尾矿库变形监测浅析

尾矿库一旦发生溃坝、滑坡或渗漏等事故，可能导致大量尾矿泥浆外泄，造成人员伤亡、环境污染和财产损失。近年来，国家矿山管理部门逐步规范尾矿库运营管理，加强监管，严格要求。尾矿库变形监测是矿山安全管理中的重要环节，其主要目的是确保尾矿库的稳定性，预防事故发生，保障人员、环境、财产安全。

沙溪铜矿龙王顶尾矿库位于庐江县境内，南环路南侧，合铜路西侧，京台高速东侧，坝体面积约为 0.15km² 。作为矿山排出尾砂的堆存场所，尾矿库的安全关系到其影响区域内人民生命财产及环境安全，搞好尾矿库的安全监测意义重大。

为及时掌握测区环境的变化情况，为尾矿库大坝的长序监测提供依据，沙溪铜矿组织专业人员对龙王顶尾矿库大坝进行了连续监测，根据监测情况进行了总结分析，本次变形观测的测量基准为坐标系统采用国家2000 坐标系；高程基准系统采用1985 国家高程基准。

一、监测内容

龙王顶尾矿库主坝坝高 55 米，根据坝体地面起伏较大、落差较大的实际情况，对测区的监测点布设进行相应调整，布设 4 个观测基点，19 个监测点，监测点的布设如附图所示。监测的内容为观测点的移动量、沉降量。

二、监测网的布置

1、监测网的控制系统

平面坐标采用国家 2000 坐标系，高程为 1985 国家高程系。在观测区内引入四等控制点作为起算点，利用测区 3 个已知点作为起算点，采用静态方法和观测基点连测，完成了与监测网的国家坐标系统的联测。

2、监测网的布设

监测网采用分级布设的方法，即基准点—观测基点—监测点，测量基准点埋设在离大坝较远的地方，均匀地埋设了 3 个基准点（分别为 BM7、BM8、BM9），用于测量观测基点的稳定情况；观测基点埋设在变形观测点附近，共有4 个点分布在三个坝体周围（分别为 LW1、LW3、LW4、LM2），用作观测基点。在这些观测基点的控制范围内布置共19 个监测点，其中主坝共设15 个监测点，分别为 A1、A2、A3、A4、A5、B1、B2、B3、B4、B5、C1、C2、C3、C4、C5，两个副坝各设 2 个监测点，分别为 D1、D2 和 E1、E2，其监测网的布设位置见变形观测工程布置图（图一）。

测点采用混凝土墩式结构，兼作竖向和横向位移的观测点。

沙溪铜矿龙王顶尾矿库变形监测工作基点及监测点点位布置图

三、使用的仪器和监测方法

1、观测仪器：移动观测与沉降观测所选用的仪器为徕卡 TS30 型全站仪，测角精度为 ±2Ω^′′ ，测距精度为 2mm±2ppm ，所有仪器在观测前均经计量单位予以鉴定。经检测，其各项指标均符合要求。

2、变形监测的方法

水平移动采用全站仪配合棱镜极坐标法施测各变形观测点的坐标，并与前次各点的坐标进行比较，求得各点的移动量。

沉降采用全站仪配合棱镜使用三角高程二回测法施测各变形点的高程，并

与上次比较，求得各点的沉降量。

3、监测频率

依据方案设计要求，根据监测的实际情况，监测频率为每月一次，遇汛期每半月加测一次。

四、测量质量控制

1、依据监测点的分布位置，在观测基点与监测点之间建立固定的观测路线，并在仪器设站点和转点处均作好标记桩，保证各次观测均沿统一路线。

2、各次观测按照固定的观测路线进行；观测时避免阳光直射仪器，在成像清晰、稳定时再读数。随时观测，随时检核计算，限差应在允许的范围内，否则重新观测；在观测过程中，各个环节协调一致，做到步步校核。自始至终都遵循“五定”原则，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定。以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致。

3、在每次观测前，观测基点都与基准点进行了联测，从联测的结果看，观测基准点比较稳定，未发生移动或沉降现象。

五、数据处理

1、沉降观测数据统计：根据各观测周期沉降观测的数据，平差计算后求出各点的沉降量和累计沉降量，编制沉降数据统计表。

2、移动观测数据统计：根据各观测周期移动观测的数据，计算后求出各点的移动量和累计移动量，编制移动数据统计表。

3、绘制各观测点的下沉或移动曲线。首先建立下沉或移动曲线坐标系，横坐标为时间坐标，纵坐标为各点某一时刻的累计沉降量或累计移动量。将统计表中各观测点对应的观测时段所测得的累计沉降量或累计移动量展绘于坐标系中，绘制各点的下沉曲线和移动曲线图。

六、监测分析

本次监测为尾矿库主坝及 1#、2# 副坝，共布设监测点为 19 个，观测时间为24 个月，观测次数为30 次。

监测点移动监测分析：

从观测结果来看，变形量最小的观测点为 C4，变形量为 0.00mm ，变形量最大的观测点为D1，变形量为 0.30mm ，平均变形量为 0.095mm ；速率最小的观测点为 E2，速率为 0.00mm/d ，速率最大的观测点为 E2，速率量为 0.000mm/d ，平均速率量为 0.00mm/d 。

沉降监测数据分析：

从观测结果来看，观测结果：沉降量最小的观测点为D2，沉降量为 0.10mm ，沉降量最大的观测点为B3，沉降量为 3.10mm ，平均沉降量为 1.211mm ；速率最小的观测点为E2，速率为 0.00mm/d ，速率最大的观测点为C5，速率量为 0.010mm/ d，平均速率量为 0.00mm/d 倾斜度最大点为 B4 D1--B5 D2，倾斜度为 0.020‰ 最终倾斜度观测结果为：最大点号为B4 D1--B5 D2, 倾斜度为 0.020‰ ，小于沉降稳定控制值 4‰ 。

目前百日沉降观测结果：日平均沉降量为 0.01mm/d ，小于沉降稳定控制值0.01(mm/d) 。

参考文献：

[1] 李小军 , 苏军 , 韩志磊 . 只能全站仪在尾矿表面位移变形监测中的应用 [J]. 有色金属 ,2015（8）,74

[2] 陈明健 . 浅析龙岩恒星选矿厂尾矿库坝体变形的监测与规律 [J]. 亚热带水土保持 ,2017,29(03):68-70.