无线监测系统提高尾矿坝安全性的5种方式

尾矿坝的失败是可能发生的最危险的过程之一，可以对生命、财产和健康造成广泛的损害。采矿业在最近的历史上经历了几次重大的溃坝事件。Merriespruit 1994（南非），Omai 1994（圭亚那），Aznalcollar 1998（西班牙），Baia Mare 2000（罗马尼亚），Aitik 2000（瑞典），Bento Rodrigues 2015（巴西）和最近在墨西哥（2018）。尾矿库溃坝的历史记录是每十年约20次，显示出从发达国家向发展中国家转移的趋势。

几十年来，尾矿坝一直通过人工监测系统进行监测。这通常涉及沿着拦河坝选定的地点，在那里钻井并定期访问。在这里，用各种仪器进行人工测量，主要包括水位计、压强计或倾角计。然而，如果是手工收集零星的读数，这种测量并不能产生足够的数据来持续测量堤坝的性能。因此，一些大坝的失败既可以归咎于快速堤坝建设的综合影响，也可以归咎于维护和监测不力--通常是通过有线和/或人工方式。以下是无线监测系统成为堤坝安全管理的关键工具的一些原因。

1.提高对最关键的潜在故障机制的认识

重要的是要确定失败的主要原因，以便更好地计划和实施正确的措施来阻止它们。

尾矿坝的失败可能源于超载，用于建坝的材料（通常是尾矿）的异常行为，或排水机制的问题，导致孔隙水压力增加，从而失去阻力。

它们也可能是其他原因造成的，比如说，不良的监测系统。通过人工或有线现场读数，运营商没有足够的数据量来更清楚地了解在故障机制中起作用的主要因素。这大大增加了尾矿坝内和周围的风险，因为监督该地区的人不能预测地采取行动，以阻止潜在的失败。通过无线监测解决方案收集的数据量和规律性，为正确的风险分析和建立风险潜力模型提供了坚实的基础。这是长期风险规划和了解关键故障机制的关键。

2.检测可能引发大坝崩溃的情况

实时的数据收集意味着操作人员对大坝的状态有持续的了解。这也意味着他们可以快速建立大坝应该如何运行的 "规范 "模型，这意味着任何异常情况一旦发生就会被标记出来。这使得操作人员能够检测到有可能引发大坝故障的情况--比如水位超过某个极限，或者深度水平位移的加速--并对这些情况做出预先的反应。

因此，无线监控系统允许尽快实施纠正措施，最好是在任何类型的事件发生之前。

这不仅是降低风险和拯救人类生命的关键，也是企业利润率的关键。事故后的补救措施和大坝的停工时间的成本明显高于预测性维护活动。

在露天矿中部署 Worldsensing 无线监控节点的选项

3.作为设计大坝增长的工具

通过无线监测设备收集的累积数据集是成功规划大坝未来发展的关键。与其根据历史记忆和以前的行动来制定增长战略，有了无线监测解决方案，运营商可以利用坚实的数据来实施模型，显示大坝及其周围环境的未来可能状态，并让他们在大坝增长的背景下更准确地规划任何可能的未来变化和事件。

作为运营智能解决方案的一部分，无线监控数据还可用于创建 "数字双胞胎 "或部分大坝或整个现场，以便在 "视频游戏 "版本的环境中虚拟模拟未来的行动。

无论哪种方式，无线监测都意味着通过使用最科学的方法来计算未来的风险隐患，大大降低了未来故障和事故的风险。

4.为建立和实施涉及人类危害的故障时的适当反应提供了一个良好的基础

具备了对未来事件进行建模和预测性响应的能力，运营商可以对定期发生的特定事件建立既定的响应，并在紧急情况下建立危机应急计划。

这一切都通过不断传递有关尾矿坝不同部分状态的精确数据来实现。

例如，从安装在钻孔上的水位计和倾角仪传输数据的无线节点可以实现定期控制。压强传感器提供有关孔隙水压力的信息，深度地面位移的测量由就地倾角仪自动完成，它使操作人员能够测量深度上的水平位移。废物管理仪，测量大坝或沉降池中的水位以监测墙体和周围的沉降过程，在这里也是至关重要的。此外，气象站测量降雨量和风速等变量，在允许运营商考虑和规划新的气候情况方面至关重要--特别是在气候变化和越来越不稳定的天气模式的情况下。同样，这允许对出现的任何潜在异常情况作出预测和早期反应，大大降低了事故发生的风险。

5.提供长期监测，只需极少的维护

对于尾矿坝环境来说，一个既长期又低维护的监测系统是绝对关键的。

人工维护传感器和数据记录器--以及更多--本身就具有难以置信的风险，这意味着监测解决方案的维护必须是最小的。

这就要求耐用性，以便设备能够在有时非常恶劣的物理条件下生存；要求电池寿命长，以便设备不需要经常放置；要求长距离传输，以便能够从困难的、难以到达的环境中长时间连续转发数据。根据所使用的系统，在大多数无线监测系统中，网关和数据记录器之间的长距离通信，在最佳情况下，网关和数据记录器之间的距离可以达到9英里或15公里。就矿山而言，这意味着，通过将网关放在矿山的中央办公室，几乎可以到达矿山的任何一个放置传感器的点，这意味着永远不需要进行人工读取。嵌入的长寿命电池使远程数据采集系统可以自主运行长达10年，增强了监测系统的维护周期。这极大地降低了风险，因为设备很少发生故障，这意味着多年来连续、准确的读数。反过来，这也减少了潜在的停机时间，意味着不需要手动维护监测系统。