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尾礦庫(kù)作為礦業(yè)生產(chǎn)的“生命線",其穩(wěn)定性直接關(guān)系到下游生態(tài)與居民安全。位移監(jiān)測(cè)是尾礦庫(kù)安全管理的核心手段,通過(guò)多技術(shù)融合實(shí)現(xiàn)從局部到全局的風(fēng)險(xiǎn)管控。
一、監(jiān)測(cè)技術(shù)體系
表面位移監(jiān)測(cè):采用GNSS與全站儀組合方案。GNSS覆蓋全庫(kù)區(qū),重點(diǎn)監(jiān)測(cè)壩頂、初期壩與堆積壩交界處;全站儀用于關(guān)鍵斷面高精度測(cè)量,精度可達(dá)±0.5mm。某金礦尾礦庫(kù)部署了20個(gè)GNSS監(jiān)測(cè)點(diǎn)與5個(gè)全站儀基準(zhǔn)站,實(shí)現(xiàn)每10分鐘一次的全自動(dòng)巡測(cè)。
內(nèi)部位移監(jiān)測(cè):通過(guò)鉆孔測(cè)斜儀與分布式光纖傳感(DFS)技術(shù)穿透壩體。測(cè)斜儀可測(cè)量0-50m深度范圍內(nèi)的側(cè)向位移,某銅礦尾礦庫(kù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,堆積壩體內(nèi)部最大側(cè)向位移達(dá)12cm,發(fā)生在壩高1/3處;DFS技術(shù)則利用光纖應(yīng)變響應(yīng),連續(xù)監(jiān)測(cè)壩體應(yīng)變分布,空間分辨率達(dá)1m。
浸潤(rùn)線關(guān)聯(lián)分析:位移與浸潤(rùn)線數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)是尾礦庫(kù)監(jiān)測(cè)的特色。某鐵礦尾礦庫(kù)監(jiān)測(cè)表明,當(dāng)浸潤(rùn)線埋深小于3m時(shí),壩體水平位移速率增加40%,二者相關(guān)性系數(shù)達(dá)0.82,為排水系統(tǒng)優(yōu)化提供依據(jù)。
二、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型
基于位移時(shí)序數(shù)據(jù),構(gòu)建“閾值-速率-加速度"三級(jí)預(yù)警體系:
一級(jí)預(yù)警:?jiǎn)吸c(diǎn)位移超過(guò)設(shè)計(jì)允許值的70%(如壩頂允許位移15cm,觸發(fā)閾值10.5cm);
二級(jí)預(yù)警:位移速率連續(xù)2小時(shí)超過(guò)0.3cm/h;
三級(jí)預(yù)警:位移加速度突破0.1cm/h2,表明變形進(jìn)入加速階段。
某鉛鋅礦尾礦庫(kù)應(yīng)用該模型后,成功預(yù)警3次局部滑坡風(fēng)險(xiǎn),預(yù)警提前量達(dá)12-24小時(shí),為應(yīng)急搶險(xiǎn)贏得時(shí)間。