尾礦庫在線監(jiān)測方案)

1、 工程編號：尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)設計方案上海華桓電子科技有限公司提交日期：二一二 年十月尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)設計方案負 責 人：項目負責人：方案設計：參與人員：上海華桓電子科技有限公司提交日期：二一二年十月目 錄一、項目概況- 1 -1.1建設單位概況- 1 -1.2 設計范圍- 1 -1.3項目交通位置- 1 -1.4尾礦庫基本情況- 1 -1.5尾礦庫周圍環(huán)境- 2 -二、設計總體思路- 3 -2.1設計依據- 3 -2.2設計基本原則- 3 -2.3設計總體目標- 4 -三、尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)設計- 5 -3.1 尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)一期工程設計- 6 -3.2尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)二期工程設計-

2、 27 -3.3在線監(jiān)測系統(tǒng)管理- 33 -3.4監(jiān)測資料的整編與分析- 35 -3.5供電系統(tǒng)- 37 -四、尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)造價估算表- 39 - 38 - 尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)方案設計一、項目概況1.1建設單位概況1.2 設計范圍據業(yè)主委托，本項目僅針對XX尾礦庫在線監(jiān)測進行方案設計。1.3項目交通位置1.4尾礦庫基本情況1.5尾礦庫周圍環(huán)境二、設計總體思路2.1設計依據u 尾礦庫安全監(jiān)督管理規(guī)定國家安全生產監(jiān)督管理總局令第38號；u 尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范AQ2030-2010u 尾礦庫安全技術規(guī)程AQ2006-2005；u 選礦廠尾礦設施設計規(guī)范ZBJ1-90；u 尾礦設施施工及驗收

3、規(guī)程S5418-95 u 土石壩安全監(jiān)測技術規(guī)范SL5512011 u 降水量觀測規(guī)范SL21-2006u 巖土工程勘察規(guī)范GB50021-2001 u 巖土工程監(jiān)測規(guī)范YS5229-96 u 碾壓式土石壩設計規(guī)范DL/T5395-2007u 壓式土石壩施工規(guī)范DL/T5129-2001u 工程測量規(guī)范GB50026-2007 u 全球定位導航系統(tǒng)測量規(guī)范GB/T 18314-2001u 國家三、四等水準測量規(guī)范GBl2898-91 u 國家一、二等水準測量規(guī)范GB12897-91 u 混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范GB 50204-2002u 我院與建設單位簽訂的設計合同；u 建設單位提供的

4、與本工程有關的資料。2.2設計基本原則 （1）要求尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)具有先進性，實用性和可操作性，還需考慮具有良好的擴展性，同時還要兼顧項目投資經濟性。（2）充分考慮工程的實際特點，合理設置監(jiān)測項目，系統(tǒng)要能有效、準確地反映尾礦庫的運行狀態(tài)。（3）要求尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)能及時發(fā)現尾礦庫異常跡象的能力，配置必要有效的分析處理軟件，及時把握尾礦庫的發(fā)展變化趨勢。（4）要求尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)具有預警發(fā)布能力，為各級安全生產管理提供實時信息服務。2.3設計總體目標（1）實現對尾礦庫相關運行數據的實時采集、傳輸、計算、分析，實時掌握尾礦庫整體運行的安全狀態(tài)。（2）直觀顯示各項監(jiān)測、監(jiān)控信息數據的歷史變化過程及當前狀

5、態(tài)，為礦區(qū)安全生產管理人員提供簡單、明了、直觀、有效的信息參考。（3）一旦尾礦庫出現緊急異常情況（如庫水位超水位、干灘長度小于汛限長度、壩體位移或位移速率超過警界值、壩體浸潤線異常超高、壩后滲流量異常超高等），系統(tǒng)能及時發(fā)出預警信息。（4）能實現尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)的遠程登錄、遠程訪問、遠程管理、遠程控制和遠程維護。（5）實現多級管理平臺工作模式，可方便實現尾礦庫安全監(jiān)測信息在庫區(qū)監(jiān)測站、礦區(qū)監(jiān)測中心站、礦所在集團公司管理站、礦所在縣、市、省安全生產主管部門等多級管理與信息共享。三、尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)設計尾礦庫屬三等尾礦庫，根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范AQ2030-2010的要求，應安裝尾礦庫在線

6、監(jiān)測系統(tǒng)，在線檢測系統(tǒng)為庫區(qū)人民生產生活提供預測預警數據，為用戶組織搶險，疏散地質災害影響區(qū)域人群贏得時間，減少事故傷亡和財產損失，加強對地質災害安全隱患治理。系統(tǒng)的建設符合國家和省有關標準和規(guī)定的要求。本次尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)設計內容主要包括位移監(jiān)測、岸坡監(jiān)測、滲流監(jiān)測、干灘監(jiān)測、水位監(jiān)測、降水量監(jiān)測、視頻監(jiān)控、機房建設等部分。尾礦庫為已建設項目，在線監(jiān)測系統(tǒng)擬一次性設計，分二期建設，一期工程針對目前已經形成壩體、排水斜槽進行建設，監(jiān)測內容包括壩體內部位移監(jiān)測、岸坡位移監(jiān)測、水位監(jiān)測、浸潤線監(jiān)測、降水量監(jiān)測、視頻監(jiān)控及機房；二期工程主要針對攔渣壩及升高部分的壩體進行建設，監(jiān)測內容包括攔渣壩表面

7、位移監(jiān)測和升高部分的壩體內部位移監(jiān)測、浸潤線監(jiān)測等進行建設。在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測項目與精度及監(jiān)測點布置位置見下表在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測項目與精度一覽表序號項目名稱監(jiān)測內容精度要求備注1降雨量監(jiān)測庫區(qū)雨量±0.2mm2庫水位監(jiān)測庫內水位<20mm3浸潤線監(jiān)測浸潤高度<20mm4干灘監(jiān)測灘頂高程<20mm5岸坡位移監(jiān)測岸坡表面水平±3mm6內部位移監(jiān)測壩體內部變形2mm7表面位移監(jiān)測壩體表面位移水平±3mm，垂直±3mm8視頻監(jiān)控各部位視頻監(jiān)控夜視效果良好在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測點布置匯總表序號監(jiān)測項目監(jiān)測斷面合計數監(jiān)測垂線合計數測點合計數量一期工程二期工程

8、備注1降雨量/1102庫水位/1103干灘監(jiān)測2/2204浸潤線133305岸坡位移/2206表面位移4/4047表面、岸坡位移基準/110兩期共用8內部位移26241869視頻監(jiān)控/6603.1 尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)一期工程設計3.1.1位移監(jiān)測根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范AQ2030-2010的規(guī)定，位移監(jiān)測包括壩體的表面位移、內部位移及岸坡監(jiān)測。岸坡位移為岸坡水平位移監(jiān)測；內部水平及豎向位移監(jiān)測結合布置；岸坡監(jiān)測以表面監(jiān)測為主。監(jiān)測基點設在穩(wěn)定區(qū)域內，測點與岸坡牢固結合?；c及測點均設有保護裝置。3.1.1.1岸坡位移監(jiān)測（1）岸坡位移監(jiān)測方法岸坡位移監(jiān)測用的平面坐標及水準高程，應與設計、施

9、工和運行諸階段的控制網坐標系統(tǒng)相一致。本工程擬采用GPS自動化監(jiān)測方式對岸坡位移進行實時自動化監(jiān)測，各GPS監(jiān)測點與參考點接收機實時接收GPS信號，并通過數據傳輸網絡實時發(fā)送到控制中心，控制中心服務器GPS數據處理軟件實時差分解算出各監(jiān)測點三維坐標，數據分析軟件獲取各監(jiān)測點實時三維坐標，并與初始坐標進行對比而獲得該監(jiān)測點變化量，同時分析軟件根據事先設定的預警值而進行報警。岸坡位移監(jiān)測斷面選在地基工程地質變化較大的地段及運行有異常反應岸坡處?；c布設在岸坡堅實土基上。 GPS表面位移監(jiān)測的誤差水平為±3mm。（2）岸坡位移監(jiān)測設置根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，設

10、計尾礦庫兩側山坡設2個監(jiān)測點，左岸山坡1個監(jiān)測點，右岸山坡1個監(jiān)測點，值班室附近1個GPS監(jiān)測基站。監(jiān)測點位于邊坡較陡處，監(jiān)測基站設置在值班室周邊的山坡上的堅實土基上，共設置3臺GPS。GPS監(jiān)測基站即為連續(xù)運行參考站，它是整個尾礦庫壩表面位移監(jiān)測的基準框架，一般一個GPS參考站能夠覆蓋1km以內的監(jiān)測點，鑒于尾礦庫的情況，設置一個參考站即可，為了保證監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，參考站需定時統(tǒng)一和礦區(qū)控制點進行聯(lián)測，以實現監(jiān)測坐標與礦區(qū)坐標的統(tǒng)一，同時校準參考點是否會發(fā)生位移。岸坡位移監(jiān)測位置示意圖（3）岸坡位移監(jiān)測報警值根據尾礦庫岸坡實際情況岸坡位移歷史觀測數據，進行壩體表面位移報警值設計。岸坡位移報

11、警值表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級報警值平面位移15mm25mm30mm垂直沉降20mm30mm40mm（4）岸坡位移監(jiān)測設備選型根據尾礦庫岸坡實際情況，尾礦庫兩側山坡位移監(jiān)測系統(tǒng)應采用目前較為先進的設備，配以方便靈活的通信方式，包括串口、以太網、無線等接口。產品采用寬溫、全封閉式設計，可有效的實現抗高溫、防塵、防電磁干擾、防腐蝕等，使產品可在惡劣的現場環(huán)境下穩(wěn)定工作。GPS監(jiān)測基站設備技術參數需滿足：u 水平精度3mmu 可靠性>99.9%u 遠程控制u 接口防雷設計，整機工業(yè)級標準u 防腐,抗老化性能佳,壽命長u 在高溫等惡劣環(huán)境中使用性能更加突出u 監(jiān)測設備的數據輸入輸出均為數

12、字信號，串口服務器將數字信號轉換為電信號。（5）岸坡位移監(jiān)測系統(tǒng)防雷設計岸坡位移監(jiān)測系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。直接雷電防護采用裝設避雷針保護，要求避雷針與被保護物體橫向距離不小于3m，避雷針高度根據設備情況按照“滾球法”確定。監(jiān)測設備采用金屬機柜屏蔽感應雷，電源部分加裝防雷插座和單項電源避雷器。通訊線路防雷保護采用在通信線路兩端分別加裝防雷器，一端靠近傳感器，避免由于感應雷造成的電流對傳感器的損害；另一個防雷器盡量靠近數據處理設備。 所有避雷器的接地端與避雷網連接，連接處采用涂抹防銹漆等手段保證導電，接地電阻不大于10歐姆。（6）岸坡位移監(jiān)

13、測系統(tǒng)接地設計接地網選用3根50×50×5mm熱鍍鋅角鋼為垂直地極L=2.5米，以25×4mm熱鍍鋅扁鋼互連，垂直地極埋地深度>1米。避雷針基座為500×500×60mm鋼筋混凝土，由地網引兩根25×4mm熱鍍鋅扁鋼與基座連接（連接處必須為焊接）。接地電阻要求不大于10歐姆。（7）岸坡位移監(jiān)測工程設備清單：序號名稱規(guī)格單位數量1GPS衛(wèi)星接收主機分辨率：垂直3-5mm，水平1-3mm臺32GPS衛(wèi)星接收天線配套臺33數據采集模塊配套臺14天線保護罩配套個35GPS避雷網個36GPS機柜個37GPS觀測墩個38避雷針根39光端機一

14、路485接口對310電源線RVV3*2.0米70011光纜GYXTW-8B米7003.1.1.2內部位移系統(tǒng)監(jiān)測方法首先在尾礦壩設定位置鉆孔，在土質比較堅硬的部位鉆孔，鉆孔深度強風化花崗斑巖即可，然后在鉆孔中裝入傾斜儀傳感器，把最下面點作為固定點，從而監(jiān)測壩體結構內部的傾斜狀態(tài)。在鉆孔內安裝多只傾斜儀可以更加準確的監(jiān)測壩體內部變形情況。位移采用的計算公式為：S=（X-Y）*G+K*(Z-H)。其中S為位移變化量；X為初始儀器讀數；Y為當前讀數；G為設備提供的儀器系數，出廠后標定后得到；K為傳感器修正系數；Z為初始溫度；H為當前的溫度。一般情況下，測量的溫度系數很小，溫度的影響可以忽略不計。測點

15、間距為25米，每個監(jiān)測斷面上布設3條監(jiān)測垂線，每條監(jiān)測垂線上布置3個測點，最下一個測點應置于壩基表面。（2）內部位移監(jiān)測設計根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，設計在壩體中心最大剖面處（該剖面也為壩體最大受力點）和壩體兩側設置內部位移監(jiān)測剖面。在壩頂剖面上布設2個斷面，每個斷面設置3個條監(jiān)測垂線，每條監(jiān)測垂線布設3個測點。內部位移監(jiān)測示意圖（3）內部位移報警值設計根據尾礦庫實際情況及筑壩材料、筑壩工藝、排礦工藝、壩體位移歷史觀測數據，進行壩體內部位移報警值設計。內部位移報警值表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級報警值內部位移10mm15mm20mm（4）內部位移設備技術參數根據

16、尾礦庫實際情況，并參照尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范，采用HC-5100固定式測斜儀。技術參數滿足：u 類型：重力感應式u 精度：0.1% 量程：100mmu 數據傳輸方式：壩體內部位移傳感器為本身防雷的重力感應傳感器，并采用光纜進行數據傳輸至值班室監(jiān)控中心服務器。（5）內部位移設備防雷設計內部位移監(jiān)測系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。（6）內部位移工程設備清單序號名 稱規(guī) 格單位數量1固定式測斜儀分辨率：1mm單孔測點3點臺62數據采集模塊16通道臺33測斜管PVC米3004測斜儀連接桿定制（不銹鋼）米3005專用防水接頭套186鉆孔施工米3007光端機

17、一路485接口對38防護箱臺39線路避雷器臺1210光纜米200011防水電纜米280012測量保護墩個613防護箱保護墩個314接地保護網套6備注在壩體內埋設電纜管和數據線，應預留二期壩體增高的長度。3.1.2滲流監(jiān)測（1）滲流系統(tǒng)監(jiān)測方法采用振弦式滲壓計，通過在壩體里鉆鑿鉆孔，把滲壓計放置在鉆孔里（與測壓管結合使用）。通過測量滲壓計的壓力，再轉化為水頭高度（高程），結合安裝深度以及孔口高程即可得到壩體或者繞壩的浸潤線高度（高程）。測量精度取決于滲壓計的精度，誤差小于10mm。浸潤線高度=安裝儀器高+滲壓計測量高度監(jiān)測橫斷面選在有代表性且能控制主要滲流情況的壩體橫斷面以及預計有可能出現異常滲

18、流的3個橫斷面，并與位移監(jiān)測斷面相結合。監(jiān)測橫斷面上的測點布置，根據壩型結構、斷面大小和滲流場特征確定。在壩體下游坡面高差25m布設1條鉛直線，共布置3個測點，埋深應參考實際浸潤線深度確定。（2）滲流監(jiān)測設計浸潤線位置一般選擇在內部位移監(jiān)測點附近，一般設計3個監(jiān)測斷面，需要鉆孔深度一般為見水2米以下。尾礦壩浸潤線設計示意圖根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，設計在壩體布設1條監(jiān)測斷面，監(jiān)測斷面上布設3條鉛直線，每條條鉛直線布設1個測點，即現有壩體標高300.8m、275m及250m處，共布設3個監(jiān)測孔。（3）浸潤線報警值根據現狀實測浸潤線高度，本方案的浸潤線孔位自上而下埋深分

19、別為20m，23m，25m。浸潤線的三級報警依次設置為：浸潤線報警值表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級報警值浸潤線16m13m10m（4）滲流監(jiān)測設備技術參數要求根據尾礦庫實際情況，并參照尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范，采用振弦式滲壓計技術參數需滿足：u 設備類型：振弦式u 量程：0-350KPau 精度：<0.3%F.Su 靈敏度：0.05%F.Su 數據傳輸方式：直接采用的壩體浸潤線傳感器為本身防雷的光纖式傳感器，并采用光纖進行數據傳輸至值班室監(jiān)控中心服務器。（5）滲流監(jiān)測設備防雷設計滲流監(jiān)測設備采用避雷針進行直擊雷防護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。（6）滲流監(jiān)測工程設

20、備清單序號名稱規(guī)格單位數量1滲壓計振弦式，量程：0.2MP臺32滲壓計采集模塊臺13滲壓管米804專用防水接頭套35鉆孔施工米806防護箱個37光端機對18線路避雷器個39傳感器保護墩個310信號線米2200備注在壩體內埋設電纜管和預留足夠長數據線，以備二期加高時使用。3.1.3干灘監(jiān)測（1）干灘監(jiān)測方法由于干灘監(jiān)測要具有非接觸式要求（灘內有時無法安裝，而且安裝設備會自動沉降，影響監(jiān)測結果），故采用激光測距儀結合角度測量儀來監(jiān)測干灘的設備，該設備具有非接觸式，測量精度小于3mm，結合庫水位數據可實時得到灘頂高程、安全超高、干灘坡度和最小干灘長度。監(jiān)測原理與下所示：干灘監(jiān)測示意圖在干灘測量立桿頂

21、部固定角度安裝測距傳感器(豎直角分別為0°,30°，60°)，根據傳感器所測準確距離通過三角形正弦/余弦定理即可計算出準確的干灘監(jiān)測結果，如灘頂高程、干灘坡度、干灘長度。計算公式如下：Ht=Pd-Ha其中，Ha、Hb、Hc三個傳感器測量結果，Ps、Pd為立桿底部、頂部高程，Pd為庫水位高程，a1和a2分別為傳感器安裝垂直角度。Ht、P、L分別為灘頂高程、干灘坡度、干灘長度。干灘監(jiān)測精度計算：u 干灘坡度測量精度（測距儀測量精度）：±2mmu 干灘長度監(jiān)測精度：0.8mu H1測量誤差²：高程起點誤差²+庫水位測量誤差²+灘頂

22、高程測量精度²，即，H1測量誤差= =52.23mmu Sx=，對根公式進行全微分，根據誤差傳播理論，代入已知量（s。， s1，a）便可算出Sx邊長的誤差值。u 同理，便可根據公式：H1²+Sx²-2H1×SxCosb=S1²，便可得出角度b的誤差值，從而根據灘頂高程與庫水位高差差算出干灘長度：公式為L=H1÷Cosb，同理微分便可得到L的誤差，即精度。u 經過計算為：0.8m（2）干灘監(jiān)測設計根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，設計對尾礦堆積壩形成的干灘進行監(jiān)測，共設置2條干灘監(jiān)測剖面，然后在監(jiān)測剖面線上壩頂部安置

23、監(jiān)測儀器，此位置隨壩體的不斷上升而移動。在尾礦庫堆積壩頂的位置放置2臺監(jiān)測儀器，位置是在灘頂高程低處，與水線最近接觸。（3）干灘監(jiān)測報警值干灘長度報警值表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級報警值干灘長度70m50m35m（3）干灘監(jiān)測設備技術參數根據尾礦庫實際情況，并參照尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范，采用HC-2700激光位移傳感器。技術參數滿足：u 測距精度小于+/-1毫米u 測量速度快，達到3次/秒u 量程：0.05200米 u 精度：小于+/-1毫米u 激光類型：635納米，二級安全u 防水防塵：IP54u 溫度范圍 操作：-25到+50度u 存放：-40到+70度u 數據傳輸方式：干灘監(jiān)測設備

24、輸入輸出數據均為數字信號，由串口服務器轉換為電信號。（4）干灘監(jiān)測設備防雷設計干灘監(jiān)測系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防護，使用單相電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。（5）干灘監(jiān)測工程設備清單序號名稱規(guī)格單位數量1激光位移傳感器HC-2700(分辨率：1mm)臺22數據采集模塊HC-2000臺23防護箱個24線路避雷器臺25立桿根26信號線米8007電源線米8003.1.4庫水位監(jiān)測方法在線監(jiān)測系統(tǒng)中庫水位監(jiān)測可選用多種裝置，如滲壓計、超聲波水位計、GPS水位計等各種自動水位測報裝置，本方案暫按滲壓計設計。滲壓型傳感計較適合測量水位變化幅度較大場合。根據具體水位情況，水位監(jiān)測設置在庫內排水

25、構筑物排水斜槽上。在排水斜槽岸邊水域安裝滲壓計，通過測量滲壓計的池水深度來計算庫水位高程，其監(jiān)測原理如下：庫水位高程=儀器低高程+滲壓計測量高度 庫水位監(jiān)測示意圖（1）庫水位監(jiān)測設計根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，保證在洪水位時有足夠的最小干灘長度，須嚴格控制庫內水位高度。設計在庫區(qū)深部澄清水域的岸邊布置1個水位監(jiān)測點。庫水位報警值設計：庫水位3級報警值 = 當前壩高 - 安全超高3級報警值庫水位2級報警值 = 當前壩高 - 安全超高2級報警值庫水位1級報警值 = 當前壩高 - 安全超高1級報警值備注：本次設計為暫定灘面坡度為2%，但應根據現場實際灘面坡度，按規(guī)定要求的最

26、小干灘長度，確定最小安全超高報警值。尾礦壩的最小安全超高表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級報警值灘頂與庫水位差1.4m1.0m0.7m庫水位報警閾值表及尾礦壩最小灘長度表最緩灘面坡度2%2%2%報警值高差（m）1.41.00.7最小灘長（m）705035（2）庫水位監(jiān)測設備技術要求根據尾礦庫實際情況，并參照尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范，庫水位所采用的滲壓計的技術參數需滿足：u 設備類型：振弦式u 量程：0-350KPau 精度：<0.03%F.Su 靈敏度：0.05%F.Su 設備數據傳輸方式采用電纜進行數據傳輸至值班室監(jiān)控中心服務器。（3）庫水位監(jiān)測防雷設計水位監(jiān)測系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防

27、護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。（4）庫水位監(jiān)測工程設備清單序號名稱規(guī)格單位數量1滲壓計由廠家定臺12水位管PVC米53滲壓計采集模塊配套臺14線路避雷器米15防護箱臺16傳感器保護墩個17信號線米3003.1.5庫區(qū)降水量監(jiān)測（1）庫區(qū)降水量監(jiān)測方法采用雨量計進行監(jiān)測，雨水由承水器收集經過進水閥進入貯水室水位上升浮子上升容柵傳感器讀取數據微機控制電路輸出無源脈沖（每當降雨量0.1毫米時，集電極開路電路導通一次，即輸出一個脈沖：寬度320mm，電平由后面連接的采集器輸入電路決定）。    如果連續(xù)降雨，貯水室的水位繼續(xù)上升到特定水位

28、的時候，進水電動閥關閉、而后排水電動閥打開，開始放水（放水過程大概12秒鐘）；待放水完畢，排水電動閥關閉，同時進水電動閥打開，繼續(xù)降雨計量。精度為1mm。雨量計內部結構圖（2）庫區(qū)降水量監(jiān)測設計根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，設計在原值班室（現作為監(jiān)測機房）屋頂上無遮擋的位置布置1臺雨量計。通過雨量計自動獲取雨量數據，以及根據降雨量的情況預測庫水位趨勢，繪制歷史降雨量曲線圖。根據尾礦庫實際情況及氣象部門對雨級的劃分以及企業(yè)安環(huán)部管理人員的建議，降雨量報警值按中雨、大雨、暴雨進行設計，依次為：10mm、25mm、50mm。降雨量報警閾值一覽表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級

29、報警值降雨量10mm25mm50mm（3）庫區(qū)降水量監(jiān)測設備技術參數數字雨量計是通過容柵位移傳感器檢測降雨量的，由于容柵傳感器的分辨率是0.1mm，所以容柵雨量計的計量非常精確。采用上下電動閥控制進水和排水，又使得容柵雨量計在記錄降水過程中雨量不流失，從而保證了計量過程的準確性。 技術參數滿足：u 精度最高： 分辨率 0.1mm。u 容許測量的降雨強度范圍最大：國家標準是 0.1mm4mm/分鐘，而容柵式雨量計的最大降雨強度測量可以高達9mm/分鐘，從而解決了以往其他遙測雨量計大雨時計量嚴重失準的弊病。 u 計量誤差最?。喝輺攀接炅坑嫷恼`差小于± 2%，遠低于國家標準±4%

30、，符合國際對雨量計的檢測標準。u 雨量監(jiān)測設備輸入、出數據均為數字信號，由串口服務器轉換為電信號。（4）庫區(qū)降水量監(jiān)測防雷設計雨量監(jiān)測系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。（5）庫區(qū)降水量監(jiān)測工程設備清單序號名稱規(guī)格單位數量1數字雨量計分辨率：0.1mm臺12雨量計采集模塊臺13雨量計墩個14保護箱個15線路避雷器個13.1.6視頻監(jiān)控（1）視頻監(jiān)控設置要求視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計對壩坡面、干灘、庫水位、出水口、排水斜槽等重要設施進行監(jiān)控。本設計工程主要對壩體、排放口、庫區(qū)全景，排水明渠入水口、排水斜槽入水口及監(jiān)控機房進行監(jiān)控。監(jiān)控位置：320m值班房附近設置

31、1個（監(jiān)控點監(jiān)控整個壩環(huán)境情況）、排水斜槽附近設置1個、監(jiān)控機房內設置1個、壩體下游設置1個、下游出水口1個及尾砂排放口1個，共設置6個視頻監(jiān)測點。頻監(jiān)測布置示意圖（2）視頻監(jiān)控設備技術參數根據尾礦庫實際情況，并參照尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范，采用紅外一體化高速云臺攝像機。技術參數需滿足：u 夜視距離80m120mu 分辨率：不小于600線u 360度水平回旋鏡頭，90度垂直鏡像u 寸護罩：防紫外線、防水、耐老化、防酸雨、耐高溫、抗腐蝕。u 旋轉角度：水平 0360°（可調），垂直90°（不可調），旋轉速度。u 多個預置位，具預置位巡檢功能。u 鏡頭控制：光圈、焦距、變焦由監(jiān)視

32、計算機控制。u 云臺控制：方位角、俯仰角由監(jiān)視計算機控制。u 工作溫度：-35-55（室外）u 數據傳輸方式：串口服務器將數據轉換為電信號，再由光電轉換器轉換為光信號，最后由光纖傳輸至值班室監(jiān)控中心。（3）視頻監(jiān)控防雷設計系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。（4）視頻監(jiān)控工程設備清單序號名稱規(guī)格單位數量1硬盤錄像機16路臺12顯示器27英寸以上液晶臺13硬盤1TB塊24光纜終端盒8口個45紅外一體化高速攝像機紅外120M臺16紅外恒速攝像機360°球機臺57攝像機電源只68線路避雷器三合一臺69補光燈臺510支架個611視頻光端機2路帶控制

33、接口對612視頻線75-7米40013電源線3*1.5米300014光纜GYXTW-4B米30003.1.7尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件要求在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件部分包括數據采集、處理軟件、數據分析軟件，數據采集、處理軟件分兩個模塊。數據采集、處理軟件將傳感器采集數據接收并保存至數據庫，同時將設計的報警限制也保存在數據庫，數據分析軟件實時比較最新的實時數據和限制的關系，如果超限隨即出發(fā)聲光報警器、短信報警模塊、網絡報警功能實現多種方式同時報警?？蓪崿F多級管理平臺工作模式，可實現尾礦庫安全監(jiān)測信息在庫區(qū)監(jiān)測站、礦區(qū)監(jiān)測中心站、礦所在集團公司管理站、礦所在縣、市、省安全生產主管部門等多級管理與信息共享以及可方

34、便上互聯(lián)網查閱。采集軟件要求支持GPS、測斜儀、浸潤線等監(jiān)測設備監(jiān)測數據的采集與數據的上傳，同時可以遠程控制各監(jiān)測設備，支持串口、TCP/IP等協(xié)議。GPS數據處理軟件支持GPS數據處理，數據處理是尾礦庫GPS自動化監(jiān)測系統(tǒng)的核心組成部分，結果精度的高低關系到對壩體穩(wěn)定性的判斷、分析。包括GPS、浸潤線、干灘等各個傳感器的采集和接收。數據采集巡檢時間小于30分鐘，單點采集時間小于3分鐘。測量周期為10分鐘30天可調。數據分析軟件支持壩體位移、浸潤線、庫水位等監(jiān)測模塊分析，自動異常報警、自動生成報表等功能。設備防雷要求：雷感應5%，防雷及抗干擾功能。3.1.8監(jiān)控機房（1）監(jiān)控機房概況根據尾礦庫

35、安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，設計在左岸上坡標高325m處設置一機房，建筑面積約為24m2，高3.0m。（2）監(jiān)控機房裝修要求地面鋪設抗靜電活動地板，活動地板地面抬高20cm，樓板考慮防水、防塵、抗靜電的處理。吊頂采用塑板材料，墻面刷水泥漆。（3）監(jiān)控機房照明系統(tǒng)機房照明系統(tǒng)依據有關標準規(guī)定的要求進行設計，避免直接反射光，避免燈光從作業(yè)面至眼睛的直接反射，損壞對比度。機房的照明光線均勻，照明照度應大于300lx，事故照明照度應大于50lx。壩上照明采用低壓電纜供電，左岸岸坡設置泛光燈，功率為2KW，電壓220V。同時，為了方便夜間放礦管理。（4）監(jiān)控機房綜合布線系統(tǒng)要求設置值班通

36、訊電話，預留外部網絡接口，綜合布線系統(tǒng)全部采用六類UTP布線系統(tǒng)，線纜、模塊、線架、跳線均要求使用同一品牌產品。線纜均有鍍鋅金屬槽、管、盒保護。（5）機房防雷接地系統(tǒng)配電系統(tǒng)設兩級防雷，一級防雷設在電源總配電柜前，用于抵御經一級避雷器消弱后的雷電流，其通流量的設計要求為40KA。二級防雷設在重要回路或網絡設備插座前，其通流量的設計要求為5KA，徹底免除雷電流對網絡設備的影響。接地網選用5根50×50×5mm熱鍍鋅角鋼為垂直地極（L=2.5米），以25×4mm熱鍍鋅扁鋼互連，地極埋地深度>1米。接地電阻不大于4歐姆。機房防雷設施應由縣級以上氣象站進行防雷接地監(jiān)

37、測，并出具監(jiān)測報告。（6）監(jiān)控機房設備清單序號名稱規(guī)格型號單位數量1抗靜電活動地板鋼質600*600*35m2242鋁合金天棚吊頂600*600*12m2243日光燈2x36W臺44應急燈臺15泛光燈2KW臺16立桿4米根57電纜米1508插座個109配電箱空氣開關220V*6臺110穩(wěn)壓器10KA臺111UPS電源C3KS臺112接地/防雷系統(tǒng)套113空調2匹冷暖臺114滅火器ABC干粉滅火器2kg臺215控制臺3聯(lián)套116交換機24口個117計算機機柜600*950*2000臺118數據處理/存儲服務器臺119現場操作電腦套120聲光報警模塊臺121數據庫操作系統(tǒng)軟件套122三級監(jiān)測、預警

38、/發(fā)布軟件軟件套123固定電話臺124大屏顯示器46寸臺13.2尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)二期工程設計3.2.1表面位移監(jiān)測根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范AQ2030-2010的規(guī)定，位移監(jiān)測包括壩體的表面位移、內部位移及岸坡位移。二期位移監(jiān)測工程主要表面位移和增高部分的內部位移。表面位移包括表面水平位移及垂直位移監(jiān)測，本工程水平位移及垂直位移監(jiān)測共用一個測點；內部水平及豎向位移監(jiān)測結合布置。監(jiān)測基點與一期共用，測點與壩體牢固結合?；c及測點均設有保護裝置。（1）表面位移監(jiān)測方法表面位移監(jiān)測用的平面坐標及水準高程，應與設計、施工和運行諸階段的控制網坐標系統(tǒng)相一致。本工程擬采用GPS自動化監(jiān)測方式對壩體表面

39、位移進行實時自動化監(jiān)測，各GPS監(jiān)測點與參考點接收機實時接收GPS信號，并通過數據傳輸網絡實時發(fā)送到控制中心，控制中心服務器GPS數據處理軟件實時差分解算出各監(jiān)測點三維坐標，數據分析軟件獲取各監(jiān)測點實時三維坐標，并與初始坐標進行對比而獲得該監(jiān)測點變化量，同時分析軟件根據事先設定的預警值而進行報警。因本庫為中線式尾礦庫，堆積壩和初期壩均無法進行表面位移監(jiān)測，故本次表面位移選擇在下游攔渣壩上布點。即監(jiān)測斷面選在最大壩高斷面、有排水管通過的斷面、地基工程地質變化較大的地段及運行有異常反應處。攔渣壩間距40m布設一個監(jiān)測點，基點與一期岸坡監(jiān)測相同。 GPS表面位移監(jiān)測的誤差水平為±3mm，高

40、程方向為±5mm。（2）表面位移監(jiān)測設置根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的實際情況，設計尾礦庫下游攔渣壩上布設4個監(jiān)測點，監(jiān)測基站仍利用原一期岸坡監(jiān)測的基站。本期共設置4臺GPS基站。GPS監(jiān)測基站即為連續(xù)運行參考站，它是整個尾礦庫壩表面位移監(jiān)測的基準框架，一般一個GPS參考站能夠覆蓋1km以內的監(jiān)測點，鑒于尾礦庫的情況，設置一個參考站即可，為了保證監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，參考站需定時統(tǒng)一和礦區(qū)控制點進行聯(lián)測，以實現監(jiān)測坐標與礦區(qū)坐標的統(tǒng)一，同時校準參考點是否會發(fā)生位移。表面位移監(jiān)測位置示意圖（3）表面位移監(jiān)測報警值根據尾礦庫岸坡實際情況岸坡位移歷史觀測數據，進行壩體表面位移報警

41、值設計。岸坡位移報警值表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級報警值平面位移15mm25mm30mm垂直沉降20mm30mm40mm（4）表面位移監(jiān)測設備選型根據尾礦庫實際情況，尾礦庫壩體位移監(jiān)測系統(tǒng)應采用目前較為先進的設備，配以方便靈活的通信方式，包括串口、以太網、無線等接口。產品采用寬溫、全封閉式設計，可有效的實現抗高溫、防塵、防電磁干擾、防腐蝕等，使產品可在惡劣的現場環(huán)境下穩(wěn)定工作。GPS監(jiān)測基站設備技術參數需滿足：u 水平精度3mmu 垂直精度5mmu 可靠性>99.9%u 遠程控制u 接口防雷設計，整機工業(yè)級標準u 防腐,抗老化性能佳,壽命長u 在高溫等惡劣環(huán)境中使用性能更加突出u

42、監(jiān)測設備的數據輸入輸出均為數字信號，串口服務器將數字信號轉換為電信號。（5）表面位移監(jiān)測系統(tǒng)防雷設計壩體表面位移監(jiān)測系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。直接雷電防護采用裝設避雷針保護，要求避雷針與被保護物體橫向距離不小于3m，避雷針高度根據設備情況按照“滾球法”確定。監(jiān)測設備采用金屬機柜屏蔽感應雷，電源部分加裝防雷插座和單項電源避雷器。通訊線路防雷保護采用在通信線路兩端分別加裝防雷器，一端靠近傳感器，避免由于感應雷造成的電流對傳感器的損害；另一個防雷器盡量靠近數據處理設備。 所有避雷器的接地端與避雷網連接，連接處采用涂抹防銹漆等手段保證導電，接地電阻

43、不大于10歐姆。（6）表面位移監(jiān)測系統(tǒng)接地設計接地網選用3根50×50×5mm熱鍍鋅角鋼為垂直地極L=2.5米，以25×4mm熱鍍鋅扁鋼互連，垂直地極埋地深度>1米。避雷針基座為500×500×60mm鋼筋混凝土，由地網引兩根25×4mm熱鍍鋅扁鋼與基座連接（連接處必須為焊接）。接地電阻要求不大于10歐姆。（7）表面位移監(jiān)測工程設備清單：序號名稱規(guī)格單位數量1GPS衛(wèi)星接收主機分辨率：垂直3-5mm，水平1-3mm臺42GPS衛(wèi)星接收天線配套臺43數據采集模塊和一期相配套臺14天線保護罩配套個45GPS避雷網個46GPS機柜個4

44、7GPS觀測墩個48避雷針根49光端機對410電源線RVV3*2.0米150011光纜GYXTW-8B米15003.2.2內部位移觀測管監(jiān)測（1）內部位移測點布置根據尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范要求，結合尾礦庫的一期工程布置實際情況，二期工程設計在一期每個內部位移監(jiān)測鉛垂線上增設1個測點。（2）內部位移報警值設計根據尾礦庫實際情況及筑壩材料、筑壩工藝、排礦工藝、壩體位移歷史觀測數據，進行壩體內部位移報警值設計。內部位移報警值表監(jiān)測參數1級報警值2級報警值3級報警值內部位移10mm15mm20mm（3）內部位移設備技術參數根據尾礦庫實際情況，并參照尾礦庫安全監(jiān)測技術規(guī)范，采用HC-5100固定式測斜儀

45、。技術參數滿足：u 類型：重力感應式u 精度：0.1% 量程：100mmu 數據傳輸方式：壩體內部位移傳感器為本身防雷的重力感應傳感器，并采用電纜進行數據傳輸至值班室監(jiān)控中心服務器。（4）內部位移設備防雷設計內部位移監(jiān)測系統(tǒng)采用避雷針進行直擊雷防護，使用電源避雷器、通訊電纜防雷器實現對感應雷的防護。（5）內部位移工程設備清單序號名稱規(guī)格單位數量1固定式測斜儀與一期共用，增設6測點點62數據采集模塊與一期共用臺03測斜管PVC米1104測斜儀連接桿定制（不銹鋼）米1105專用防水接頭套63.2.3浸潤線觀測管監(jiān)測本尾礦庫為中線法筑壩，壩體外坡面隨著壩頂升高而升高，布設在壩上浸潤線觀測管也需在生產

46、過程不斷加高，并加以保護。因此，二期2浸潤線觀測管監(jiān)測工程僅增加滲壓管，其他設施仍沿用一期工程。 （1）浸潤線工程設備清單序號名稱規(guī)格單位數量1滲壓管PVC米552連接桿定制（不銹鋼）米553.3在線監(jiān)測系統(tǒng)管理3.3.1在線監(jiān)測組織機構3.3.1.1機構和人員1）成立專門在線監(jiān)測系統(tǒng)的專業(yè)管理機構，以及其他輔助機構。2）明確機構主要負責人、專職值班人員、維護人員、數據分析人員、調度指揮人以及負責培訓人員等。3.3.1.2明確機構職責1）負責監(jiān)督各監(jiān)控點監(jiān)測設備設施的運行情況是否正常，對在線監(jiān)測網絡傳輸系統(tǒng)、服務器系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及客戶終端機無法正常使用負有管理責任，負責對軟硬件的維修、更換

47、工作，負責制定系統(tǒng)的管理標準。2）負責尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)工業(yè)自動化技術的結構規(guī)劃和管理，對系統(tǒng)的改造和項目制作制定方案，提供技術支持。3）負責對數據服務器的維護管理，每月對網絡室各設備、軟件功能進行一次專業(yè)點檢，保證設備正常運行。4）負責對相關的材料、備件計劃進行審核。5）負責軟件安裝，操作培訓，對作業(yè)區(qū)進行技術指導。6）負責無線網橋傳輸系統(tǒng)、數據采集系統(tǒng)、以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護、檢修、每月檢查維護一次。7）負責做好軟件維護、軟硬件版本升級、軟件修改和數據修改的管理工作，保證軟件系統(tǒng)正常運行。 8）在線監(jiān)測系統(tǒng)位移、浸潤線監(jiān)測設施加高后，及時進行數據的重新錄入及軟件修改等重新標定工作。9）負責

48、系統(tǒng)用戶終端使用權限審批管理。10）對尾礦作業(yè)區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的點檢和維護記錄每月至少進行一次全面檢查，檢查結果及時反饋工藝質量科。11）負責在線監(jiān)測檢測數據異常、監(jiān)控主機發(fā)出報警、預警時，立即以電話形式報選礦車間、礦領導及相關部門，并到現場核對警報的真實性。12）負責在檢測數據異常、監(jiān)控主機發(fā)出報警、預警時，到現場核實，確認檢測數據超出安全數據時，提出隱患整改方案。13）負責制定在線監(jiān)測操作規(guī)程、崗位職責以及規(guī)章制度等。3.3.2監(jiān)測儀器、設備、設施的管理3.3.2.1監(jiān)測儀器、儀表的管理建立儀器、儀表檔案。檔案內容包括名稱、生產廠家、出廠號碼、規(guī)格、型號、附件名稱及數量、合格證書、使用說明書、出

49、廠率定資料、購置日期、單位使用編號、使用日期、使用人員、發(fā)生故障、損傷及維修等。儀器、儀表在運輸和使用過程中，必須輕拿輕放，確保平穩(wěn)放置，不受擠壓、撞擊或劇烈顛簸振動。使用時應嚴格依照廠家提供的使用說明和注意事項。除埋設在尾礦壩內部的儀器外，各項儀器、儀表均設置在通風、干燥、平穩(wěn)、牢固的地方，應注意防塵、防潮。各項儀器、儀表定期保養(yǎng)、率定、校正。用電儀表定期通電檢驗。儀器、儀表使用后，進行保養(yǎng)、維護。入水監(jiān)測的儀具，必須擦凈晾干，并涂必要的防護油。監(jiān)測中發(fā)現異常測值時，在進行復測前，檢查儀器、儀表是否正常，使用方法是否得當。3.3.2.2監(jiān)測設備、設施的管理設置在現場的所有監(jiān)測設備、設施，都在適當位置明顯標出編號；并經常或定期進行檢查、維護。如有破損，應及時修復。所有基點和監(jiān)測點，都有考證表，