李京京
近年來,尾礦庫安全事故偶有發(fā)生,事故的發(fā)生造成極大損失,包括人員損失與經(jīng)濟(jì)損失,引起社會高度重視。如何強(qiáng)化尾礦庫安全管理也成為研究的重點(diǎn),引入信息化技術(shù)手段,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況分析,構(gòu)建完善的在線監(jiān)測系統(tǒng),借助監(jiān)測控制系統(tǒng),實(shí)時化掌握環(huán)境和設(shè)備等的情況,預(yù)測安全風(fēng)險,及時預(yù)警與預(yù)報安全風(fēng)險,保障生產(chǎn)作業(yè)的安全。
目前,我國尾礦庫數(shù)量較大,很多都存在安全隱患與風(fēng)險,若發(fā)生安全事故則會造成很大損失。2008 年的9·8 某尾礦庫安全事故,事故泄容量為26.8 萬立方米,過泥面積達(dá)到30.2 公頃,事故造成277 人死亡、4 人失蹤、33 人受傷,事故直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到9619.2 萬元。2020 年3·28 尾礦庫泄漏事故,礦庫253 萬立方米尾礦砂水泄漏,造成大面積過水,快速組織救援,實(shí)施污染控制和削峰清潔,經(jīng)過14 個日夜解決了系列難題,實(shí)現(xiàn)了不讓超標(biāo)污水進(jìn)入干流的目標(biāo)。吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),強(qiáng)化尾礦庫安全管理,構(gòu)建完善的安全監(jiān)測系統(tǒng),保障尾礦庫處于安全狀態(tài),避免造成生態(tài)損失或者人員損失或者經(jīng)濟(jì)損失,具有現(xiàn)實(shí)意義。從尾礦庫管理實(shí)際分析,各個地區(qū)都加大了尾礦庫安全監(jiān)督管理力度,企業(yè)方面也高度重視安全管理,積極引入信息化技術(shù)手段輔助管理,獲得不錯的成效,不過構(gòu)建的在線安全監(jiān)測系統(tǒng)價值與作用未能完全發(fā)揮,安全監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用和日常安全管理的融合度不足,難以保證尾礦庫的安全穩(wěn)定運(yùn)行,需進(jìn)行管理的優(yōu)化與完善。
尾礦庫的安全管理是否到位,直接影響著區(qū)域內(nèi)群眾的生命財產(chǎn)安全與環(huán)境安全,構(gòu)建完善的在線安全監(jiān)測系統(tǒng),做好環(huán)境監(jiān)測與其他指標(biāo)監(jiān)測,實(shí)時化掌握運(yùn)行情況,具有現(xiàn)實(shí)意義。從當(dāng)前尾礦庫管理實(shí)際分析,存在著檢測監(jiān)控系統(tǒng)不完善和檢測監(jiān)控技術(shù)水平不高等問題,現(xiàn)代化監(jiān)測設(shè)施的投入不足,監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息質(zhì)量不達(dá)標(biāo),難以準(zhǔn)確化掌握尾礦庫運(yùn)行情況,影響著安全運(yùn)行管理工作的質(zhì)量。將現(xiàn)代化通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等,應(yīng)用到尾礦庫監(jiān)測實(shí)踐中,實(shí)時化監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù),強(qiáng)化安全管理,最大程度上防范安全隱患的產(chǎn)生,保障尾礦庫運(yùn)行的安全。
從尾礦庫監(jiān)測內(nèi)容的角度分析,需對水位和壩體壩坡等進(jìn)行全面監(jiān)測,實(shí)時化掌握安全運(yùn)行情況,切實(shí)保障運(yùn)行的安全。目前,部分尾礦庫的安全管理覆蓋面不足,例如安全管理和排水設(shè)施以及壩體壩坡等,存在著監(jiān)測管理不到位的情況,影響著尾礦庫安全穩(wěn)定運(yùn)行。其中,水位監(jiān)測水平不高的問題比較突出。保障尾礦庫安全穩(wěn)定運(yùn)行,水位控制為重點(diǎn),在保障回水水質(zhì)與水量的要求前提下,盡可能降低庫水位。若回水和壩體安全對灘長與超高的要求出現(xiàn)矛盾,則必須要保證壩體安全。構(gòu)建完善的在線安全監(jiān)測系統(tǒng),建設(shè)高質(zhì)量的水位監(jiān)測系統(tǒng)為重要內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)對尾礦庫水位變化的實(shí)時化掌握,保障安全穩(wěn)定運(yùn)行。
基于安全管理目標(biāo),除了構(gòu)建完善的尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)外,還必須要做好人工巡視與管控,形成線上+線下的有效融合,增強(qiáng)對尾礦庫運(yùn)行安全的管理,保障群眾的安全。采用現(xiàn)代化技術(shù)手段,可減輕人工巡視的強(qiáng)度,同時提高巡視檢查的效率與質(zhì)量,助力尾礦庫安全運(yùn)行與高效化管理。從當(dāng)前的尾礦庫安全管理實(shí)際分析,大部分尾礦庫都構(gòu)建了在線安全監(jiān)測系統(tǒng),但很多系統(tǒng)的“擺設(shè)”性很強(qiáng),未能被充分利用,缺少對現(xiàn)場的有效巡視和管理,使得很多安全隱患與問題未能得到有效解決與處理。除此之外,部分尾礦庫過度依賴在線安全監(jiān)測系統(tǒng),認(rèn)為有監(jiān)測系統(tǒng)便能夠?qū)崿F(xiàn)全面監(jiān)測與控制,未做好日常的巡視管理與維護(hù),安全管理體系不完善,使得尾礦庫管理不到位,影響運(yùn)行的效益與效果,還需要進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和管理的完善。
以某尾礦庫為例,構(gòu)建了在線安全監(jiān)測系統(tǒng),并且形成了長距離自動化安全監(jiān)測剖析預(yù)報體系,為尾礦庫安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了支持與保障。實(shí)際應(yīng)用中,利用動態(tài)監(jiān)測儀器設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對尾礦庫狀態(tài)的實(shí)時化監(jiān)測,結(jié)合使用尾礦庫和辦公中心的通訊子系統(tǒng)、監(jiān)控中心計算機(jī)體系以及Web 查詢報表系統(tǒng)等,全面化落實(shí)安全運(yùn)行的監(jiān)測。從安全管理的角度分析,采用尾礦庫安全監(jiān)控系統(tǒng)和安全剖析評價系統(tǒng)以及安全預(yù)警系統(tǒng)等,支持尾礦庫安全運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時化監(jiān)測與分析,能夠及時預(yù)報預(yù)警,切實(shí)保障尾礦庫的狀態(tài)安全?,F(xiàn)結(jié)合此系統(tǒng)的構(gòu)建和應(yīng)用,進(jìn)行具體分析。
根據(jù)尾礦庫安全管理需求,構(gòu)建的在線安全監(jiān)測系統(tǒng),主要架構(gòu)包括現(xiàn)場感知系統(tǒng)、采集系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)以及監(jiān)控中心。搭建的監(jiān)控中心,其構(gòu)成方面主要包括監(jiān)控軟件系統(tǒng)、分析與評估軟件、硬件系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。搭建的安全監(jiān)測系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)浸潤線監(jiān)測和庫水位變化監(jiān)測以及降雨量監(jiān)測,與此同時能夠?qū)崿F(xiàn)壩體內(nèi)部位移監(jiān)測和表面位移監(jiān)測以及干灘監(jiān)測等?;诎踩O(jiān)測系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的自動化采集和分析以及網(wǎng)絡(luò)分發(fā),達(dá)到了信息化和實(shí)時化以及網(wǎng)絡(luò)化的水平,助力管理工作的高效化開展與落實(shí)。安全管理實(shí)踐中,采用不同的系統(tǒng)模塊,完成對應(yīng)的安全監(jiān)測工作,對標(biāo)尾礦庫安全運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)與要求,及時掌握存在的問題,預(yù)警安全風(fēng)險,切實(shí)保障尾礦庫安全。
構(gòu)建的在線安全監(jiān)測系統(tǒng),現(xiàn)場布線比較方便,且信號穩(wěn)定性很好。利用監(jiān)測系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)全面化監(jiān)測,對影響尾礦庫安全穩(wěn)定運(yùn)行的各類要素實(shí)施實(shí)時化監(jiān)測與分析以及控制。將采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)與信息,通過三維動態(tài)化形式顯示,能夠真實(shí)、直觀且全面化展現(xiàn)尾礦庫運(yùn)行情況,做到實(shí)時化監(jiān)測,切實(shí)保障安全管理到位。系統(tǒng)設(shè)計時,數(shù)據(jù)采集板使用的傳感器接口,選擇的是模擬接口,而CPU 使用的是ARM 芯片,不僅速度快,而且功能強(qiáng)大,具有較好的穩(wěn)定性,能夠?qū)崿F(xiàn)模塊的有效兼容,并且減少了配置的設(shè)備數(shù)量,便于后期的運(yùn)行與維護(hù)管理。采用在線安全監(jiān)測系統(tǒng),管理工作人員能夠及時地、直觀地、全面地掌握尾礦庫安全運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息,開展安全評價與預(yù)警預(yù)報,并且能夠指導(dǎo)安全生產(chǎn),為各類加固工程設(shè)計和管理以及安全隱患消除,提供技術(shù)保障與支持,切實(shí)保障壩體的安全,增強(qiáng)工程效益,達(dá)到生產(chǎn)的安全。
首先,做好在線安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)工作。目前,很多尾礦庫未構(gòu)建在線安全監(jiān)測系統(tǒng),加之外部監(jiān)管不足,使得安全管理狀態(tài)懈怠,甚至存在著人工監(jiān)測的情況,通過現(xiàn)場檢查與數(shù)據(jù)采集,分析安全隱患與問題,難以保障尾礦庫的安全。從強(qiáng)化安全管理的角度分析,必須要加大對系統(tǒng)建設(shè)的投入力度,積極引入現(xiàn)代化監(jiān)測裝置與設(shè)備,根據(jù)尾礦庫的實(shí)際情況,構(gòu)建在線安全監(jiān)測系統(tǒng),為安全管理工作的開展提供支持,切實(shí)保障安全管理到位。從監(jiān)測設(shè)備的市場分析,涌現(xiàn)出大量的產(chǎn)品,為在線安全監(jiān)測工作的開展提供支持與保障,可以滿足高水平監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建的多樣化需求。
其次,提升基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行水平。構(gòu)建在線安全監(jiān)測系統(tǒng)時,要保證設(shè)備的精度,選擇監(jiān)測設(shè)備時將精度作為重要指標(biāo)。按照尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)選高性能的監(jiān)測設(shè)備,既需要達(dá)到可靠性與耐用性要求,同時也需要保障監(jiān)測時長與通信的穩(wěn)定性,適應(yīng)惡劣環(huán)境。積極利用第三方機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)優(yōu)勢,開發(fā)所需的監(jiān)測系統(tǒng),控制監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)建的成本,強(qiáng)化對安全監(jiān)測的管控。結(jié)合監(jiān)測任務(wù)與內(nèi)容要求,構(gòu)建在線安全監(jiān)測系統(tǒng),增加監(jiān)測的覆蓋面。對于低等別的尾礦庫,可以降低監(jiān)測指標(biāo),事前做好風(fēng)險分析與評估,掌握可能導(dǎo)致潰壩風(fēng)險的點(diǎn)位,做好風(fēng)險點(diǎn)的監(jiān)測。對壩體位移和浸潤線等布置好監(jiān)測設(shè)置,形成完善的監(jiān)測系統(tǒng)。在確定監(jiān)測系統(tǒng)的覆蓋范圍時,可結(jié)合物理實(shí)驗(yàn)研究中的級配曲線和抗剪強(qiáng)度等,為尾礦庫風(fēng)險評估提供相應(yīng)的基礎(chǔ)參數(shù),助力安全監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測指標(biāo)確定。使用FLAC 或者其他有限元軟件,搭建尾礦庫計算模型,同時計算與分析尾礦庫正常狀態(tài)下的靜力學(xué)行為與動力學(xué)行為,獲得應(yīng)力和應(yīng)變等的分布規(guī)律,達(dá)到提高在線安全監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行效率的目的。
最后,做好基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行管理。若想有效保證監(jiān)測設(shè)備與系統(tǒng)運(yùn)行情況,制定完善的管理制度,指導(dǎo)儀器設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與養(yǎng)護(hù)工作的開展,強(qiáng)化監(jiān)測安全。組建專門的工作小組,負(fù)責(zé)尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與管理,消除監(jiān)測儀器設(shè)備的隱患與風(fēng)險,保障尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。由于尾礦庫環(huán)境復(fù)雜且惡劣,很容易造成監(jiān)測儀器設(shè)備損壞,影響著在線監(jiān)測運(yùn)行的效果與效益。若發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行問題,必須要及時采取處理措施,保護(hù)好監(jiān)測設(shè)備與系統(tǒng),促使尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)價值得到發(fā)揮。
首先,設(shè)計好系統(tǒng)的總體架構(gòu)。一般來說,尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成,主要為現(xiàn)場傳感模塊和數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊等。其中,現(xiàn)場傳感模塊的組成包括表面位移和內(nèi)部位移監(jiān)測以及視頻監(jiān)控等。數(shù)據(jù)采集與傳輸則是利用各類信號采集儀,進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集與傳輸,傳輸?shù)皆诰€檢測系統(tǒng)為安全管理提供支持?,F(xiàn)場配置的設(shè)備,可提供日常管理數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)等。利用中心網(wǎng)絡(luò)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)布,有關(guān)部門可掌握尾礦庫的安全狀態(tài),強(qiáng)化安全管理,保障運(yùn)行的安全。設(shè)計尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng),需做好監(jiān)測需求的分析,全面掌握尾礦庫運(yùn)行情況,開發(fā)所需的功能模塊。
其次,做好子系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)安全監(jiān)測的需求,構(gòu)建水位監(jiān)測系統(tǒng)。從尾礦庫在線安全監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建分析,在尾礦庫匯水面下面裝置了電子水位計,使用沉入式水位計以及非沉入水位計,實(shí)時化采集水位信息。在系統(tǒng)設(shè)計階段給出防洪需要的調(diào)控水深,同時要求在設(shè)計洪水位時既需要達(dá)到最小安全超高以及最小安全干灘長度的要求。利用水位監(jiān)測系統(tǒng),根據(jù)采集的水位數(shù)據(jù)信息,分析防洪能力是否達(dá)到安全要求。利用水位安全監(jiān)測系統(tǒng),可實(shí)時化掌握水位高程,根據(jù)數(shù)據(jù)信息反算干灘長度和安全高差等,結(jié)合上游的參數(shù)能夠?yàn)閹焖粻顟B(tài)和預(yù)警預(yù)報提供支持,借助數(shù)據(jù)信息提供支持與保障。一般來說,設(shè)置的庫水位監(jiān)測點(diǎn)多為死水位淹沒區(qū)中心位置和排水管出水口周圍等。根據(jù)尾礦庫的情況,設(shè)置1-2 個水位監(jiān)測點(diǎn)就可以,采取自動化觀測與人工觀測結(jié)合的辦法。在硬件方面配置無人值守型一體化智能地下水監(jiān)測站,集成了滲壓計和智能化數(shù)據(jù)采集儀以及3G/GPRA/GSM 通訊等為一體,支持智能化上報。使用的滲壓計裝置,運(yùn)用壓力和水深正比管理的靜水壓力原理,借助手持設(shè)備或者自動化監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。
最后,做好功能開發(fā)。從系統(tǒng)構(gòu)建的角度分析,必須要做好系統(tǒng)管理和監(jiān)測信息分析報警以及跟蹤記錄等功能的開發(fā),滿足實(shí)際需求。構(gòu)建的在線監(jiān)測系統(tǒng),必須要具有用戶分級權(quán)限管理功能,根據(jù)不同級別人員的工作特點(diǎn)設(shè)置權(quán)限。同時還要具有用戶賬戶與密碼管理功能,安全監(jiān)測系統(tǒng)采集和傳輸以及存儲的數(shù)據(jù)信息必須要定期備份。設(shè)計用戶操作手冊,為使用者提供在線化指導(dǎo)與幫助。除此之外,還要開發(fā)預(yù)警功能,利用監(jiān)測數(shù)據(jù)信息,實(shí)時化分析監(jiān)測情況,及時提醒相關(guān)人員做好安全風(fēng)險處理。從監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的實(shí)時化分析與處理角度分析,若數(shù)據(jù)超過或者已經(jīng)超過警戒值,則利用語音短信和閃爍燈光等發(fā)出預(yù)警、警報,工作人員可快速反應(yīng)并且處理。安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計,除了開發(fā)監(jiān)測功能和預(yù)警功能以及報警功能外,還要構(gòu)建完善的安全管理體系以及數(shù)據(jù)變化趨勢曲線,為相關(guān)人員展示對應(yīng)的應(yīng)急救援預(yù)案,快速整合救援物資與專家信息,迅速響應(yīng)救援活動的開展 。
從安全管理的角度分析要充分利用尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng),很多情況下監(jiān)測點(diǎn)位很多,綜合分析后確定相應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)位,例如壩體表面位移監(jiān)測點(diǎn),使用徠卡TM30 全站儀設(shè)備對2個監(jiān)測控制點(diǎn)以及6 個監(jiān)測測量點(diǎn),進(jìn)行全面分析。對于監(jiān)測點(diǎn)需要做好保護(hù),避免人為破壞或者其他因素的影響,有效控制外界環(huán)境的影響,避免影響安全監(jiān)測數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量。做好全面嚴(yán)格控制,構(gòu)建完善的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),切實(shí)保障尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行的安全。對于浸潤線的監(jiān)測,使用VWP-0.3 型號設(shè)備,通過埋入到水工結(jié)構(gòu)物或者其他結(jié)構(gòu)內(nèi),進(jìn)行結(jié)構(gòu)物或者土體內(nèi)部的滲透水壓力測量分析,做好運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的全面采集與分析,為安全管理助力。
與此同時,還必須要制定完善的安全應(yīng)急處理預(yù)案與處理機(jī)制。明確尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的功能和作用,結(jié)合常見的安全隱患與安全事故,做好全面分析,提出應(yīng)急處理方法與措施,為安全風(fēng)險的識別與處理提供支持,切實(shí)保障尾礦庫安全穩(wěn)定運(yùn)行。組建專門的管理團(tuán)隊,編制尾礦庫安全管理制度,細(xì)化分解工作人員的職責(zé)與任務(wù),實(shí)施責(zé)任追究制,增強(qiáng)人員的責(zé)任意識和安全意識,認(rèn)真落實(shí)尾礦庫日常安全管理工作,切實(shí)保障尾礦庫安全穩(wěn)定運(yùn)行,避免產(chǎn)生安全事故與風(fēng)險,保護(hù)好區(qū)域內(nèi)群眾的生命財產(chǎn)安全,最大程度上保障尾礦庫的風(fēng)險處于可控狀態(tài),避免出現(xiàn)安全事故。加強(qiáng)線上與線下的融合力度,發(fā)揮信息化技術(shù)和人力資源的力量,高質(zhì)量落實(shí)安全監(jiān)測工作,促使安全監(jiān)測水平得到提高。根據(jù)管理工作的內(nèi)容與任務(wù),將管理人力資源配置到相應(yīng)的點(diǎn)位上,負(fù)責(zé)系統(tǒng)監(jiān)控與基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行維護(hù)以及尾礦庫的檢查,增強(qiáng)對尾礦庫安全運(yùn)行的管理強(qiáng)度,及時發(fā)現(xiàn)問題與管理不足。注重特殊天氣前后的檢查,例如汛期來臨前要對尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查,完善系統(tǒng)運(yùn)行功能,保障基礎(chǔ)設(shè)施都達(dá)到安全監(jiān)測的要求。當(dāng)惡劣天氣出現(xiàn)后,則要做好尾礦庫的監(jiān)測與檢查,根據(jù)采集的各類信息,進(jìn)行尾礦庫的評估與分析,全面掌握運(yùn)行情況,及時排除潛在的隱患與問題。風(fēng)雨過后進(jìn)行監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行檢查,保證系統(tǒng)沒有問題。
綜上所述,尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建,要從基礎(chǔ)設(shè)施與系統(tǒng)建設(shè)以及應(yīng)用等方面,做好全面規(guī)劃與設(shè)計,實(shí)現(xiàn)線上與線下的有效融合,為實(shí)時化安全監(jiān)測與管控提供支持。未來,新技術(shù)的不斷應(yīng)用能夠提升尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)的功能水平,強(qiáng)化安全保障。若想有效發(fā)揮信息化技術(shù)的應(yīng)用價值,需轉(zhuǎn)變安全管理理念,積極完善安全監(jiān)測系統(tǒng),強(qiáng)化安全保障。在技術(shù)的應(yīng)用保障下,高度重視日常管理,形成強(qiáng)大的安全保護(hù)網(wǎng)絡(luò),促使尾礦庫安全穩(wěn)定,避免產(chǎn)生安全事故,帶來不良影響。