一、监测目的：精准防控边坡安全风险天戈资本
尾矿库高陡边坡（坡度≥45°）作为矿山生产过程中的关键风险点，其稳定性直接关系到人员生命安全、企业财产安全及周边生态环境安全。由于尾矿堆积体具有物理力学性质复杂、结构松散等特点，在外部降雨、地震及内部堆载变化等因素影响下，极易发生滑坡、垮塌等突发性地质灾害，因此开展系统性安全监测工作具有至关重要的现实意义。监测工作的核心目标在于通过对位移、倾斜、降雨量、土壤含水率四项关键指标的持续、精准追踪，一方面提前捕捉边坡失稳的早期征兆 —— 位移的异常突增、倾角的显著变化等直接信号，打破 “事后应对” 的被动局面，为应急处置预留 3-5 天的宝贵时间；另一方面厘清灾害诱发的内在机制，明确降雨量增大导致土壤含水率上升、进而降低尾矿体抗剪强度的连锁反应，精准定位风险演化的关键节点；最终依托监测数据构建量化评估体系，科学判断边坡稳定状态，为尾矿堆积速率调控、排水系统优化、支护结构加固等生产管理决策提供可靠依据，形成 “数据采集 - 分析评估 - 决策处置 - 效果反馈” 的闭环管理模式，从根本上提升尾矿库高陡边坡的安全防控能力。
二、监测内容：基于核心指标的针对性监测实施
针对尾矿库高陡边坡的结构特性及失稳风险演化规律，以位移、倾斜、降雨量、土壤含水率为核心监测指标，制定靶向性监测方案，确保全面、准确获取边坡安全状态数据。
展开剩余85%（一）位移监测
重点监测边坡水平移动和垂直沉降情况，覆盖坡顶、坡肩等关键区域，通过多源数据融合掌握边坡整体及局部变形趋势。
• 在坡顶每隔 25-30m 布设北斗 + GPS 双模 GNSS，库外稳定区域设 3 个作为基准点，实时传输数据，用于分析边坡整体位移规律；
• 坡肩潜在滑动区域增设 3-4 个拉线式位移计，监测局部微量位移，弥补 GNSS 在小范围变形监测中的精度不足；
• 每月用全站仪校验 GNSS 数据，保证偏差不超过 5%，确保长期监测数据的可靠性与连续性。
（二）倾斜监测
关注边坡整体及局部倾角变化，预判倾倒风险，尤其针对坡顶建（构）筑物与边坡凸起点的倾斜状态进行重点追踪。
• 坡顶挡土墙、监测墩等刚性结构上每 50m 布设 1 个倾角加速度计天戈资本，钻孔固定于边坡 2-3m 深处，使其与边坡体同步变形，实时反映边坡深层倾斜趋势；
• 雨后 48 小时内，用手持测倾仪对各监测点进行现场复核，结合倾角加速度计数据，综合判断降雨对边坡倾斜状态的影响。
（三）降雨量监测
全面掌握监测区域降雨情况，分析其对边坡的影响，为降雨诱发型滑坡风险评估提供基础数据支撑。
• 尾矿库上游汇水区、中游边坡顶部、下游安全区各设 1 台翻斗式自动雨量计，形成全域降雨监测网，分别记录不同区域的小时、日及累积降雨量；
• 雨量计安装高度 1.5m，避开树木、建筑物遮挡，确保数据准确，同时定期清理雨量计内的杂物，避免堵塞影响计量精度。
（四）土壤含水率监测
了解边坡不同深度含水状态，判断内部稳定性，通过分层监测厘清含水率与边坡抗剪强度的关联。
• 沿边坡每 100m 设 1 个监测剖面，在 1m、3m、5m 深度各布 1 个土壤含水率传感器，分别监测表层、中层及深层土壤含水率变化，分析水分入渗深度与速率；
• 坡脚渗流出口处加设 2 个高频电容式含水率计，实时监测表层（0-50cm）土壤含水率变化，作为判断坡体内部渗流是否异常的直观依据；
• 每季度用烘干法采集土壤样本对土壤含水率传感器数据进行标定天戈资本，偏差控制在 2% 以内，确保不同深度含水率数据的可比性。
三、监测结果：数据转化为安全管控实效
通过对监测数据的处理、评估和应用，将数据价值转化为实际安全保障能力。
（一）数据预处理
1. 异常值剔除：用 3σ 准则去除 GNSS 因信号干扰、雨量计因雷击产生的异常数据；
2. 平滑处理：采用 5 点移动平均法消除含水率、倾斜数据中的噪声；
3. 交叉校验：对比 GNSS 与全站仪、土壤含水率传感器与烘干法的数据，偏差超 5% 及时校准。
（二）稳定状态评估
结合极限平衡法计算安全系数，将边坡稳定状态划分为四级：
1. 稳定状态：位移变化平缓，倾角基本无变化；降雨强度小、频次低；各深度土壤含水率稳定且处于较低水平；安全系数＞1.2。
2. 基本稳定状态：位移有小幅波动，倾角出现微小变化；降雨强度中等；土壤含水率有小幅上升；安全系数介于 1.05-1.2 之间。
3. 临界稳定状态：位移变化明显，倾角变化较显著；降雨强度较大或持续时间长；土壤含水率上升明显；安全系数介于 0.95-1.05 之间。
4. 不稳定状态：位移急剧变化，倾角变化剧烈；出现强降雨或连续暴雨；土壤含水率显著升高；安全系数＜0.95。
实例：2024 年 7 月某铜矿边坡监测显示，位移变化明显，倾角变化较显著，伴随较大强度降雨，1m 深度土壤含水率上升明显，计算安全系数 1.01，判定为临界稳定状态。
（三）预警与处置
根据稳定等级启动四级预警，采取对应措施：
• 蓝色预警：监控平台提示，加强设备巡检；
• 黄色预警：向安全负责人推送短信，密切跟踪指标变化；
• 橙色预警：声光、APP 同步报警，停止堆积作业，开启排水系统，制定加固方案；
• 红色预警：启动应急响应，撤离人员设备，堆筑挡水坎并注浆加固。
处置效果：2024 年 8 月某金矿边坡触发橙色预警后，经 36 小时处置，位移趋于平缓、含水率下降，安全系数回升至 1.13，避免经济损失超 1500 万元。
四、结论
通过对位移、倾斜、降雨量、土壤含水率的监测，依托各类传感器构建 “数据采集 - 处理 - 评估 - 处置” 体系，可有效捕捉边坡失稳前兆，明确灾害诱因，提升尾矿库安全管理水平。未来融合人工智能技术，优化预测模型，将进一步增强监测预警的精准性和及时性。
武汉中地恒达科技有限公司(简称中地恒达，英文缩写ZDHD)，是依托中国地质大学(武汉)所属企业在科技创新方面取得的丰硕成果及技术力量组建设立，公司位于武汉市光谷芯中心，主要从事地质灾害监测设备，卫星导航定位系统及设备，工程监测仪器，工程监测软件，自动控制系统及设备的研发、制造、销售及技术服务。公司技术团队硕士及以上学历占比45%(正教授2人，博士2人，硕士6人。
中地恒达产品应用领域包括地质灾害、能源、电力、交通、水利、市政等。目前拥有自主研发硬件产品包括北斗GNSS接收机、导轮式固定测斜仪、双轴倾角计、无线低功耗倾角计、无线倾角加速度计、危岩体崩塌计、无线裂缝监测一体机、地下水位监测一体机、降雨量监测站、数字信号采集仪、振弦信号采集仪、输油气管道应力监测系统、防护网监测系统、高支模监测系统、基坑降水监控系统等。软件产品包括中地恒达监测云、地质灾害监测预警平台、大坝安全监测预警平台、桥梁安全监测预警平台、露天矿山安全监测预警平台、监测APP软件、监测小站(微信小程序)、垂直度检测APP软件等。
中地恒达坚持自主创新，目前已获得(申报)发明专利2项，实用新型专利8项，外观专利7项，软件著作权13项，注册商标5个。2020年通过9001质量管理体系认证天戈资本，2021年被评为湖北省软件企业，2022年与中国地质大学(武汉)成立产学研合作基地，与西北大学成立联合实验室，2022年12月被评为国家高新技术企业，2023年3月入库国家级科技型中小企业，2024年3月获评湖北省创新型企业。公司通过ISO9001质量管理体系认证，ISO14001环境管理体系认证，IS045001职业健康安全管理体系认证。
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