[發明專利]一種尾礦庫在線監測及綜合預警方法

在審

• 申請號: 202011604858.0
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112767655A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 蔣水華;彭浩;黃勁松;黃發明;姚池
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 王力文

本發明提供一種尾礦庫在線監測及綜合預警方法，通過降雨量監測模塊、干灘監測模塊、水位監測模塊以及浸潤線監測模塊在線獲取實時監測數據；在考慮尾礦庫多種事故風險的條件下，充分利用監測數據，構建尾礦庫多級綜合預警系統；將獲取的尾礦庫實時監測數據進行處理，并與尾礦庫安全參數閾值進行對比，進而確定尾礦庫運行狀況和安全預警等級。本方法能夠有效利用監測數據，預警結果可靠、可行性高，從多方面反映尾礦庫的運行狀態，為尾礦庫的安全運行提供可靠的技術支持。

技術領域

本發明涉及礦山安全監測技術領域，具體涉及尾礦庫在線監測及綜合預警方法。

背景技術

我國是礦業大國，礦產資源豐富，多種礦產資源儲量居世界前列。然而我國礦產資源總體特征為貧礦多、富礦少、金屬品位普遍較低，所以在采礦選礦過程中形成的固體廢棄物(即尾礦)較多。尾礦中含有選礦過程中殘留的各種化學試劑以及未完全處理的重金屬成分，若將尾礦隨意排放，將對礦山周圍的生態環境和居民的生產生活造成嚴重的影響。因此，采用筑壩攔截谷口或者圍地的方式建造尾礦庫，作為堆存尾礦的專門場所，對礦山企業的可持續發展和礦山周圍的環境保護有著至關重要的作用。

從尾礦庫的構造和作用來看，它是一座人造的高勢能危險源。一旦尾礦庫發生潰壩或者尾砂泄露事故，將對該地區的生態環境和居民生命財產安全造成致命的打擊。因此，加強對尾礦庫的安全監管，設計科學的尾礦庫安全監測預警系統，實時反映尾礦庫的運行狀況，對降低尾礦庫事故風險有著重要的意義。

隨著科學技術的發展，尾礦庫安全監測方式正逐步從依靠傳統儀器的人工監測轉變為在線監測，安全監測的時效性和精確性得到了極大的提升。其中監測指標主要包括：庫內水位、干灘長度、浸潤線位置、降水量等。雖然目前的尾礦庫監測系統逐步完善，但是尾礦庫的預警系統并不成熟，尚不能把監測所得的數據與尾礦庫安全預警系統完美地結合起來，實現更加科學精準的尾礦庫安全預警。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種尾礦庫在線監測及綜合預警方法。該方法能夠將多種現代化監測設備監測的實時數據充分利用，在考慮多種尾礦庫事故風險的條件下實現尾礦庫安全綜合預警。

為實現上述目的，本發明提供了如下的技術方案。

一種尾礦庫在線監測系統及綜合預警方法，包括以下步驟：

S1：確定干灘長度預警閾值、浸潤線埋深預警閾值、水位預警閾值和邊坡安全系數預警閾值在規范內的最小值，將上述預警閾值設定三種預警等級；

S2：系統數據庫接收監測模塊時刻間隔為Δt的監測數據，通過數據線纜將監測數據傳輸至數據采集箱，并存至系統數據庫；后臺數據處理中心調取系統數據庫中的檢測數據，并將其轉化為預警參數；

所述監測數據包括庫區降雨量、庫內水位、干灘長度、干灘坡度和灘頂高程以及各壩體斷面浸潤點高程；

S3：將每個時刻水位檢測模塊監測所得庫內水位高程所轉化的預警參數與設置的水位預警閾值進行對比，大于預警閾值時進行預警，并判斷預警等級；

將每個時刻干灘監測模塊監測所得干灘長度與設置的干灘長度預警閾值進行對比，小于預警閾值時進行預警，并判斷預警等級；

S4：通過化引干灘長度計算方法根據干灘監測模塊實測的干灘長度計算化引干灘長度，根據干灘監測模塊中測得的干灘坡度和灘頂高程換算化引庫水位，化引庫水位與化引干灘的交點為浸潤線入滲點；

浸潤線入滲點結合浸潤線監測模塊監測所得的浸潤點高程結合入滲點，采用最小二乘法擬合出壩體內部浸潤線的近似函數表達式；通過浸潤線的近似表達式和壩體斷面幾何尺寸計算出每個時刻的浸潤線最小埋深，并與設置的浸潤線埋深預警閾值比較，小于預警閾值時進行預警，并判斷預警等級；