尾礦庫自動化安全監(jiān)測系統(tǒng)方案1、設(shè)計背景目前，我國尾礦庫數(shù)量多、分布廣，很多尾礦庫已運行了多年，庫容量在漸漸減小，抵抗態(tài)，有些雖有人工定期用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進(jìn)展測量，但受天氣、人工、現(xiàn)場條件等諸多因素因此，承受現(xiàn)代通信、電子設(shè)備及計算機技術(shù)實現(xiàn)對尾礦庫監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù)實時、自動監(jiān)測，是對尾礦庫的安全監(jiān)管一條必由之路。202351〔以下簡稱為《標(biāo)準(zhǔn)》〕中已明確規(guī)定，尾礦庫的安全監(jiān)測，必需依據(jù)尾礦庫設(shè)計等別、筑壩方式、地形和地質(zhì)條件、地理環(huán)境等因素，設(shè)置必要的監(jiān)測工程及其相應(yīng)設(shè)施，定期進(jìn)展監(jiān)測。一等、二等、三等尾礦庫必需安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)。正是基于以上背景，我公司依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)尾礦庫安全監(jiān)測要素特點，結(jié)合本公司現(xiàn)有安全監(jiān)測產(chǎn)品設(shè)備，設(shè)計制定了本方案。2、系統(tǒng)構(gòu)架《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，一等、二等、三等、四等尾礦庫應(yīng)監(jiān)測位移、浸潤線、干灘、庫水位、降水量，必要時還應(yīng)監(jiān)測孔隙水壓力、滲透水量、混濁度。其中絕大局部監(jiān)測工程可以以我公司針對土石壩和橋梁的自動監(jiān)測系統(tǒng)為原型，依據(jù)尾礦庫特點及監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)稍加修改、系統(tǒng)、GPS我公司原有針對土石壩和橋梁的自動監(jiān)測系統(tǒng)已運用于全國各地多個工程熟，主要基于MCU-32〔MC，將大多數(shù)監(jiān)測儀器匯總至MCU，由MCU負(fù)責(zé)統(tǒng)一測量數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)發(fā)至計算機等。其他不利于集成的設(shè)備〔如距離緣由存貯、導(dǎo)出。現(xiàn)針對尾礦庫修改后的整體構(gòu)造如以下圖所示，圖中通訊方式已GPRS/CDMA無線傳輸為例，采集中心假定設(shè)置與企業(yè)廠區(qū)，具體狀況依實際需求而定。1：基于MCU3、系統(tǒng)監(jiān)測方法及原理2：尾礦庫安全監(jiān)測儀器設(shè)備布設(shè)示意圖位移監(jiān)測位移監(jiān)測包括壩體和岸坡的外表位移、內(nèi)部位移。外表位移外表位移包括水平位移和垂直位移。傳統(tǒng)的測量方法將水平、垂直位移分開施測，但儀器設(shè)備繁多、安裝簡單、測量結(jié)果無一個監(jiān)測點同時測量水平位移和垂直位移數(shù)據(jù)。目前三維位移監(jiān)測主要有兩種實現(xiàn)方法，分別是GPS法和自動型全站儀極坐標(biāo)差分法。兩種方法原理不同，但儀器安裝位置大體一樣，先是在壩體兩側(cè)山體巖石或堅實土基點的三維位移。監(jiān)測斷面應(yīng)選擇最大壩高斷面、有排水管通過的斷面、地基工程地質(zhì)變化較大的地段30～60m32置了一個測點；應(yīng)依據(jù)壩長增減監(jiān)測斷面，一般壩長小于300m時，宜取20～100m；壩長大300m50～200m1000m100～300m。GPS點間可視，全站儀通過無線傳輸與計算機通信，計算機軟件掌握測繪計算得出測點位移。測點安裝方法見我公司相關(guān)說明。內(nèi)部位移內(nèi)部位移包括內(nèi)部水平位移、內(nèi)部豎向位移。壩體內(nèi)部水平位移承受在壩面上豎直向下鉆測斜孔，在孔內(nèi)分段布置固定測斜儀，固定測斜儀通過儀器電纜與MCU體整體水平位移。視尾礦庫的等別、壩的構(gòu)造型式和施工方法以及地質(zhì)地形等狀況，設(shè)1～3個斷面。每1～32133定測斜儀，測斜儀的間距，應(yīng)依據(jù)壩高、構(gòu)造形式、壩料特性及施工方法與質(zhì)量等而定，一2～10m3～153：尾礦庫某斷面監(jiān)測儀器布設(shè)示意圖岸坡位移對于危及尾礦壩、排水構(gòu)筑物及附屬設(shè)施安全和運行的老滑坡體或潛在滑坡體應(yīng)進(jìn)展監(jiān)測。應(yīng)能把握滑坡體范圍及位移分布規(guī)律。通常順滑坡方向布設(shè)1～3個監(jiān)測斷面，包括主滑斷面及其它特征斷面。監(jiān)測設(shè)備和方法同壩體外表和內(nèi)部位移。滲流監(jiān)測尾礦壩滲流監(jiān)測，包括滲流壓力、繞壩滲流和滲流量等監(jiān)測。壩體滲流壓力壩體滲流壓力監(jiān)測，包括監(jiān)測斷面上的壓力分布和浸潤線位置確實定。在壩體內(nèi)布置斷面，每個斷面布置假設(shè)干監(jiān)測點，監(jiān)測點處豎直向下鉆滲壓孔、安裝測MCUMCU監(jiān)測橫斷面宜選在有代表性且能掌握主要滲流狀況的壩體橫斷面以及估量有可能消滅3監(jiān)測橫斷面上的測點布置，應(yīng)依據(jù)壩型構(gòu)造、斷面大小和滲流場特征確定。宜在積存壩壩頂、初期壩上游坡底、下游排水體前緣各布置l條鉛直線，其間部位每20～40m1條鉛直線，埋深應(yīng)參考實際浸潤線深度確定。233測壓孔、滲圧計安裝方法見我公司相關(guān)資料。繞壩滲流繞壩滲流監(jiān)測，包括兩岸壩端及局部山體、壩體與岸坡或混凝土建筑物接觸面、兩岸接合部等關(guān)鍵部位的滲流監(jiān)測。尾礦壩兩端的繞滲監(jiān)測，宜沿流線方向或滲流較集中的透水層〔帶〕設(shè)2～3個監(jiān)測斷3～4〔含滲流出口。如需分層監(jiān)測，應(yīng)做好層間止水。尾礦壩與剛性建筑物接合部的繞滲監(jiān)測，應(yīng)在接觸輪廓線的掌握處設(shè)置監(jiān)測鉛直線，沿接觸面不同高程布設(shè)監(jiān)測點。在岸坡防滲齒槽和灌漿帷幕的上下游側(cè)各設(shè)1個監(jiān)測點。監(jiān)測儀器和方法同壩體滲流。滲流量在壩基滲流出水口布設(shè)量水堰堰槽，堰槽上安裝磁伸縮量水堰計，區(qū)分率為0.5mm。量水堰計可接入MCU電壓電流測量模塊，也可設(shè)為單獨的量水堰站，直接與計算機通信。MCU或計算機測得堰上水頭，再依據(jù)公式算出滲流量。對壩體、壩基、繞滲及導(dǎo)滲(含減壓井和減壓溝)的滲流量，應(yīng)分區(qū)、分段進(jìn)展測量；全部集水和量水設(shè)施均應(yīng)避開客水干擾；對排滲特別的部位應(yīng)特地監(jiān)測。量水堰的安裝方法見《標(biāo)準(zhǔn)》和我公司相關(guān)資料。干灘監(jiān)測包括灘頂高程、干灘長度、干灘坡度。灘頂高程測定1～33100m1～23灘頂高程測量誤差應(yīng)小于20mm。各測點中最低點的標(biāo)高作為尾礦庫灘頂標(biāo)高。灘頂高程依據(jù)灘頂上升狀況，定時做好檢測，隨時把握灘頂高程，汛前必需檢測一次。3.3.21～3壩軸線布置，在幾個測量結(jié)果中，選最小者作為該尾礦庫的沉積灘干灘長度。應(yīng)在干灘設(shè)立干灘長度標(biāo)尺，干灘較長時以50m10m為間隔。在干灘長度發(fā)生較大變化時，準(zhǔn)時檢測，隨時把握干灘長度，汛前必需檢測一次。3.3.1100m壩長布置不少于2點間距不大于120〔干灘長者取大值，測點高程測量誤差應(yīng)小于5m。干灘坡度與設(shè)計不符時應(yīng)實行相應(yīng)的處理措施。 一次。3.3水文、氣象監(jiān)測包括庫水位、降水量監(jiān)測和排水構(gòu)筑物檢查。庫水位監(jiān)測連接至MCU，由MCU10mm，直接與計算機通信采集，可在水位變化時自動發(fā)送報文，或由計算機掌握定時采集。測量儀器可安裝于排水井、排水斜槽上。庫區(qū)降水量監(jiān)測監(jiān)測設(shè)備用翻斗式雨量器，區(qū)分率為0.5mm，安裝于壩上或山坡開闊地，當(dāng)安裝地點距MCU較近時，可以直接接入MCUMCU或遙測雨量站自動給計算機發(fā)送報文。3.4.2其他一些非必要監(jiān)測工程如氣溫、氣壓、相對濕度、滲透水質(zhì)狀況等都可以接入MCU或直接并入自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件。在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)觀的觀看到庫區(qū)各局部實際狀態(tài)。攝像裝置承受球型或槍型攝像頭，分別于大壩上游、壩體、下游邊坡上安裝照明燈。通訊方式可選擇有線光纖、互聯(lián)寬帶、3G網(wǎng)或無線網(wǎng)橋，中心計算機安裝監(jiān)控軟件，可手動掌握云臺方向。自動監(jiān)測系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)采集采集方式多樣化，包括可指定采集時間、采集間隔、采集次數(shù)的定時采集，可被動接收設(shè)備自動上報的數(shù)據(jù)，可選點測量或多點巡測等。間排序顯示采集到的數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)時繪制成便于觀看的數(shù)據(jù)圖線。法提示觀測員，包括文字閃耀、播放報警音和手機短信通知等。數(shù)據(jù)治理對存儲在數(shù)據(jù)庫中的歷史采集數(shù)據(jù)進(jìn)展篩選查詢、刪除、清空、導(dǎo)出Excel工作簿、打印等。監(jiān)測報表將采集到的歷史數(shù)據(jù)按傳感器類型、監(jiān)測內(nèi)容劃分，繪制出圖片加數(shù)據(jù)的報表。包括庫水位過程線、浸潤線、測斜孔位移曲線、滲流量過程線、壩體外表位移過程線、雨量日報表、雨量月報表、雨量年報表等。傳感器設(shè)置設(shè)置所接傳感器位置信息、計算參數(shù)等系統(tǒng)必要信息，以便計算分析物理量。系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)運行參數(shù)設(shè)置?！嬎銠C系統(tǒng)，與數(shù)據(jù)采集裝置連接在一起的監(jiān)控主機和監(jiān)測中心的治理計算機配置應(yīng)滿足在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求，并應(yīng)配置必要的外部設(shè)備。——數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)采集裝置和監(jiān)控主機之間可承受有線和〔或〕無線網(wǎng)絡(luò)通訊，尾礦庫安全監(jiān)測站或網(wǎng)絡(luò)工作組應(yīng)依據(jù)要求供給網(wǎng)絡(luò)通信接口。9.2.3在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件應(yīng)包括在線采集和安全監(jiān)測治理分析兩個模塊。安全監(jiān)測治理分析模塊應(yīng)具備根底資料治理、各項監(jiān)測內(nèi)容適時顯示公布、圖形報表制作預(yù)警等功能。其中數(shù)據(jù)分析局部應(yīng)包括各項監(jiān)測內(nèi)容趨勢分析、綜合過程線分析等內(nèi)容。3.2監(jiān)測資料的整編與分析3.2.4一般規(guī)定少進(jìn)展一次監(jiān)測資料整編。在整理和整編的根底上，應(yīng)定期進(jìn)展資料分析。以下狀況應(yīng)特地進(jìn)展資料分析，并提出資料分析報告：——尾礦庫竣工驗收時；——尾礦庫定期安全檢查評價時；——尾礦庫閉庫時；——消滅特別或險情狀態(tài)時。資料整理和分析中，如覺察特別狀況，應(yīng)準(zhǔn)時做出推斷，有問題準(zhǔn)時處理上報。應(yīng)建立監(jiān)測資料數(shù)據(jù)庫或信息治理系統(tǒng)。后，宜定期依據(jù)實測資料建立數(shù)學(xué)模型，提出或調(diào)整運行監(jiān)控指標(biāo)。3.2.5資料整理和整編錄應(yīng)有固定的格式，數(shù)據(jù)和狀況的記載應(yīng)準(zhǔn)確、清楚、齊全，應(yīng)記入監(jiān)測日期、責(zé)任人姓名及監(jiān)測條件的必要說明。等日常資料整理工作。監(jiān)測資料除在計算機磁、光載體內(nèi)存儲外，應(yīng)定期打印主要圖表供查用。每年汛前必需將上一年度的監(jiān)測資料整編完畢定及編印等工作。前言中說明已收入何年整編資料。3.2.6資料的分析測及安全檢查的資料必需進(jìn)展分析。作定量分析時，應(yīng)同時用其它方法進(jìn)展定性分析，加以驗證?！不驇讉€效應(yīng)量之間素；評估尾礦庫的安