尾矿库在线安全监测系统工程技术规范Word文件下载.docx

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主编单位：

中国有色金属工业工程建设标准规范管理处

中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司

参编单位：

中国恩菲工程技术有限公司

中国有色金属工业西安勘察设计研究院

中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司

辽宁有色勘察研究院

中国有色金属工业昆明勘察设计研究院

长沙有色冶金设计研究院有限公司

中冶集团武汉勘察研究院有限公司

广州中海达卫星导航技术股份有限公司

十四冶建设集团云南矿业工程有限公司

武汉大学

云南铜业集团有限公司

主要起草人：

杜年春曹凌云张栋材于浩邓非史华林向海波岑建陈孟利陈殿强李连鑫李雄周玉新罗树江金琰郝喆郭天勇徐牧明常君锋彭元生谢冬晖董忠级

主要审查人：

田文旗颜学军邹峥嵘王立忠滕志国李明阳刘文连刘宁李朝奎曹泉根杨国荣

1总则

1．0．1为统一尾矿库在线安全监测系统工程技术要求，保证监测质量，做到安全适用、技术先进、经济合理、保护环境、运行可靠，实现尾矿库安全预警，保障尾矿库运行安全，制定本规范。

1．0．2本规范适用于金属和非金属矿山尾矿库及赤泥库、锰渣库在线安全监测。

1．0．3尾矿库在线安全监测除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2．1术语

2．1．1尾矿库在线安全监测系统onlinesafetymonitoringsystemoftailingspond

在尾矿库库区以及尾矿坝、排洪设施等构筑物上布置电子监测仪器、传感器及供电、通信等设施，通过工程测量、网络通信及计算机技术实现对尾矿库安全进行全天候自动监测、监控、分析和预警的系统。

2．1．2在线安全监测onlinesafetymonitoring

采用网络通信、智能控制及计算机技术，通过监测仪器设备对尾矿库安全状况进行连续自动监测。

2．1．3人工安全监测manualsafetymonitoring

采用人工方式，通过监测仪器设备对尾矿库安全状况进行定期监测。

2．1．4现场巡查on-siteinspectionandexamination

尾矿库管理人员对尾矿库设施、设备和周边环境进行的现场巡回检查。

2．1．5监控中心monitoringcenter

安装计算机、在线安全监测软件和通信、供电、数据存储、显示屏等相关外部设备的中央控制场所。

2．1．6数据采集箱dataacquisitionunit

按某种数据采集方式进行数据采集的装置。

2．1．7纵剖面longitudinalprofile

平行于坝体轴线的剖面。

2．1．8横剖面transverseprofile

垂直于坝体轴线的剖面。

2．1．9监测垂线verticalline

沿铅垂线方向的监测线。

2．1．10监测点monitoringpoint

布设在监测对象上并能反映其变化特征或实时状况的观测点。

2．1．11基准点referencepoint

为进行变形监测而布设的稳定的、需长期保存的测量控制点。

2．1．12工作基点workingreferencepoint

为直接观测变形监测点而在现场布设的稳定的测量控制点。

2．1．13监测站monitoringstation

安装数据采集仪器设备或集线箱的场所。

2．1．14监测频率frequencyofmonitoring

单位时间内的监测次数。

2．1．15预警阈值early-warningthreshold

为保证尾矿坝及周边环境安全，对监测对象可能出现异常、危险所设定的预警值。

2．1．16表面位移surfacedisplacement

监测对象表面产生的水平方向和铅垂方向变形。

2．1．17内部位移internaldisplacement

监测对象内部产生的水平方向和铅垂方向变形。

2．1．18数据分析dataanalysis

利用一系列规则和方法，对各种监测数据、资料及其他信息所进行的分类、计算、比较、综合及判断的过程。

2．1．19信息反馈informationfeedback

将尾矿库在线安全监测系统中的输出数据、信息以某种或几种方式返回到相关管理人员和监测系统的过程。

2．2符号

b——量水堰堰切口底宽；

D——全站仪测距长度或两个GNSS观测点之间的距离；

H——尾矿坝坝高或量水堰过堰水位；

n——水准测量测站数；

Q——渗流量；

V——尾矿库全库容。

2．3缩略语

GNSSGlobalNavigationSatelliteSystem全球导航卫星系统

PDOPPositionDilutionOfPrecision空间位置精度因子

RTKRealTimeKinematic实时动态测量

3基本规定

3．1安全监测要求

3．1．1尾矿库在线安全监测系统应有效运行。

3．1．2尾矿库在线安全监测应按人工安全监测的方法和频率进行比测。

3．1．3尾矿库在线安全监测系统应将在线安全监测成果、现场巡查与人工安全监测成果进行综合分析管理和信息发布。

3．1．4尾矿库应根据设计等别、尾矿坝筑坝方式、尾矿排放方式、尾矿及尾矿水污染物性质、地形地质条件及地理环境等因素，选择监测项目和监测等级。

3．1．5尾矿库在线安全监测、人工安全监测应采用工程坐标系，应以坝体轴线为X轴，面向坝外坡的左岸应为X轴正方向；

应以垂直于坝体轴线为Y轴，坝外坡方向应为Y轴正方向；

应以铅垂向下方向为Z轴正方向。

3．1．6尾矿库安全监测预警信息必须立即送达尾矿库企业生产安全管理部门。

当尾矿库安全监测项目处于橙色预瞀时，必须进行隐患检查治理；

当尾矿库安全监测项目处于红色预警时，必须采取应急抢险措施。

3．2尾矿库分类

3．2．1尾矿库使用期设计等别应根据该期的全库容和坝高按表3．2．1确定，并应符合下列规定：

1当按尾矿库的全库容和坝高分别确定的尾矿库等别的等差为一等时，应以高者为准。

2当等差大于一等时，应按高者降一等确定。

露天废弃采坑及凹地储存尾矿，且周边未建尾矿坝时，可不定等别。

3建尾矿坝时，应根据坝高及库容确定尾矿库等别。

除一等库外，对于尾矿库失事将使下游重要城镇、工矿企业、铁路干线或高速公路等遭受严重灾害者，经论证后，设计等别可提高一等。

表3．2．1尾矿库各使用期的设计等别

3．2．2尾矿库构筑物的级别应根据尾矿库的等别及其重要性按表3．2．2确定。

表3．2．2尾矿库构筑物的级别

注：

1主要构筑物系指尾矿坝、排洪构筑物等失事后将造成下掰灭害的构筑物；

2次要构筑物系指除主要构筑物外的永久性构筑物；

3临时构筑物系指施工期临时使用的构筑物。

3．2．3尾矿库可根据尾矿库堆存尾矿的流动性、自然分级性等，分为下列类别：

1堆存自然流动性好、可利用管道输送、排放后能自然分级的湿排尾矿库；

2堆存不能自然流动、不能用管道输送、含水量低、能满足干式运输、堆积及碾压的干式堆存尾矿库。

3．2．4尾矿库可根据尾矿坝的堆筑方式，分为下列类别：

1在初期坝上游方向堆积尾矿或天然材料筑子坝，堆积坝坝顶轴线逐级向初期坝上游方向推移的上游式筑坝尾矿库；

2在初期坝轴线处用旋流器分离粗尾砂或天然材料筑坝，堆积坝坝顶轴线始终不变的中线式筑坝尾矿库；

3在初期坝下游方向用旋流器分离粗尾砂或天然材料筑坝，堆积坝坝顶轴线逐级向初期坝下游方向推移的下游式筑坝尾矿库；

4全部用除尾矿以外的筑坝材料一次或分期建造尾矿坝的一次建坝尾矿库。

3．3安全监测等级

3．3．1尾矿库安全监测应包含尾矿库及其库区地质滑坡体安全监测。

3．3．2尾矿库安全监测等级应根据尾矿库设计等别和地质滑坡体规模按表3．3．2确定。

表3．3．2尾矿库安全监测等级

1一次建坝尾矿库的混凝土坝、浆砌石坝表面位移监测等级为Ⅰ级；

2大中型滑坡指大于10×

104m3的滑坡，小型滑坡指不大于10×

104m3的滑坡。

3．4安全监测项目

3．4．1尾矿库安全监测项目应包括巡视检查、坝体位移监测、堆积坝外坡比监测、渗流监测、库水位监测、干滩监测、降水量监测、排洪设施监测、视频监控、库区地质滑坡体位移监测等。

3．4．2尾矿库安全监测项目应根据设计等别、尾矿坝筑坝方式按表3．4．2-1、表3．4．2-2确定。

表3．4．2-1湿排尾矿库安全监测项目

尾矿坝下游坡为废石堆场的，其内部位移、浸润线监测项目为“可测”。

表3．4．2-2干式堆存尾矿库安全监测项目

3．4．3尾矿库的混凝土坝、浆砌石坝及挡水坝安全监测项目应符合现行行业标准《混凝土坝安全监测技术规范》DL／T5178和《土石坝安全监测技术规范》SL551的有关规定。

4监测系统

4．1一般规定

4．1．1尾矿库在线安全监测系统应本着“先进、适用、可靠、经济”的原则整体设计，可分步实施。

4．1．2尾矿库在线安全监测系统应方便维护、易于扩展、改造和升级，并应具备联网功能及在各种气候条件下的适时监测功能。

4．1．3尾矿库人工安全监测技术设计应包括下列内容：

1尾矿库情况概述；

2监测主要技术指标；

3监测断面、监测点布设；

4监测设备安装；

5监测数据采集；

6监测数据分析与处理；

7监测成果提交。

4．1．4尾矿库在线安全监测系统技术设计应包括下列内容：

2监测系统主要技术指标；

3监测剖面、监测点布设；

4监测设备性能与施工安装；

5监测系统数据采集装置性能与安装；

6监测系统通信设施、供电设施、防雷设施及其安装；

7监测系统控制中心设置；

8监测系统调试与比测；

9监测数据分析处理方法与数据建库；

10监测信息发布与安全预警；

11监测系统的运行与管理。

4．1．5尾矿库在线安全监测系统应符合下列规定：

1应具备自动巡测、应答式测量、故障自诊断功能；

2应具备掉电保护及自启动功能；

3应具备远程通信功能；

4应具备网络安全防护功能；

5应具备防雷及抗干扰功能；

6应具备与现场巡查、人工安全监测接口，可进行数据补测、比测；

7应具备通用的操作环境，可视化、操作方便的用户界面；

8可根据用户要求修改系统设置、设备参数及采集周期；

9应具备在线安全监测、数据后台处理、数据库管理、数据备份、监测图形及报表制作、监测信息查询及发布功能；

10应具备系统管理、数据存取、操作日志、故障日志、预报警记录等功能。

4．1．6表面位移基准点、工作基点布设应符合下列规定：

1应根据监测等级、仪器技术指标和位移监测网图形结构估算各监测点相对于邻近工作基点或基准点的点位测量中误差和高程测量中误差，应确定基准点或工作基点至监测点的最大距离。

2基准点应布设在变形影响区域外稳固可靠的位置，基准点数量不宜少于3个。

3工作基点应选在稳定且方便使用的位置。

水平位移监测工作基点宜采用带有强制归心装置的观测墩。

4．1．7尾矿库人工安全监测应符合下列规定：

1应采用相同的观测图形、观测路线和观测方法；

2应使用相同的监测仪器和设备；

3宜固定监测人员；

4应采用统一基准处理数据。

4．2设计基础资料

4．2．1尾矿库在线安全监测、人工安全监测技术设计前，应查明下列周边环境条件：

1历史气象、水文资料；

2现场交通、供电、无线与有线通信条件；

3尾矿库下游厂矿、居民区分布及当地民风情况等。

4．2．2尾矿库在线安全监测、人工安全监测设计基础资料应包括下列内容：

1尾矿库库区及尾矿坝1：

500～1：

2000现状地形图；

2尾矿库初步设计、施工图设计资料；

3尾矿库安全评价和环境影响评价资料；

4尾矿库运行情况，包括现有尾矿坝高度、子坝级数、筑坝材料、安全等级和安全隐患等；

5新建、在用、扩容、闭库尾矿库等岩土工程勘察报告。

4．3监测剖面与监测点布置

4．3．1坝体表面位移监测剖面与监测点布置应符合下列规定：

1监测横剖面宜选在最大坝高、有排水管通过、地质条件变化较大的地段及尾矿库运行有异常反应处。

2初期坝顶和后期坝顶宜各布设1条监测纵剖面，且每30m～60m高差宜布设1条监测纵剖面，监测纵剖面不宜少于3条。

3监测纵剖面的测点间距，坝长小于300m时，宜取20m～100m；

坝长为300m～1000m时，宜取50m～200m；

坝长大于1000m时，宜取100m～300m。

4．3．2坝体内部位移监测剖面与监测点布置应符合下列规定：

1监测横剖面宜选在最大坝高、地质条件变化较大的地段及尾矿库运行有异常反应处。

2每个尾矿坝可设1条～3条监测横剖面，每个监测横剖面上可布设1条～3条监测垂线，其中1条宜布设在最大坝高处。

3每条监测垂线上宜布置3个～15个监测点，监测点的间距宜为1m～10m，最下一个监测点宜设置于坝基表面，最上一个监测点宜与坝体表面位移监测点重合。

4．3．3堆积坝坡比监测剖面与监测点布置应符合下列规定：

1监测横剖面宜布设在尾矿坝最大坝高处及堆积坝外坡最大坡度地段。

2每100m坝长不应少于2条监测横剖面。

3监测点应布置在各变坡点处，且监测点间距不应大于10m。

4．3．4坝体浸润线监测剖面与监测点布置应符合下列规定：

1浸润线监测横剖面宜选在能反映整体渗流情况的坝体剖面上及渗流异常剖面上，宜与表面位移监测横剖面相结合，横剖面不宜少于3个。

2监测孔布置应根据坝型结构、筑坝材料和渗流场特征确定。

宜在堆积坝坝顶、初期坝上游坡底、下游排水棱体前缘各布置1个监测孔，监测孔间距宜为20m～40m，每个横剖面的监测孔不宜少于3个，监测孔深度应根据设计控制浸润线深度确定。

3在渗流进、出口段，渗流各向异性的土层中，以及浸润线变化处，应根据预计浸润线的最大变幅沿不同高程布设监测点，同一监测孔内的测点不宜少于2个。

4．3．5渗流压力监测剖面与监测点布置应符合下列规定：

1尾矿坝的渗流压力监测，宜沿流线方向或渗流较集中的透水层布置1条～3条监测横剖面，每个横剖面上宜设3条～4条监测垂线。

2尾矿坝与刚性建筑物接合部的渗流压力监测，应在接触轮廓线的控制处设置监测孔。

3分层监测时，应做好层间止水。

4．3．6渗流量及渗流水浑浊度监测设施布置应符合下列规定：

1监测设施布置应根据坝型和坝基地质条件、渗漏水的出流和汇集条件等确定，对排渗异常的部位应专门监测。

2坝体渗流、绕渗及导渗的渗流量应分区、分段监测。

3当坝体下游有渗漏水出逸时，应在坝趾下游设导渗沟，应在导渗沟出口处设置监测设施。

4当渗流水位低于自然地表时，应在坝下游河床中布设渗流量监测设施。

监测横剖面应根据控制过水断面情况沿水流方向布置，不宜少于3条。

每条横剖面应布置2个测压孔，间距宜为10m～20m，并应在测压孔内安装测压管。

4．3．7库水位监测点应设置在能代表库内平稳水位的位置，宜布置在库内排洪构筑物上。

4．3．8干滩监测横剖面与监测点布置应符合下列规定：

1滩顶高程监测点应沿滩顶方向布置，每100m坝长应在较低处布置1个～3个监测点。

监测点总数不应少于3个。

2干滩长度应根据坝长及水边线弯曲情况，在干滩长度较短处布置1条～3条监测横剖面。

3干滩坡度应根据干滩平整情况，每100m坝长布置不少于2个监测横剖面。

监测点间距宜为10m～20m，坡度变化处应布置监测点。

4．3．9降水量监测，应根据尾矿库周边地形条件，在空旷处布置1个监测点。

4．3．10排洪设施监测宜采用人工现场巡查与视频监控相结合。

当发现排洪设施有变形时，应根据实际情况，在排洪设施变形部位或其影响部位布设位移监测点。

4．3．11视频监测点宜布置在尾矿库重点区域、初期坝、堆积坝、尾矿排放口及排洪系统进、出口处。

4．3．12对于危及库区、排洪构筑物及附属设施安全和运行的新老滑坡体或潜在滑坡体应监测，地质滑坡体监测剖面与监测点布置应符合下列规定：

1滑坡体表面位移监测应沿顺滑方向布设1条～3条监测剖面，每个剖面不宜少于3个监测点。

2滑坡体内部位移监测剖面应布置在主滑线上，宜布置1条～3条监测垂线，每条监测垂线上不宜少于3个监测点。

4．4监测仪器设备

4．4．1在线安全监测、人工安全监测应根据尾砂腐蚀性、高温及多尘、气候变化等现场环境条件选用仪器设备。

4．4．2监测仪器技术指标应符合表4．4．2的规定。

表4．4．2监测仪器技术指标

4．4．3监测仪器的检测、检定应符合下列规定：

1监测仪器应经过检测、检定，并应在合格后再使用；

2强检类监测仪器应按规定的检定周期进行检定或校准；

3非强检类监测仪器应提供合格证书、出厂率定资料，并应按仪器使用说明书的要求进行自检。

4．4．4监测仪器管理应符合下列规定：

1监测仪器应建立档案，应包括仪器名称、生产厂家、出厂号码、规格、型号、附件名称及数量、合格证书、使用说明书、出厂率定资料、购置日期、单位使用编号、使用日期、使用人员、强检类仪器的检定日期及检定证书、校准记录、发生故障、损伤及维修记录等。

2仪器在运输中应平稳放置，使用时应按照仪器使用说明书操作。

3除埋设在尾矿坝内部的传感器外，其他仪器均应设置在通风、干燥的地方，并应满足防尘、防潮要求。

4．4．5监测设施管理应符合下列规定：

1现场监测设施应标注监测类别及监测点编号。

2基准点、工作基点、监测点、监测孔，应绘制点之记，并应按比例尺绘制监测设施总体布置图和竣工图。

3影响监测质量的障碍物应清除。

4．5监测频率

4．5．1监测基准网的复测每年不应少于1次。

发生山洪、地震等灾害时，应检测基准网。

4．5．2运营期间的尾矿库应每天日常巡查，大雨或暴雨期间应在现场实时巡查；

年度巡查宜在汛期前后或冰冻期前后进行，每年不应少于3次；

当尾矿库安全状况处于红色预警时，应特别巡查。

4．5．3人工安全监测频率应符合下列规定：

1监测设施安装初期应每半个月监测1次，六个月后可逐步减为每月监测1次。

2遇下列情况之一时，应增加监测：

1）汛期前；

2）地震、连续多日下雨、暴雨、台风后；

3）尾矿库安全状况处于黄色预警、橙色预警、红色预警期间；

4）坝体除险加固施工前后；

5）其他影响尾矿库安全运行情形。

3降水量监测频率应符合现行行业标准《降水量观测规范》SL21的有关规定。

4．5．4在线安全监测频率应符合下列规定：

1当尾矿库处于正常状态时，在线安全监测频率宜为1次／10min～1次／24h。

2当尾矿库安全状况处于非正常状态时，在线安全监测频率宜为1次／5min～1次／30min。

4．6技术要求

4．6．1地表位移监测精度指标应按表4．6．1-1确定，其他监测项目监测精度指标应按表4．6．1-2确定。

表4．6．1-1地表位移监测精度指标（mm）

表4．6．1-2其他监测项目的监测精度指标

4．6．2相同监测点在同一监测时间的在线安全监测成果与人工安全监测成果较差值，不应大于其测量中误差的2倍。

4．6．3尾矿库在线安全监测系统性能应符合下列规定：

1应兼容模拟信号和数字信号的监测仪器设备；

2平均无故障时间不应小于180d；

3数据采集缺失率不应大