居安思危 警钟长鸣——我国尾矿库监测与预警关键技术获突破

中国安全生产科学研究院 陈友良

尾矿库一旦发生溃坝事故，必将是一场严重的“泥石流”灾害，严重威胁区域人们生命财产安全，更影响周边的生态环境安全。研究表明，尾矿库泄漏、溃坝等“人造泥石流”灾害已成为我国乃至世界金属非金属矿山安全生产和环境保护的主要风险。

据统计，我国现有尾矿库4000余座，其中“头顶库”500余座，三等以上尾矿库900余座。如何做好这些尾矿库溃坝监测预警备受关注。但传统监测预警基础薄弱，技术、装备落后，灾害演化规律认识不够，预警精准度低。

针对尾矿库安全监测预警痛点、难点技术问题，我们项目组历经5年攻关，从早期企业单一在线监测到现在综合风险预警，通过产学研结合，构建尾矿库安全风险防控体系，自主研发成套技术，形成从风险监测、数据汇聚、风险评估到安全预警的完整技术链，有这些高科技的加持，战胜“人造泥石流”灾害指日可待。

形成尾矿库监测预警系统“一盘棋”

经过长期科研攻关，我们研究制定了尾矿库数据传输标准，提出一种多源异构系统数据融合方法，并建立尾矿库数据交换平台、数据采集系统，实现尾矿库基础数据、动态监测数据和视频等零散数据统一接入省级平台并向国家层面传输，形成尾矿库监测预警系统“一盘棋”。

数据上报到监测预警平台之后，通过开发尾矿库标准化数据交换接口、分析建模以及可视化等工具集。建立尾矿库安全生产数据目录，搭建风险监测预警系统的基础库、业务库和主题库。汇聚尾矿库基础数据、实时监测数据、气象数据、地震数据、遥感数据和重大隐患智能识别及态势判别数据、重大风险智能分析边缘计算数据、智能巡检数据等多维度数据。通过不同层级、不同维度和多参量数据融合技术，实现国家、省、市、县、企业多层级数据的互联互通、信息共享。多源异构系统数据融合方法实现异构数据源，统一接入，帮助尾矿库企业快速实现尾矿库在线监测数据对接通道。

尾矿库风险评估技术提供决策支持

我们研发的尾矿库风险分析系统汇总尾矿库的安全监控、事故隐患、安全检查、尾矿库特征等信息，通过基于安全规程、政策法规上的数据汇总、统计分析，对区域内尾矿库安全生产状况进行安全风险分析，为预测预防事故的发生、及时消除隐患提供辅助决策支持。

尾矿库风险评估指标体系的设计与选取基于安全科学理论和引发尾矿库风险的主要因素，在对影响尾矿库安全的风险因素进行归类、整理、分析和提炼的基础上构建。围绕相关风险指标，明确指标的构成、量化方法与评价模式，形成安全风险指标评价体系，对尾矿库和区域安全生产风险实现动态评级，为尾矿库安全管理水平的持续提高提供支持。我们还针对尾矿库安全稳定运行的风险因素，识别尾矿库安全风险早期征兆，结合尾矿库事故案例，分析影响尾矿库安全运行的内、外部因素，形成一套完整的指标体系，对尾矿库安全风险进行评估分析。

尾矿库应急保障技术提升救援水平

针对尾矿库运行时的风险因素，我们梳理尾矿库安全风险早期征兆，结合尾矿库运行风险外因影响、事故案例经验分享、不可抗拒力影响因素，借助尾矿库安全生产风险监测预警系统，及时预警到企业尾矿库运行过程中的风险，通过多渠道、分级预警机制的方式进行消息推送，模拟尾矿库灾害的发生、发展、影响范围，从而制定有针对性、效果好应急保障措施。

结合国内外尾矿库相关事故案例，综合分析尾矿库运行大数据，我们揭示了“风险-隐患-事故”之间的内在关系，构建了尾矿库事故隐患及风险演化模型，建立了尾矿库事故应急救援演练、救援指挥防控体系，提升了事故应急指挥救援智能决策水平。

尾矿库预警技术及体系达国际领先

我们研发的这一项目在接入我国尾矿库在线监测数据，在应急管理部（国家矿山安全监察局）、省、市、县应急管理部门、矿山企业应用，实现数据平均在线率由原来的50%上升到95%以上，报警消警率由原来的70%上升到100%，平均消警时长由原来24小时降低到1小时内，有效提升了综合监测、风险早期识别和预报预警能力，保障了尾矿库周边及下游人民群众的生命财产，保护了尾矿库区域的绿水青山。同时，模拟尾矿库灾害影响范围、应急调度和应急救援，为突发事件应急决策提供技术支撑。目前，项目获应急管理部数据规范1项，地方标准2项，专著2部，发明专利10项、软件著作权10项，论文10篇。

尾矿库安全生产风险监测预警的关键技术落地应用后，先后在国家矿山安全监察局和北京、安徽、广东、西藏、青海等省份，江西铜业股份有限公司、江西漂塘钨业有限公司、江西永丰县金丰萤石矿、江西盘古山钨业有限公司等企业推广应用，有效提升了安全监管水平，保障了尾矿库安全稳定运行，保护了人民群众生命财产安全及尾矿库周边及下游的生态环境。市场前景广阔，对推动我国矿山行业科技进步、提高企业市场竞争力具有重要作用。

由中国工程院邵安林、杨春和、葛世荣三位院士领衔的科技成果评价专家组认为：这项成果整体达到国际先进水平，在尾矿库宏观预警技术及预警体系建设达到国际领先水平，为我国高危尾矿库风险体系建设提供了重要支撑，社会和环境效益显著。

作者简介

陈友良，男，中国安全生产科学研究院正高级工程师，国家安全生产专家库成员，国家矿山安全监察部门重点实验室学术带头人，北京市应急管理部门、北京市科学技术委员会、江西省科学技术厅专家库成员，北京工业大学、中国矿业大学硕士研究生指导教师，主要从事信息化技术在风险监测预警、安全管理、应急救援指挥领域的研究工作，主持或参与国家科技支撑计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金等国家级课题10余项；作为核心成员参与应急管理部尾矿库项目、国家矿山局矿山信息化工作，主笔《尾矿库安全生产风险监测预警系统数据接入标准规范》，主持江西、北京、内蒙古、安徽、西藏、河北等数个省份应急管理部门项目；出版著作1部、发表学术论文20余篇，其中SCI/EI收录5篇，授权国家发明专利10余项，获包括江西省科技进步奖二等奖（排名第一）等省部级科技进步奖10余项，编制行业标准2项。