编者按
利用物联网（IoT），采矿业可以克服其在地下和露天矿场面临的一些挑战，并获得个性化的解决方案。借助物联网解决方案，企业可以优化流程并提高生产力和安全性。
小编为您编译了来自国际矿业杂志International Mining（IM）的文章，文章介绍了尾矿库安全领域是如何融合物联网解决方案的——物联网解决方案提供实时尾矿坝监测。
导读
国际海事卫星组织（Inmarsat）的解决方案通过边缘连接（LoRaWAN（长距离广域网））从一系列行业标准传感器收集数据，然后通过海事卫星的L波段卫星网络传输到单个云仪表板。这使得矿业公司和国家监管机构能够全面了解他们的尾矿坝状况，无论矿山位于何处，都可以在一个地方展示高度，压力计、测斜仪读数和天气状况等细化指标。该解决方案具有高度通用性，并具有与传感器不重叠的功能，因此可与现有传感器和新设备配合使用。
Inmarsat将物联网解决方案与岩土工程、尾矿管理和工程咨询等专业相结合，使智能决策和改进的安全标准以及支持法规遵从性成为可能，为监测和管理尾矿坝提供了一种新方法。与Inmarsat合作，意味着矿业公司只需要一个技术合作伙伴来管理他们在世界任何地方的所有远程尾矿需求。
Inmarsat表示：“自2017年以来，我们一直致力于开发一种尾矿坝监测方法，支持更智能、更安全、更规范的采矿实践。经过成功的试验，我们很高兴能够将我们认为真正具有颠覆性的解决方案带入市场，这是实现采矿业健康、安全运营的重要一步。“
全球范围内，尾矿坝溃坝事故频发，尾矿溃坝泄露问题再次成为矿业界关注的焦点。2019年4月，国际采矿与金属委员会（ICMM）、联合国责任投资原则组织（PRI）和联合国环境规划署（UNEP）对全球矿山尾矿库进行了独立审查和评估。该审查和评估的目的在于，为尾矿坝的安全设计和管理建立一个国际标准——该标准可适用于所有尾矿坝，而不受其所在地或运营者的影响。ICMM首席执行官Tom Butler表示：“该评估同意的新标准将是ICMM成员的强制性标准，并将在其全球范围的所有运营资产上采用。我希望非成员国也能签署该标准。”
去年8月，全球尾矿库评估（GTR）小组发布全球尾矿管理工业标准。GTR由UNEP、PRI及ICMM共同发起，是在2019年1月巴西布鲁马迪纽市费豪（Feijao）铁矿尾矿坝发生灾难性事故后启动的。新标准涉及6大重要方面：社区影响；综合知识库；尾矿库设施的设计、建造、运营和监控；管理和治理；应急响应和长期恢复；公开关闭和信息获取。这些主题包含了15项原则和77项可审核的具体要求，供运营商遵照执行。新标准将通过统筹考虑社会、环境、地方经济和技术因素来加强尾矿设施的管理，涵盖了从选址、设计建造、管理监控，一直到关闭及关闭后的全生命周期。该标准是改善尾矿库设施安全并重建公众对行业信任的重要一步。ICMM执行主任Tom Butler表示，希望成员能在三到五年内达到新标准要求。该组织成员占全球矿业行业的1/3，在全球运营着1.2万个尾矿坝。
为了减轻这类灾难性事件所造成的影响，矿业界正在开发和部署相关解决方案。美国Tetra科技公司是开发保障岩土工程结构运行安全解决方案的领导者。Tetra科技表示，它们研发的微震监测技术可以监测尾矿坝的结构稳定性，并识别可能导致故障的参数。
Tetra科技的微震监测技术利用环境地震噪声来探测尾矿坝的内部变化，并观察整个结构的速度变化。这种间接技术可以测量尾矿坝的刚性变化，并通过持续监测结构波速的变化以确定可能导致事故的源头。“该方法能识别异常状况，为Tetra科技的岩土工程师创建实时数据，让他们更有信心做出决策。”
Tetra科技表示，该公司最近采用微震技术对巴西的尾矿坝进行了监测，在20多个尾矿坝进行了运行试验，并安装了180多个与50个地震台站相连的地震检波器。这些系统正在不断处理收集到的数据，以支持和保障不同地点和地面条件下作业人员和尾矿坝的安全。这些系统提供的大量数据流可以实现早期识别与预警，并允许岩土工程师远程监测每个尾矿坝的结构稳定性。
02Inmarsat的物联网解决方案
全球移动卫星通信领域的领导者——国际海事卫星组织（Inmarsat）最近宣布推出“透明尾矿库”解决方案。该方案在尾矿坝监测方案的基础上进行了升级，是一套全新的物联网（IoT）解决方案。此举反映出Inmarsat致力于在全球建立更透明、更安全的尾矿库。
在与行业合作伙伴经过数年的发展后，Inmarsat于2019年3月推出了其尾矿坝监测解决方案。作为一项全生命周期的服务，该解决方案的工作原理是通过远程广域网（LoRaWAN）边缘连接从一系列行业建立的传感器中收集数据，然后再将数据通过Inmarsat的L波段网络传输到控制面板。这确保了采矿公司能够在任何地方实时查看关键指标的状态，从而促进更快速高效的决策制定和更安全的采矿运营。为了创建新的解决方案，Inmarsat进一步开发和完善了原始解决方案，以构建一个新的应用程序和功能强大的可共同操作的新平台，从而提高解决方案的多功能性。
该解决方案包含两大板块——尾矿库监测云平台和尾矿监测升级版，旨在满足技术人员的不同需求。尾矿库监测云平台是一种软件即服务（SaaS）应用程序，其开发是为了响应行业从多种来源收集尾矿库相关数据的需要。该应用程序可轻松地与现有的现场传感器和连接网络集成，实现实时监控，并支持用于与历史数据输入的比较分析。更新后的应用程序具有完全可定制的界面、多个传感器地图视图、自定义报警监控、数据记录、日记功能、传感器健康报告和数据易于导出等功能，可提供任一尾矿应用程序中最全面的功能集合。该应用程序以前仅作为整体解决方案的一部分提供，现在可以单独使用，从而使全球范围内的采矿公司和外部机构人员（例如监管者，审查员和安全员）可以全面了解尾矿存储设施。”
尾矿库监测升级版是一个整体解决方案，它结合了尾矿监测云，并具有传感器集成、边缘连接、卫星连接以及持续的服务监测和管理功能。Inmarsat通过控制整个端到端流程，提供服务水平协议（SLA），以确保数据的持续收集，从而更好地支持实时监控。"该解决方案可以在全球任何一个矿山安装，对于没有可靠数据连接的尾矿库、因其风险状况而需要特别关注的尾矿库以及重视尾矿坝安全管理的矿业公司来说，是非常理想的选择。"
Inmarsat矿业创新总监Joe Carr表示："去年，业界对Inmarsat的尾矿坝监测解决方案的反应非常积极。显然，行业希望开发更安全的尾矿处理方法。在实际运行的过程中，我们了解到这并不是一种“万能的”方法。许多技术人员缺乏实现实时监测和管理所需的可靠站点连接。在与客户和技术人员的交谈中我们发现，他们共同的需求是提供一个平台，可以帮助他们将所有数据整合在一起。这就是为什么我们开发了尾矿监测云和尾矿监测升级版。借助尾矿监测云，我们正在解决将多个来源的数据组合在一起的挑战，从而支持更快、更合理的决策制定和更好的治理。Carr总结说："尾矿监测云和尾矿监测升级版对于帮助矿业组织应对未来发展和全球尾矿法规的变化至关重要。我们将继续倾听采矿业的声音，并致力于为采矿业提供一个更安全、可持续的未来。"
03SRK推出自动振弦式扬压力计解决方案
SRK矿业咨询表示，全球对尾矿坝故障风险的重新关注正在加速一场使用自动传感器生成大型实时数据以更好地监测和管理这些设施的革命。
SRK矿业咨询首席工程地质学家Lyzandra Boshoff表示："需要更多地了解尾矿坝状况，并实时了解尾矿坝状况，这已成为采矿业的主要关注点，要求我们逐步改变收集、处理和解释数据的方式。作为这些努力的一部分，SRK 已经在尾矿设施上推出使用自动振弦式扬压力计（VWPs） 的举措。"
SRK首席工程地质学家Lyzandra Boshoff表示：“需要实时掌握尾矿坝状况已成为采矿领域的主要重点，这要求我们必须努力改变收集、处理和解读数据的方式。作为这些努力的一部分，SRK一直在尾矿设施中使用自动振弦式扬压力计（VWP）推出计划。”
Boshoff强调了尾矿设施内渗漏和与此相关的孔隙压力机理的特殊意义，并认为这是结构完整性和稳定性的一个重要方面。“之前，大多是通过立管式压力计进行手动操作，其性能虽然准确，但取决于安装和事后维护的质量。当然，手动操作收集的数据也会受到人为错误的影响——这意味着要花费大量精力来处理相对较少的数据，而当工程师进行分析时，这些数据往往不能完全反映当前情况。即使是使用振弦技术的自动传感器，也往往依赖于从与传感器连接的测井设备中收集手动数据。”
现在，随着许多遥测硬件开发人员改善了其无线功能和云技术来上传和存储数据的功能，这种情况正在发生变化，工程师和管理人员可以实现立即访问数据。"这改变了数据流和解读数据的方式，以及可生成数据集的潜在规模。SRK一直走在部署自动化VWP网络的最前沿，通过使用可以发送数据的记录系统，将数据无线传输到基于云的数据库，然后实时可视化和分析。”
SRK正在开发的一系列技术创新中，包括专门针对VWP数据的定制数据库和可视化平台——包括内置的自动验证和解读工具，以使某些常规的工程作业自动化。它基于可用的软件技术来创建针对尾矿坝管理领域量身定制的解决方案，同时也提供了将该原理应用到一系列学科中的机会。
根据收集数据的频率，VWP网络生成的数据集可能非常大。SRK表示，现场条件将确定跟踪可能发生故障情况的地方所需的细节。
Boshoff说：“当需要确认补救措施是否达到预期效果时，这些VWP网络也有很大的用处。运用这些技术，它能够审查施工过程以及其他现场活动和事故对孔隙压力响应的影响，并分析沉积模式对设施内渗流状态的影响。”
