少選擇2～3個監(jiān)測剖面。一般在最大壩高處、地基地形地質變化較大處均應布置監(jiān)測剖面。

每個剖面上根據(jù)壩的高矮，在壩坡表面從上到下均勻設置4～6個監(jiān)測點。最下面一個點應設置在壩腳外5～10m范圍內的地面上，以用于監(jiān)測尾礦壩發(fā)生整體滑動的可能性。

1.1.5 視頻監(jiān)測

在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)中，為了實時掌握尾礦庫庫區(qū)的情況和運行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設置視頻監(jiān)測設置，以滿足準確清晰把握尾礦庫運行狀況的需要。

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第五篇：安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)管理制度

監(jiān)控人員崗位責任制度

一、安全監(jiān)控值班人員堅守24小時不間斷值班，不得空崗、脫崗，節(jié)假日堅守崗位。

二、嚴格執(zhí)行交接班制度。認真填寫交接班記錄，交接雙方簽字交接。

三、做好值班記錄，值班人員對當日所協(xié)調的有關事項，要在值班記錄薄詳細記錄，對當日未處理完畢的事項要提出下班處理建議。

四、密切監(jiān)控安全信息網(wǎng)絡安全專用通訊網(wǎng)絡的運行情況，及時、準確掌握煤礦各測點監(jiān)測數(shù)據(jù)，對發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡異常、出現(xiàn)故障做好記錄按規(guī)定立即處理。

五、嚴格執(zhí)行監(jiān)控系統(tǒng)日報制度，每日上報監(jiān)控系統(tǒng)記錄匯總情況及處理結果，監(jiān)控日報必須有按程序傳閱、審批制度和監(jiān)管措施的記錄。

六、值班期間要不間斷瀏覽、分析監(jiān)控系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)信息、參數(shù)、掌握采掘動態(tài)及時更新監(jiān)控系統(tǒng)客戶端軟件基礎數(shù)據(jù)及圖紙?zhí)罾L，通過IP電話、電子郵件或傳真方式，上報接受各種文件、指令、及時上傳匯報煤礦有關情況，重大隱患及時通知有關負責人進行處理，并詳細記錄存檔。

七、系統(tǒng)出現(xiàn)故障、瓦斯超限報警、斷電饋電異常情況等監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)異常處理時，要立即按《安全監(jiān)控系統(tǒng)異常處理程序》的規(guī)定及時上報處理。

八、按時修改，督促公司調度室、公司值班領導及相關技術人員的信息反饋工作，及時傳達上級的各項指令。

九、值班監(jiān)控人員必須對當日獲得信息進行分析、整理、寫出主要情況，存在問題及處理意見的監(jiān)控運行記錄，并由值班領導批示后，報分管技術副總審閱，然后將報告主要內容及處理意見分別下達有關部門。

十、對市、縣局調度中心（室）下達的指令，“監(jiān)管處理決定書”等，要“誰當班、誰負責”，進行跟蹤匯報處理。

十一、值班人員不得通過安全信息網(wǎng)絡從事危害網(wǎng)絡安全和公共安全，損害公眾利益或侵害他人正當權益的活動，不得利用網(wǎng)絡傳播發(fā)生與安全生產有關的其它信息。

十二、不得運行與監(jiān)控系統(tǒng)無關的任何程序，嚴禁打字，上國際互聯(lián)網(wǎng)，玩游戲等。十三、一律不準其它非操作人員操作監(jiān)控主機。

十四、值班期間必須佩戴胸卡，持證上崗。

技術資料管理制度

安全監(jiān)控機構建立以下帳卡及報表

一、設備、儀表臺帳；

二、監(jiān)控設備故障登記表；

三、檢修記錄；

四、巡檢記錄；

五、中心站運行日志；

六、礦井安全監(jiān)控日報；

七、礦井安全監(jiān)控設備使用情況月報、季報表；

安全監(jiān)控機構必須繪制安全監(jiān)控設備布置圖，圖上標明傳感器、分站等設備的位置、斷電范圍、傳輸電纜，該圖應按季繪制，按月修改，由監(jiān)控機構保存。

監(jiān)測技術資料均需定期保存，對井下事故記錄應長期保存。

安全監(jiān)控設備管理制度

一、安全監(jiān)控系統(tǒng)設備管理實行監(jiān)控中心、監(jiān)控設備所在轄區(qū)綜合管理制度。

二、監(jiān)控中心負責監(jiān)控系統(tǒng)及局域網(wǎng)系統(tǒng)設備的運行管理、巡檢、日常保養(yǎng)及維修、維護工作，確保監(jiān)控系統(tǒng)設備的正常運行。公司礦井生產等管理部門提供相關信息，協(xié)助完成防范管理和監(jiān)督控制。

三、監(jiān)控中心對監(jiān)控系統(tǒng)設備使用情況進行檢查、指導、監(jiān)督，對因監(jiān)控員不負責任造成的監(jiān)控系統(tǒng)設備損壞進行責任追究。

四、監(jiān)控設備轄區(qū)單位與監(jiān)控中心簽訂監(jiān)控設備管理使用責任書后，對所轄監(jiān)控設備負有管理維護責任。

五、監(jiān)控中心對監(jiān)控設備要進行日常管理，嚴格按程序操作監(jiān)控主機，維護監(jiān)控系統(tǒng)。

六、由于不規(guī)范程序操作等人為原因造成監(jiān)控設備損壞，系統(tǒng)無法正常運行的，追究其管理的責任。

七、未經(jīng)監(jiān)控中心同意，監(jiān)控員等嚴禁擅自開啟工控機接口，嚴禁將監(jiān)控主機與U盤等外接輸入、輸出介質相連，嚴禁在監(jiān)控主機或監(jiān)控系統(tǒng)中安裝無關程序，嚴禁刪除系統(tǒng)中的任何程序或改變其存儲位置，嚴禁改動系統(tǒng)預設參數(shù)。

八、監(jiān)控室屬監(jiān)管重地，未經(jīng)領導批準，非工作人員嚴禁入內，嚴禁任何人員以任何理由進入監(jiān)控室。

九、任何人不得在監(jiān)控室會客和進行娛樂活動，嚴禁非監(jiān)控人員操作監(jiān)控系統(tǒng)設備。嚴禁隨意改變、調整和移動監(jiān)控設備。嚴禁利用監(jiān)控

設備從事與監(jiān)控任務無關的活動。對因違反規(guī)定，造成設備不能正常工作、系統(tǒng)紊亂的，追究相關責任人的責任。

十、監(jiān)控員負責監(jiān)控臺及監(jiān)控室的日常保潔，保持室內清潔，整齊。室內嚴禁吸煙。不準在監(jiān)控室內堆放雜物和私人物品。

十一、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)由調度室負責管理，具體井上監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、維護、檢修、分站的標校、監(jiān)測、監(jiān)控設備及線路的管理由井上監(jiān)控維修工負責，井下安全監(jiān)測系統(tǒng)的安裝、維護、檢修、分站的標校、監(jiān)測監(jiān)控設備及線路的管理由井下監(jiān)控維修工負責；調度中心負責值機、打印報表，協(xié)助安設各種設備。

1、凡裝有安全監(jiān)測、監(jiān)控、監(jiān)視、通信設備及線路的生產隊組，負責該區(qū)域安全監(jiān)控系統(tǒng)管理工作，隊長是第一責任人，對保護和維護設備完好負有不可推卸的責任。

2、各隊組管理區(qū)域內，凡敷設有光纜和監(jiān)控、通訊設備的隊組，對設備、線路的保護負有重要責任。

3、生產隊檢修更換與安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設備相關聯(lián)的電器設備，或有計劃區(qū)域性停電檢修影響監(jiān)控系統(tǒng)正常運行的，必須提前一天匯報生產調度中心，經(jīng)安監(jiān)部、通風部批準后，配合機電監(jiān)測工實施，生產隊無權中斷斷電裝置的正常運行。

4、各生產隊無權甩掉安全監(jiān)測、監(jiān)控設備進行生產，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)按嚴重“三違”處理，隊長為第一責任人。

5、各級職能部室，各級值班管理人員，在斷電裝置出現(xiàn)故障，未采取措施，未經(jīng)安監(jiān)部、通風部批準，不得指示甩掉斷電裝置不用。

6、瓦檢員負責所檢查范圍內瓦斯探頭的現(xiàn)場監(jiān)督管理和日常檢查

工作，每班與光檢儀進行對照，并將記錄和檢查結果報監(jiān)控值班人員，當兩者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，先與讀數(shù)較大者為依據(jù)，采取安全措施并必須在8小時內對兩種設備調校完成。

7、通風部負責瓦斯探頭的定期檢驗，建立臺賬，按時校對。

十二、監(jiān)控設備安裝、拆移

1、凡需要安設安全檢測、監(jiān)控設備的工作地點，必須在作業(yè)規(guī)程或安全技術措施中對傳感器數(shù)量、安裝地點、報警濃度、復電濃度、斷電濃度、斷電裝置安裝地點、斷電的范圍和電源線及控制范圍等作出明確規(guī)定。

2、應安裝斷電儀的地點，開工前3天由生產隊組與機電部聯(lián)系，機電監(jiān)測工準備和調試所需斷電裝置、連鎖開關、連鎖線，安裝前一天生產隊組與機電監(jiān)測工具體聯(lián)系，安裝期間積極協(xié)助、緊密配合。凡因工作失誤影響斷電儀安裝、運行，影響采掘面正常開工者，將追究其責任。

3、機電監(jiān)測工安裝斷電裝置、聯(lián)鎖開關到斷電設備部分、斷電線、由機電監(jiān)測工現(xiàn)場檢查測試瓦斯電閉鎖情況，符合作業(yè)規(guī)程要求方可開工，否則不得生產。

4、采取完工或搬家，不再需要斷電裝置時，生產隊組提出申請，經(jīng)安監(jiān)部、通風部批準，機電部接通知后2天內必須拆除，凡因不及時組織拆機造成裝置丟失損失的將追究責任。

5、工作面掘進或撤回時，生產隊組負責正常監(jiān)控系統(tǒng)設備的移動，由于不及時或不按規(guī)定執(zhí)行造成損失的將追究責任。

6、綜放工作面回撤時必須按規(guī)定回撤監(jiān)控線路、設備等，不按規(guī)

定造成損壞將追究其責任。

十三、瓦斯電閉鎖實驗：

采掘工作面瓦斯電閉鎖試驗，簡稱斷電試驗，由瓦檢員、機電工共同在現(xiàn)場完成，每10天進行一次測試，并詳細填寫斷電試驗記錄，列入日常檢查范圍。

系統(tǒng)設備和傳輸設備定期檢修維護制度

一、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)維修工負責公司的瓦斯監(jiān)控設備的檢修維護工作。在維護過程中，要及時向監(jiān)控室值機人員匯報檢修維護工作的進展情況。

二、監(jiān)控設備每半個月進行一次巡回檢查維護，6個月進行一次全面升井地面檢修工作。

三、對井下甲烷傳感器、井下分站進行檢修維護時，維修工必須帶足同等數(shù)量的完好備用傳感器、分站，及時替換維護；對已損壞的傳感器、分站要造表登記，做好檢修維護記錄。

四、井上下數(shù)據(jù)電纜出現(xiàn)異常，要迅速查明原因，盡快修復。井下鋪設的數(shù)據(jù)電纜局部斷路、破損，必須立即對該段線路進行全部更換。

五、地面監(jiān)控機房網(wǎng)絡設備出現(xiàn)故障，要立即啟用備用設備。對可能涉及引起瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)不能與上級正常聯(lián)網(wǎng)運行時，要及時上報縣局調度室，經(jīng)批準后，方可采取相應措施進行處理。

六、無論任何時候，嚴禁瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)無理由隨意斷開、長時間不在線運行。

安全監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡運行管理制度

一、安全信息網(wǎng)絡是用于全省煤礦瓦斯進行多級監(jiān)督的專用設備，必須保證網(wǎng)絡暢通，24小時正?？煽窟\行，未經(jīng)許可不得變更設置和參數(shù)，更不得挪作他用。對網(wǎng)絡設備及軟件的任何擴充、改變必須提交書面報告，經(jīng)縣局信息調度中心批準方可進行。

二、公司建立安全監(jiān)控系統(tǒng)，保證網(wǎng)絡設備的正常運行，傳遞真實有效信息數(shù)據(jù)。

三、公司的安全監(jiān)控系統(tǒng)要按照《煤礦安全規(guī)程》等的要求，安裝產品合格，數(shù)量充足，位置正確的傳感器，并委托有資質的單位進行施工和維修。

四、公司的安全監(jiān)控系統(tǒng)要責專人負責運行和管理，要設置專門的機構并配備專業(yè)的網(wǎng)絡技術人員，同時按規(guī)定配備系統(tǒng)操作和維護人員，并且相對保持監(jiān)控系統(tǒng)操作人員的穩(wěn)定性，操作人員不得兼職。要建立健全網(wǎng)絡運行管理制度、值班制度、設備設施定期檢修制度、操作規(guī)程等管理制度，認真填寫運行日志，并定期進行檢查。

五、山西省煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控信息網(wǎng)絡系統(tǒng)是封閉專用內部網(wǎng)絡，嚴禁和其它網(wǎng)絡（如：國際互聯(lián)網(wǎng)）相接。

六、操作人員不得通過安全信息網(wǎng)絡從事危害網(wǎng)絡和相關安全，損害公眾得益或侵害他人正當權益的活動，不得利用網(wǎng)絡傳播和發(fā)送與安全生產無關的其它信息。

七、安全監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測專用計算機不得運行與監(jiān)測系統(tǒng)無關的任何程序，嚴禁打字，上國際互聯(lián)網(wǎng)，玩游戲等，上述現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，必須

嚴肅處理。

八、公司的安全監(jiān)控系統(tǒng)必須按規(guī)定安裝相應的客戶端防病毒軟件，實時監(jiān)測網(wǎng)絡病毒，及時更新病毒庫和客戶端防病素軟件系統(tǒng)升級。

九、公司的安全監(jiān)控系統(tǒng)配備的IP電話，是安全信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的組成部分，專用于安全生產的調度指揮和網(wǎng)絡調成，應固定在監(jiān)控值機室并保證暢通。

十、保證網(wǎng)絡機房信息安全，防火、防盜、防靜電、防雷，空調系統(tǒng)，UPS電源系統(tǒng)等相關設施的完好及運行正常。

十一、網(wǎng)絡出現(xiàn)故障要立即報告，積極組織搶修。如屬監(jiān)控人員因素（操作不當、刪除程序、關機等），必須在半小時內恢復正常。如設備故障必須在2小時內恢復，網(wǎng)絡線路故障要立即與線路運營商取得聯(lián)系，在4小時內恢復正常，且每半小時就處理情況上報縣局調度。

十二、其它異常情況按照《礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)異常處理程序》規(guī)定執(zhí)行。

安全監(jiān)測監(jiān)控故障報告制度

安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)是“一通三防”的重要防線，為了在系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠迅速排除故障，采取安全措施，保障礦井安全生產，特制訂本措施：

一、故障類型：

1、探頭斷線；

2、分站通訊中斷；

3、分站直流供電；

4、中心站全部無記錄或部分無記錄；

5、中心站軟、硬件故障；

6、網(wǎng)絡故障。

二、處理程序：

1、井下部分：探頭斷線、分站數(shù)據(jù)中斷、分站直流供電、中心站全部無記錄或部分無記錄時，立即通知井下電工和系統(tǒng)維修人員進行處理。

2、井上部分：探頭無數(shù)據(jù)、分站通訊中斷、分站直流供電、中心站全部無記錄或部分無記錄時，立即通知地面電工和系統(tǒng)維修人員進行處理。

3、中心站軟、硬件故障，出現(xiàn)系統(tǒng)損壞、無法采集數(shù)據(jù)、終端程序損壞、無法正常上傳，監(jiān)控負責人立即進行處理。

4、屬于網(wǎng)絡故障時，立即通知網(wǎng)絡公司進行處理。

5、出現(xiàn)無能力修復的，立即聯(lián)系廠家，進行處理。

三、安全措施

1、監(jiān)測監(jiān)控中心站必須實行24小時值機，值機員要堅守工作崗位，嚴格執(zhí)行交接班制度，嚴禁值機人員脫崗或值班期間未認真履行職責。

2、由調度值班領導負責組織隱患排查，并必須在6分站內將有關情況上報縣監(jiān)控中心（傳真方式），報告須具有公司值班領導簽字。同時要在處理過程中將處理情況上報縣監(jiān)控中心備案，直至恢復恢復正常。

3、中心站上傳程序出現(xiàn)無法上傳的，監(jiān)控值機員打印監(jiān)測報表上報縣監(jiān)控中心，直至故障排除。

4、中心站軟、硬件出現(xiàn)故障、探頭斷線、分站通信中斷、分站直流供電、中心站全部無記錄或部分無記錄時，立即通知通風部責令井下的瓦檢員用光學瓦斯器測量瓦斯，監(jiān)控值機員記錄所測得的瓦斯值上報縣監(jiān)控中心，直至故障排除。

5、建立隱患檔案管理制度，跟蹤落實直至解決。

安全監(jiān)控異常情況上報制度

一、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)值機人員負責公司安全監(jiān)控信息工作，實時監(jiān)測礦井瓦斯?jié)舛?、主扇狀態(tài)、局扇狀態(tài)、井上下分站狀態(tài)、風門開關和設備饋電及網(wǎng)絡運行情況。發(fā)現(xiàn)異常要及時按照公司制定的匯報程序進行逐級上報，公司總工、機電副總、通風部、安全部和相關值班領導。同時必須將安全異常處理情況按要求上報市、縣監(jiān)控中心。

二、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)值機員時礦井瓦斯實時監(jiān)測、分站和傳感器定義設置、指令調度的第一責任人。

三、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)異常報警信息必須認真核查、處理、備案和上報。礦井安全監(jiān)控異常信息包括以下12種：

1、瓦斯超限；

2、主要通風機停風；

3、局扇停風；

4、風門常開；

5、礦井監(jiān)控系統(tǒng)全部無記錄或部分無記錄；

6、無法向縣監(jiān)控中心上傳數(shù)據(jù)的；

7、探頭報警點、斷電點定義不當，導致異常斷電的；

8、探頭位置圖紙?zhí)罾L不當；

9、監(jiān)控出現(xiàn)異常未進行調度匯報的或弄虛作假的；

10、非法入侵網(wǎng)內其它機器以及危害網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)幕顒樱?/p>

11、調度指令不及時上報或上報指令弄虛作假的；

12、監(jiān)控系統(tǒng)相關設備未按規(guī)定檢測、校驗、維護保養(yǎng)導致數(shù)據(jù)傳

輸不正常的。

四、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)值機人員發(fā)現(xiàn)瓦斯超限報警、瓦斯曲線不正常、風機停風及設備開停斷電報警等異常情況。必須立即執(zhí)行調度程序，由調度值班領導負責組織隱患排查，并必須在6分鐘內將有關情況上報縣監(jiān)控中心，同時要在處理過程中每小時將處理情況上報縣監(jiān)控中心備案，直至恢復正常。

五、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)值機員對收到的上級監(jiān)控中心的安全指令要及時通知調度值班領導和公司有關領導，并就整改情況上報縣監(jiān)控中心。半小時內消除的安全隱患，只報送處理結果，以備核查。

六、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的異常信息處理實行安全副總負責制，對異常信息的核查、調度、整改、上報制度負責。

七、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中心必須建立健全檔案管理制度，包括運行記錄、設備臺賬、傳感器校驗記錄、傳感器和瓦檢儀對照記錄、隱患審閱和處理臺賬、檢修記錄、交接班記錄等。

交接班制度

一、堅持24小時不間斷值班，每班不得少于2人。交接班不得遲到、早退、代簽、缺簽。

二、定時履行交接班手續(xù)，交接雙方準確填寫交接班記錄，表明各類已辦、待辦事項，雙方共同審核、簽字。

三、交接班要對網(wǎng)絡設備及財產進行檢查交接，履行財產交接手續(xù)，做好相應記錄。

四、檢查網(wǎng)絡，監(jiān)控主、備機、IP電話，傳真機等設備的運行狀態(tài)，如有異常，交接班雙方共同處理。

五、監(jiān)控室及機房要干凈衛(wèi)生，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)生環(huán)境差，接班人員可責令交班人員進行清掃，否則可不予接班。

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監(jiān)控系統(tǒng)日報表傳閱審批制度

一、監(jiān)控系統(tǒng)每天24小時責成專人操作，每天打印日報表一份。

二、值班人員詳細記錄礦井工作面瓦斯超限情況，詳細記錄時間，瓦斯?jié)舛取⒃?、處理結果及領導簽字。

三、監(jiān)控系統(tǒng)負責人，每天要詳細審閱監(jiān)控記錄及瓦斯監(jiān)控日報表，報通風部長。

四、通風部長審閱簽字后，值機員要及時把日報表報送有關領導簽字，依次順序為：分管技術副總、總經(jīng)理、由監(jiān)控室檔存。

五、值班領導審核，對瓦斯超限問題必須立即安排解決，不準將問題遺留到下一班。

安全檢測監(jiān)控設備調校制度

一、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)各類傳感器設專人維修校驗，其它人員嚴禁亂調，維修時不允許隨意更換與安全火花電路相關的元件，以保證儀器使用的可靠性。

二、設備正常使用中，要定期每7天清理防爆網(wǎng)上的煤塵，保證通氣性能良好。

三、在調試和校驗前，應備好標準氣樣和校驗儀器。

四、采用載體催化元件的甲烷傳感器，每10天必須用標準氣樣和空氣調校一次，每10天必須對甲烷超限斷電功能進行測試，調校完畢及時填寫調校記錄。

五、公司必須責成專人每班檢查監(jiān)控系統(tǒng)及數(shù)據(jù)電纜是否正常，發(fā)現(xiàn)問題及時上報進行處理。瓦斯檢查員檢查瓦斯必須記錄甲烷傳感器顯示數(shù)據(jù)，并用光學瓦期檢定器檢查數(shù)據(jù)與其對照，兩者讀數(shù)誤差不得大于1%，當讀數(shù)誤差大于誤差時，先以較大讀數(shù)為依據(jù)，并在2小時內對兩種設備調校完畢。

六、井下分站，傳感器連續(xù)運行6-12個月，必須升井進行維修。檢修安全監(jiān)測監(jiān)控設備、情況要作記錄并保存。