尾矿库安全监测：这些要点，你真的掌握了吗？

尾矿库，作为矿山选矿厂的关键组成部分，承担着堆放选矿过程中产生尾矿的重任。然而，它也是一把双刃剑，一旦出现安全问题，带来的灾难将是毁灭性的。回顾那些令人痛心的尾矿库事故，2008 年山西襄汾尾矿库溃坝事故宛如一场噩梦。那是 9 月 8 日的清晨，新塔矿业有限公司新塔矿区 980 平硐尾矿库突然发生特别重大溃坝事故 。瞬间，26.8 万立方米的泄容量如猛兽般汹涌而出，30.2 公顷的过泥面积无情地吞噬着一切，下游 500 米左右的矿区办公楼、集贸市场和部分民宅在刹那间被夷为平地。这场事故最终造成了 277 人死亡、4 人失踪、33 人受伤的惨剧，无数家庭支离破碎，亲人生死两隔。再看 2015 年巴西丰当尾矿库溃坝事件，同样触目惊心。大量有毒尾矿泥浆如潮水般涌入下游村庄和河流，19 人失去了宝贵的生命，600 个家庭的房屋被无情摧毁，至少 40 万人无法正常用水。超 4300 万立方米的红棕色尾矿泥浆流入多西河，一路扩散至大西洋，1469 公顷的植被惨遭污染，至少 11 吨鱼类种群消逝，水生生物基本灭绝，给当地生态环境带来了难以逆转的重创。
这些事故绝非偶然，它们如同一记记重锤，敲打着我们的内心，让我们深刻认识到尾矿库安全监测的重要性。尾矿库的安全，直接关系到人民群众的生命财产安全。在其下游，往往分布着众多村庄、城镇以及重要的基础设施，一旦尾矿库出现溃坝等险情，汹涌的尾矿和洪水将瞬间冲垮房屋、桥梁，阻断交通，让无数人失去家园，甚至付出生命的代价。同时，它对生态环境的影响也极为深远。尾矿中通常含有大量的重金属、选矿药剂等有害物质，一旦泄漏，这些物质将随着水流和土壤扩散，污染周边的水源、土壤和空气，破坏生态平衡，让原本生机勃勃的土地变得满目疮痍，许多珍稀物种也可能因此濒临灭绝。所以，尾矿库安全监测，是保障生命财产安全的坚固盾牌，是守护生态环境的绿色卫士，绝不容忽视。

要点一：位移监测，洞悉坝体 “小动作”
尾矿库坝体就像是一位沉默的巨人，看似平静，实则内部时刻都在发生着变化，而位移监测就是我们洞悉这些变化的 “火眼金睛”。在位移监测中，有几个关键指标不容忽视，水平位移、垂直位移和位移速率。水平位移反映的是坝体在水平方向上的移动情况，就像巨人在左右晃动。尾矿库在运行过程中，库内尾矿不断堆积，犹如给巨人背上增加了越来越重的负担，水位变化像潮汐一样不断冲击，地震等突发状况更是像强烈的震动波，这些因素都可能导致坝体产生水平方向的位移。要是水平位移过大，坝体就可能像失去平衡的巨人一样失稳，进而引发溃坝等严重事故 。
垂直位移体现的是坝体在垂直方向上的沉降或隆起，仿佛巨人的身体在上下起伏。不均匀的垂直位移会使坝体表面产生裂缝，就像巨人的皮肤出现了裂痕，这会破坏坝体的完整性，降低坝体的抗渗和抗滑能力，让坝体更容易受到外界因素的侵蚀。位移速率则是位移随时间变化的快慢程度，它是坝体健康状况的 “预警器”。当位移速率突然增大，往往预示着坝体内部结构发生了变化，可能存在安全隐患，就好比巨人的心跳突然加快，一定是身体出现了问题。
为了准确获取这些关键指标，合理布点至关重要。我们要在坝体的不同高程、不同部位设置监测点，就像给巨人的身体各个部位都安装上 “传感器”，形成全面的监测网络，确保不放过任何一个可能出现问题的角落。同时，先进的设备也是必不可少的。全球定位系统（GPS）就像一个精准的定位器，能够实时追踪监测点的位置变化；全站仪则如同一位精确的测量大师，对监测点的角度、距离等数据进行精确测量，这些设备为我们提供了准确、及时的监测数据。
基于这些关键指标，我们还要设定科学合理的预警阈值。这就像是给巨人设定了一个健康指标范围，一旦监测数据接近或超过预警阈值，立即发出预警信号。预警可分为不同等级，黄色预警就像轻微的警报，提醒我们坝体位移处于正常波动范围之外，但尚未达到危险程度，此时应加强监测频率，密切关注坝体变化；橙色预警如同中级警报，意味着坝体位移已接近危险临界值，需组织专家进行评估，制定相应的应对措施；红色预警则是最严重的警报，表明坝体位移已超过危险临界值，存在溃坝风险，必须立即启动应急预案，组织下游居民撤离，采取紧急抢险措施。

要点二：渗流监测，守护坝体 “内循环”
渗流监测是尾矿库安全监测中至关重要的一环，它就像是守护坝体 “内循环” 的忠诚卫士。坝体的渗流情况直接关系到其渗透稳定性，一旦渗流出现异常，就如同人体的血液循环出现问题，会引发一系列严重后果。渗流异常可能导致坝体浸润线升高，使坝体土体处于饱水状态，强度大幅降低，进而增加坝体滑坡、坍塌的风险；还可能引发管涌、流土等渗透破坏现象，像白蚁蛀蚀堤坝一样，逐渐掏空坝体结构，最终导致溃坝事故的发生。
要做好渗流监测，首先要关注几个关键参数。渗流量是指单位时间内通过坝体或坝基某一截面的渗流水量，它反映了渗流的规模。渗流压力则是渗流在坝体或坝基内产生的压力，它与坝体的渗透稳定性密切相关。当渗流压力过大时，会对坝体结构产生巨大的推力，可能导致坝体变形甚至破坏。而浸润线位置更是关键中的关键，它是坝体中渗流水位的连线，浸润线过高会使坝体下游坡面渗出的水量增加，造成坡面湿滑，容易引发滑坡，同时也会降低坝体的抗滑稳定性。
为了准确获取这些参数，我们需要运用科学的监测方法。对于渗流量的监测，可以在坝体下游设置量水堰，通过测量堰上水头高度，利用相应的流量计算公式来计算渗流量，就像通过测量水渠上的水位来计算水流流量一样；也可以使用流量计，它能够直接测量渗流水的流量，方便快捷。渗流压力监测通常采用渗压计，将其埋设在坝体或坝基的关键部位，如防渗体、排水设施附近等，这些渗压计就像微小的压力探测器，能够实时感知渗流压力的变化，并将其转化为电信号或数字信号传输出来。浸润线位置监测则可以通过在坝体内部不同高程处布置测压管，测量测压管内水位高度，从而推算出浸润线的位置。
一旦发现渗流异常，我们必须迅速采取行动。首先要加密监测频次，就像密切关注病人的病情变化一样，增加监测次数，更频繁地获取数据，以便更准确地掌握渗流异常的发展趋势。同时，组织专业技术人员进行现场勘查，仔细检查坝体表面是否有渗水、冒浑水等现象，查看排水设施是否正常运行，分析渗流异常可能的原因，是坝体局部出现裂缝导致渗漏，还是排水系统堵塞引起渗流不畅等。然后根据具体原因制定相应的处理措施，如果是裂缝问题，要及时进行封堵处理，采用灌浆等方法将裂缝填满，阻止渗流进一步发展；若是排水系统堵塞，就需要清理排水管道、疏通排水孔，恢复排水系统的正常功能。

要点三：水位监测，把控库容 “警戒线”
水位监测在尾矿库安全监测中占据着举足轻重的地位，它是预防漫顶事故的关键防线。尾矿库的水位就像水库的 “水位计”，时刻反映着库内的蓄水量情况。当水位持续上升，接近或超过警戒水位时，就如同水库的 “水位计” 发出了红色警报，坝体承受的压力会急剧增大，一旦超过坝体的承载能力，洪水就会漫过坝顶，引发漫顶事故，其后果不堪设想。漫顶事故会导致坝体溃决，大量尾矿和洪水倾泻而下，冲向下游的村庄、城镇，摧毁房屋、桥梁，淹没农田，危及人民群众的生命财产安全，同时也会对周边生态环境造成严重的污染和破坏。
为了准确掌握尾矿库的水位变化，我们需要运用科学的方法和先进的设备进行实时监测。在监测方法上，常用的有超声波水位计监测和雷达水位计监测。超声波水位计就像一个精准的 “声波探测器”，它通过向水面发射超声波，超声波遇到水面后反射回来，仪器根据发射和接收超声波的时间差，再结合超声波在空气中的传播速度，就能精确计算出水位高度。雷达水位计则利用雷达波的反射原理来测量水位，它就像一个发射雷达波的 “小雷达站”，发射的雷达波遇到水面后反射回来，被雷达水位计接收，通过计算雷达波往返的时间，从而确定水位高度。这两种监测方法都具有高精度、高稳定性和抗干扰能力强的特点，能够在复杂的环境下准确地监测水位变化。
除了选择合适的监测方法，合理设置监测点也至关重要。我们要在尾矿库内不同位置设置多个监测点，形成一个全面的水位监测网络。在库内排水构筑物，如排水井、排水斜槽等位置设置监测点，这些地方的水位变化能够直接反映出库内水位的真实情况；在坝体上下游也设置监测点，对比上下游水位差，可以了解坝体的渗流情况对水位的影响。通过这些监测点，我们能够全方位、多角度地掌握尾矿库的水位动态。
当水位接近警戒水位时，我们必须迅速采取有效的应对措施。首先，要加大排水力度，检查和开启所有排水设施，如排水闸门、排水泵等，确保排水系统能够正常运行，尽快降低库内水位，减轻坝体压力。同时，密切关注天气变化，与气象部门保持密切联系，获取最新的气象预报信息，提前做好应对强降雨等极端天气的准备。还要加强值班巡查，增加巡查人员和巡查频次，对坝体、排水设施等进行全面细致的检查，及时发现并处理可能出现的安全隐患。如果水位继续上升，达到或超过危险水位，要立即启动应急预案，组织下游居民紧急撤离，确保人民群众的生命安全。

要点四：浸润线监测，感知坝体 “健康度”
浸润线监测，就像是给尾矿库坝体做 “深度体检”，能够精准感知坝体的 “健康度”。浸润线是坝体横剖面上稳定渗流的自由水面线在坝体横断面上的位置，它的高低直接反映了坝体内部的渗流状态。当浸润线过高时，坝体土的抗剪强度会降低，就像人的身体变得虚弱，无法承受外界的压力。坝体承受的孔隙水压力增大，有效应力减小，坝坡的稳定安全系数降低，可能导致坝体出现滑坡、裂缝等不稳定现象，进而威胁整个尾矿库的安全 。同时，过高的浸润线还可能使坝体出现渗漏、管涌等现象，这些现象会进一步削弱坝体的稳定性，如果不及时处理，管涌可能逐渐扩大，最终导致坝体溃决，后果不堪设想。
为了准确掌握浸润线的情况，我们需要采用科学有效的监测方法。埋设测压管是一种常用的方法，在坝体上不同位置埋设测压管，测压管一般由钢管或塑料管制成，底部设有透水孔，以便与坝体内部的水相连通。就像在坝体内部安装了许多 “水位探测器”，定期测量测压管内的水位，并记录数据，通过对不同位置测压管水位的分析，我们就能了解浸润线的变化趋势 。安装渗压计也是不错的选择，渗压计是一种专门用于测量土体中孔隙水压力的仪器，将其安装在坝体内部的不同深度，它就像微小的压力感知器，能够实时监测坝体内部的水压力变化，从而推算出浸润线的位置。渗压计通常与 MCU 数据采集系统相连，可以实现自动化监测和远程传输数据，让我们随时随地都能掌握坝体内部的渗流情况。此外，还可以利用数值模拟软件，建立尾矿库的渗流模型，通过输入坝体材料参数、库水位等数据，模拟坝体内部的渗流情况，预测浸润线的位置。这种方法就像是给尾矿库建立了一个 “虚拟模型”，在尾矿库设计阶段和运行过程中都能提供重要参考，帮助我们优化坝体结构和排水系统，确保浸润线处于安全范围内。
一旦发现浸润线过高，我们必须采取有效的措施来降低它。合理设计排水系统至关重要，尾矿库应设置完善的排水系统，包括坝体排水棱体、排渗管、排水井等。排水系统的设计要根据尾矿库的规模、地形、地质条件等因素进行合理规划，就像为尾矿库量身定制一套 “排水方案”，确保能够有效地降低浸润线。同时，要定期检查和维护排水系统，清理堵塞物，保证排水畅通，让排水系统始终保持良好的工作状态。严格控制库水位也不容忽视，要避免水位过高导致浸润线上升。根据尾矿库的设计要求和安全标准，制定合理的库水位控制方案，确保在不同季节和运行条件下库水位都能保持在安全范围内。加强对库水位的监测，及时发现异常情况并采取相应措施，比如当库水位上升过快时，要加大排水力度，降低库水位，从而控制浸润线的上升。做好坝体维护同样重要，定期对坝体进行检查和维护，及时发现坝体裂缝、渗漏等问题，并进行修复，保持坝体的完整性和稳定性，减少水的渗入。对坝体进行护坡处理，防止雨水冲刷和风浪侵蚀，降低坝体的渗透性，让坝体更加坚固耐用。

要点五：监测设备与技术，为安全装上 “智慧眼”
在科技飞速发展的今天，尾矿库安全监测也迈入了智能化、精准化的新时代。先进的监测设备与技术就像是为尾矿库安全装上了一双双 “智慧眼”，让我们能够更全面、更及时地掌握尾矿库的运行状况。
全球定位系统（GPS）在尾矿库位移监测中发挥着关键作用。它就像一个精准的定位器，能够实时追踪监测点的位置变化。通过在坝体上设置多个 GPS 监测点，我们可以获取坝体的三维位移数据，精准地了解坝体在水平和垂直方向上的移动情况。全站仪也是位移监测的得力助手，它如同一位精确的测量大师，利用激光测距与角度测量技术，能够对监测点的角度、距离等数据进行精确测量，即使是坝体的微小变形也能被它敏锐地捕捉到 。
在渗流监测方面，渗压计是不可或缺的设备。它就像微小的压力探测器，能够实时感知坝体内部的渗流压力变化，并将其转化为电信号或数字信号传输出来，帮助我们准确掌握渗流压力情况。高频雷达液位计则在库水位及浸润线高度监测中展现出强大的实力，它采用非接触式测量方式，通过发射雷达波并接收反射波来测量水位高度，分辨率可达 1mm，能够在复杂的环境下稳定工作，为我们提供准确的水位数据。
自动化监测系统的出现，更是让尾矿库安全监测如虎添翼。它通过在尾矿库关键部位部署各类传感器，如位移传感器、水位传感器、压力传感器等，实现了对尾矿库的 24 小时不间断监测。这些传感器就像一个个不知疲倦的 “小卫士”，实时采集数据，并通过无线或有线通讯技术将数据传输到中央控制中心。在传输过程中，为了保证数据的安全性和传输的稳定性，通常会采用加密技术和冗余传输方式。到达控制中心的数据将经过处理和分析，形成实时报告和历史趋势图表，让管理人员能够一目了然地了解尾矿库的运行状态。一旦监测到的数据超过预设的安全阈值，系统将自动启动预警程序，通过短信、声光报警等方式通知相关人员采取措施 。
云服务器技术的应用，进一步提升了尾矿库安全监测的效率和便捷性。监测数据可以实时上传至云服务器，管理人员只需通过电脑或手机，就能随时随地远程查看尾矿库的实时状态和历史数据。云服务器还具备强大的数据存储和分析能力，能够对海量的监测数据进行长期存储和深度分析，通过数据挖掘和机器学习算法，挖掘数据背后的潜在规律，为尾矿库的安全管理提供更科学、更精准的决策依据 。同时，云服务器技术还支持多用户、多部门协同管理，不同地区、不同部门的工作人员可以通过云平台共享数据，实现信息互通，提高工作效率。

要点六：建立完善的预警与应急机制，为安全保驾护航
预警与应急机制是尾矿库安全监测的最后一道防线，就像是为尾矿库安全系上的 “安全带”，在关键时刻能够发挥至关重要的作用。
建立科学合理的预警分级体系是第一步。根据尾矿库的各项监测指标，如坝体位移、渗流、水位等，结合历史数据和专家经验，设定不同等级的预警阈值。当监测数据达到或超过相应阈值时，触发不同级别的预警信号。一般来说，预警可分为黄色、橙色和红色三个等级。黄色预警代表轻度异常，此时尾矿库的运行状况虽未达到危险程度，但已超出正常波动范围，需要引起我们的关注，加强监测频率，密切观察尾矿库的变化情况。橙色预警则意味着中度危险，尾矿库的某些指标已接近危险临界值，此时必须组织专业技术人员和专家进行深入评估，分析异常原因，制定针对性的应对措施，如调整排水方案、加固坝体等，以防止情况进一步恶化。红色预警是最严重的级别，表示尾矿库已处于高度危险状态，存在溃坝等重大安全风险，一旦发出红色预警，必须立即启动最高级别的应急响应，争分夺秒组织下游居民撤离到安全地带，确保人民群众的生命安全，同时调集一切力量开展紧急抢险救援工作，采取有效措施降低尾矿库的风险，如加大排水力度、对坝体进行紧急加固等 。
完善的应急响应流程是保障应急行动高效有序进行的关键。当预警信号发出后，应急指挥中心要迅速做出反应，立即启动应急预案。明确各部门和人员的职责分工，确保在应急过程中各司其职、协同作战。应急救援队伍要在第一时间赶赴现场，根据现场实际情况，采取相应的抢险救援措施，如对坝体进行紧急加固、封堵渗漏点、排除积水等，以控制险情的发展。同时，要做好人员疏散工作，按照预先制定的疏散路线，组织下游居民有序撤离，确保他们能够安全、迅速地到达指定的安置地点。在疏散过程中，要做好交通疏导和安全保障工作，避免发生混乱和意外事故。还要及时向社会发布准确、权威的信息，回应公众关切，稳定社会秩序，避免引起恐慌。
加强与相关部门的沟通协调也不容忽视。尾矿库安全涉及多个部门，如应急管理部门、自然资源部门、生态环境部门、水利部门等，在预警与应急过程中，必须加强这些部门之间的沟通与协作，形成工作合力。建立定期的沟通协调机制，共享监测数据和信息，共同研究解决尾矿库安全管理中存在的问题。在应急响应时，各部门要密切配合，协同作战，按照各自的职责和分工，共同做好抢险救援、人员疏散、环境监测、物资保障等工作。
定期演练应急预案是检验和提高应急能力的重要手段。通过演练，可以发现应急预案中存在的问题和不足，及时进行修订和完善。同时，演练还可以让各部门和人员熟悉应急响应流程，提高应急处置能力和协同作战能力，确保在真正面临紧急情况时，能够迅速、准确、有效地采取行动。演练要模拟各种可能出现的紧急情况，如溃坝、渗漏、漫顶等，设置不同的场景和难度，让参与演练的人员能够充分体验应急过程中的各种挑战和困难。演练结束后，要及时进行总结评估，对演练效果进行分析和评价，针对存在的问题提出改进措施和建议，不断提高应急预案的科学性和实用性 。

写在最后：共筑尾矿库安全防线
尾矿库安全监测的每一个要点，都承载着沉甸甸的责任，关乎着生命的安危、财产的安全和生态的平衡。位移监测、渗流监测、水位监测、浸润线监测，这些要点就像一道道坚固的防线，共同守护着尾矿库的安全；先进的监测设备与技术，为我们提供了更强大的监测能力；完善的预警与应急机制，则在关键时刻为我们提供了最后的保障。
尾矿库相关企业，你们肩负着重要的使命，必须严格落实安全主体责任，将安全监测工作贯穿于尾矿库建设、运行和闭库的全过程。加大对安全监测的投入，引进先进的设备和技术，培养专业的人才队伍，建立健全安全管理制度和操作规程，确保安全监测工作的科学、规范、有效开展。
从事尾矿库安全监测的工作人员，你们是安全的守护者，要时刻保持高度的责任感和敬业精神。不断学习和掌握新的监测技术和方法，提高自身的专业素养和业务能力，认真履行职责，严谨细致地做好每一项监测工作，及时发现并报告安全隐患，为尾矿库的安全运行贡献自己的力量。
让我们携手共进，从每一个要点做起，从每一个细节抓起，不断完善尾矿库安全监测体系，提升安全监测水平，共同构筑起尾矿库安全的坚固防线，守护好我们的生命财产安全，守护好我们赖以生存的生态环境。