馬鞍山鋼鐵集團(tuán)公司南山礦業(yè)公司(以下簡稱南山礦業(yè)公司)現(xiàn)有凹山總尾礦庫和城門峒尾礦庫兩座尾礦庫,年接受尾礦量約400萬t。其中凹山總尾礦庫現(xiàn)總庫容為7400萬m3,最大壩高73.0m;城門峒尾礦庫現(xiàn)總庫容為1120萬m3,最大壩高76.0m3,兩座皆屬三等尾礦庫。
南山礦業(yè)公司的這兩座尾礦庫各有特點(diǎn),凹山總尾礦庫同標(biāo)高堆積子壩長度達(dá)4795m,城門峒尾礦庫子壩年平均上升速度較快。針對兩庫的生產(chǎn)管理特點(diǎn),依據(jù)尾礦庫管理規(guī)程、規(guī)范,我們采取有效的技術(shù)措施,開發(fā)了尾礦庫數(shù)字化安全管理系統(tǒng)。
南山礦業(yè)公司投資265萬元,在城門峒尾礦庫成功開發(fā)了尾礦庫區(qū)安全自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了尾礦庫技術(shù)參數(shù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測。凹山總尾礦庫數(shù)字化系統(tǒng)已于2007年8月投資850萬元開始實(shí)施,準(zhǔn)備2007年內(nèi)建成。2008年,南山礦業(yè)公司將全面實(shí)現(xiàn)尾礦庫區(qū)監(jiān)測的自動(dòng)化。
在實(shí)施尾礦庫數(shù)字化管理系統(tǒng)開發(fā)前,尾礦庫安全運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)如壩體形變位移、庫水位、沉積灘灘頂標(biāo)高、浸潤線埋深等,均由人工采用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進(jìn)行測量,測出的尾礦庫技術(shù)參數(shù)存在一定的系統(tǒng)誤差和人工誤差。同時(shí),人工測量的工作量大、易受天氣和現(xiàn)場條件狀況的影響,不能及時(shí)監(jiān)測尾礦庫的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),資料的整理與分析更是滯后于工程與生產(chǎn)運(yùn)行,生產(chǎn)和管理所造成的壩體隱患若不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn),將會影響尾礦庫的安全生產(chǎn)。
針對城門峒尾礦庫的現(xiàn)狀和后期生產(chǎn)的需要,南山礦業(yè)公司將自動(dòng)化技術(shù)與水工和水工構(gòu)筑物監(jiān)測理論有機(jī)地結(jié)合起來,開發(fā)了尾礦庫區(qū)安全數(shù)字化管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對壩體浸潤線、庫水位、干灘指標(biāo)、壩體形變的自動(dòng)監(jiān)測和生產(chǎn)視頻監(jiān)視,建立了尾礦庫專家分析系統(tǒng),直觀地掌握壩體的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài),進(jìn)行綜合評價(jià)、預(yù)警預(yù)報(bào)。
1.浸潤線埋深自動(dòng)監(jiān)測
系統(tǒng)能實(shí)時(shí)在線、自動(dòng)測量壩體浸潤線埋藏深度,實(shí)現(xiàn)采集、存貯數(shù)據(jù)的自動(dòng)化,克服了人工測量沒有合適儀器、隨意性大的缺陷,測量誤差小于2cm,符合尾礦庫管理技術(shù)要求。同時(shí),系統(tǒng)能根據(jù)生產(chǎn)技術(shù)管理的需要,繪制指定測壓管浸潤線的歷時(shí)曲線圖及浸潤線埋藏深度與庫水位相關(guān)的對比曲線圖,并對浸潤線超出設(shè)定或發(fā)生突變時(shí)及時(shí)給出預(yù)警、預(yù)報(bào)。
2.庫水位自動(dòng)監(jiān)測
系統(tǒng)能實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測尾礦庫庫水位,不受氣象、風(fēng)浪的影響,實(shí)現(xiàn)庫水位采集、存貯數(shù)據(jù)的自動(dòng)化,測量誤差小于20mm,符合尾礦庫技術(shù)規(guī)程的要求。如果水位在短時(shí)間內(nèi)上漲超出5cm,系統(tǒng)能及時(shí)自動(dòng)跟蹤監(jiān)測,并發(fā)出預(yù)警。同時(shí),能夠繪制庫水位歷史曲線圖,以及根據(jù)降雨量的情況預(yù)測庫水位發(fā)展變化趨勢。
3.干灘指標(biāo)自動(dòng)監(jiān)測
系統(tǒng)能實(shí)時(shí)測量尾礦庫灘頂高程、70m處干灘高程,測量誤差小于20mm。尾礦庫管理人員能根據(jù)干灘高程指標(biāo),適時(shí)調(diào)整放礦壩段,使沉積灘上升均勻、灘頂平整,并能繪制干灘變化歷時(shí)曲線圖及干灘高程與庫水位變化關(guān)系曲線圖。