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(guān)的技術(shù)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(zhuǎn)及庫區(qū)人民群眾的生命財產(chǎn)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。
　　目前，我國尾礦庫的監(jiān)測技術(shù)還處于起步階段。尾礦庫的管涌流土、地震液化等壩體內(nèi)部致災(zāi)因素引起壩坡失穩(wěn)的預(yù)警技術(shù)基本屬于空白，其監(jiān)測、預(yù)警技術(shù)的研究成果較少。而我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，因此尾礦庫自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)施建設(shè)是面向我國尾礦庫安全的重大需求，具有良好的應(yīng)用前景。
　　監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
　　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。
　　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(yīng)設(shè)有監(jiān)測剖面。每個監(jiān)測剖面應(yīng)至少設(shè)置5個監(jiān)測點，并應(yīng)根據(jù)設(shè)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。
　　2．庫水位監(jiān)測
　　一般在庫內(nèi)排水構(gòu)筑物上設(shè)置自動監(jiān)測儀，將所測信號傳給室內(nèi)接收機進行處理得到庫水位，既準確又適時。需要指出的是，庫內(nèi)排水構(gòu)筑物一般位于尾礦庫內(nèi)，排水構(gòu)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他點標高的測量，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(shè)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(shè)堅固的不能移動的標高監(jiān)測設(shè)備。采用移動GPS，定期監(jiān)測尾礦壩灘頂標高和設(shè)計最高洪水位下允許達到的干灘標高，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
　　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(zhì)變化較大處均應(yīng)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(shè)置4～6個監(jiān)測點。最下面一個點應(yīng)設(shè)置在壩腳外5～10m范圍內(nèi)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(shè)置視頻監(jiān)測裝置，以滿足準確清晰把握尾礦庫運行狀況的需要。
　　設(shè)備安裝
　　在尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)安裝時，應(yīng)注意以下問題：
　　1．安裝的儀器設(shè)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，儀器設(shè)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(shè)備應(yīng)安裝穩(wěn)固，均應(yīng)在安裝過程中考慮防盜問題，GPS接收機應(yīng)放置在水泥墩內(nèi)，避免因為設(shè)備主機被盜，導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。
　　2．購買的GPS等設(shè)備應(yīng)該有避雷裝置。GPS設(shè)備靠接收星歷信號來準確測定壩體變形狀況，GPS天線應(yīng)盡量選擇軛流圈天線，盡可能保證雷雨天氣的設(shè)備安全。
　　3．安裝位置應(yīng)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(chǎn)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(nèi)前移。因此，GPS、孔壓傳感器等設(shè)備的埋設(shè)位置應(yīng)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(yīng)針對整個運行期綜合考慮。
　　4．應(yīng)注意浸潤線監(jiān)測儀器埋設(shè)位置。尾礦壩總是在不斷加高的過程中，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(nèi)經(jīng)常變動。現(xiàn)有的觀測設(shè)施只能測出進水孔處的水頭或孔隙壓力。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。因此，浸潤線的位置應(yīng)根據(jù)設(shè)計資料綜合考慮。
　　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(yīng)及時掌握各種監(jiān)測技術(shù)指標的最新數(shù)據(jù)外，還要有判斷尾礦庫安全與否的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。結(jié)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，可以建立尾礦庫運營管理的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。
　　1．浸潤線指標的預(yù)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(shè)計資料允許的最高浸潤線高程。該指標即是浸潤線監(jiān)測指標的預(yù)警及響應(yīng)標準。對于等別不高的尾礦庫，還可以依據(jù)國家標準《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)尾礦壩浸潤線高度的預(yù)警指標進行預(yù)警。
　　2．防洪能力的預(yù)警方法
　　防洪能力的預(yù)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(diào)洪驗算得到當前庫水位下，設(shè)計最高洪水位下尾礦庫需要的調(diào)洪水深，即可以掌握當前干灘長度是否滿足調(diào)洪水深的要求。
　　3．壩體位移的預(yù)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(jié)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)生的位移趨勢及變化速率，從而及時預(yù)警并采取響應(yīng)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。
　　基于強度折減的有限元法，能夠處理復(fù)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(yù)警提供依據(jù)。
　　4．注重與日常巡檢工作結(jié)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(nèi)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(yīng)與日常巡檢結(jié)合。通過監(jiān)測指標和日常巡檢結(jié)合的比對，能夠更為科學地掌握尾礦庫的安全狀況和運行特點。
　　效果分析
　　近年來，我國國民經(jīng)濟快速發(fā)展，GDP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(chǎn)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(guān)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，是擺在全社會面前的一個重要問題。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(zāi)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(zāi)害的預(yù)警響應(yīng)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。