尾礦庫(kù)自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

尾礦庫(kù)自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案1、設(shè)計(jì)背景目前，我國(guó)尾礦庫(kù)數(shù)量多、分布廣，很多尾礦庫(kù)已運(yùn)行了多年，庫(kù)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(chǎng)進(jìn)展測(cè)量，但受天氣、人工、現(xiàn)場(chǎng)條件等諸多因素因此，承受現(xiàn)代通信、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)尾礦庫(kù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，是對(duì)尾礦庫(kù)的安全監(jiān)管一條必由之路。202351〔以下簡(jiǎn)稱為《標(biāo)準(zhǔn)》〕中已明確規(guī)定，尾礦庫(kù)的安全監(jiān)測(cè)，必需依據(jù)尾礦庫(kù)設(shè)計(jì)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(cè)工程及其相應(yīng)設(shè)施，定期進(jìn)展監(jiān)測(cè)。一等、二等、三等尾礦庫(kù)必需安裝在線監(jiān)測(cè)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(kù)安全監(jiān)測(cè)要素特點(diǎn)，結(jié)合本公司現(xiàn)有安全監(jiān)測(cè)產(chǎn)品設(shè)備，設(shè)計(jì)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(kù)應(yīng)監(jiān)測(cè)位移、浸潤(rùn)線、干灘、庫(kù)水位、降水量，必要時(shí)還應(yīng)監(jiān)測(cè)孔隙水壓力、滲透水量、混濁度。其中絕大局部監(jiān)測(cè)工程可以以我公司針對(duì)土石壩和橋梁的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為原型，依據(jù)尾礦庫(kù)特點(diǎn)及監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)稍加修改、系統(tǒng)、GPS我公司原有針對(duì)土石壩和橋梁的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已運(yùn)用于全國(guó)各地多個(gè)工程熟，主要基于MCU-32〔MC，將大多數(shù)監(jiān)測(cè)儀器匯總至MCU，由MCU負(fù)責(zé)統(tǒng)一測(cè)量數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)發(fā)至計(jì)算機(jī)等。其他不利于集成的設(shè)備〔如距離緣由存貯、導(dǎo)出?，F(xiàn)針對(duì)尾礦庫(kù)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(wú)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(shí)際需求而定。1：基于MCU3、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法及原理2：尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備布設(shè)示意圖位移監(jiān)測(cè)位移監(jiān)測(cè)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(cè)量方法將水平、垂直位移分開(kāi)施測(cè)，但儀器設(shè)備繁多、安裝簡(jiǎn)單、測(cè)量結(jié)果無(wú)一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)測(cè)量水平位移和垂直位移數(shù)據(jù)。目前三維位移監(jiān)測(cè)主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法，分別是GPS法和自動(dòng)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(jiān)實(shí)土基點(diǎn)的三維位移。監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)選擇最大壩高斷面、有排水管通過(guò)的斷面、地基工程地質(zhì)變化較大的地段30～60m32置了一個(gè)測(cè)點(diǎn)；應(yīng)依據(jù)壩長(zhǎng)增減監(jiān)測(cè)斷面，一般壩長(zhǎng)小于300m時(shí)，宜取20～100m；壩長(zhǎng)大300m50～200m1000m100～300m。GPS點(diǎn)間可視，全站儀通過(guò)無(wú)線傳輸與計(jì)算機(jī)通信，計(jì)算機(jī)軟件掌握測(cè)繪計(jì)算得出測(cè)點(diǎn)位移。測(cè)點(diǎn)安裝方法見(jiàn)我公司相關(guān)說(shuō)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(cè)斜孔，在孔內(nèi)分段布置固定測(cè)斜儀，固定測(cè)斜儀通過(guò)儀器電纜與MCU體整體水平位移。視尾礦庫(kù)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(gè)斷面。每1～32133定測(cè)斜儀，測(cè)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(kù)某斷面監(jiān)測(cè)儀器布設(shè)示意圖岸坡位移對(duì)于危及尾礦壩、排水構(gòu)筑物及附屬設(shè)施安全和運(yùn)行的老滑坡體或潛在滑坡體應(yīng)進(jìn)展監(jiān)測(cè)。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(gè)監(jiān)測(cè)斷面，包括主滑斷面及其它特征斷面。監(jiān)測(cè)設(shè)備和方法同壩體外表和內(nèi)部位移。滲流監(jiān)測(cè)尾礦壩滲流監(jiān)測(cè)，包括滲流壓力、繞壩滲流和滲流量等監(jiān)測(cè)。壩體滲流壓力壩體滲流壓力監(jiān)測(cè)，包括監(jiān)測(cè)斷面上的壓力分布和浸潤(rùn)線位置確實(shí)定。在壩體內(nèi)布置斷面，每個(gè)斷面布置假設(shè)干監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)處豎直向下鉆滲壓孔、安裝測(cè)MCUMCU監(jiān)測(cè)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(cè)橫斷面上的測(cè)點(diǎn)布置，應(yīng)依據(jù)壩型構(gòu)造、斷面大小和滲流場(chǎng)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(shí)際浸潤(rùn)線深度確定。233測(cè)壓孔、滲圧計(jì)安裝方法見(jiàn)我公司相關(guān)資料。繞壩滲流繞壩滲流監(jiān)測(cè)，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(cè)。尾礦壩兩端的繞滲監(jiān)測(cè)，宜沿流線方向或滲流較集中的透水層〔帶〕設(shè)2～3個(gè)監(jiān)測(cè)斷3～4〔含滲流出口。如需分層監(jiān)測(cè)，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(cè)，應(yīng)在接觸輪廓線的掌握處設(shè)置監(jiān)測(cè)鉛直線，沿接觸面不同高程布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在岸坡防滲齒槽和灌漿帷幕的上下游側(cè)各設(shè)1個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)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(jì)，區(qū)分率為0.5mm。量水堰計(jì)可接入MCU電壓電流測(cè)量模塊，也可設(shè)為單獨(dú)的量水堰站，直接與計(jì)算機(jī)通信。MCU或計(jì)算機(jī)測(cè)得堰上水頭，再依據(jù)公式算出滲流量。對(duì)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(cè)量；全部集水和量水設(shè)施均應(yīng)避開(kāi)客水干擾；對(duì)排滲特別的部位應(yīng)特地監(jiān)測(cè)。量水堰的安裝方法見(jiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》和我公司相關(guān)資料。干灘監(jiān)測(cè)包括灘頂高程、干灘長(zhǎng)度、干灘坡度。灘頂高程測(cè)定1～33100m1～23灘頂高程測(cè)量誤差應(yīng)小于20mm。各測(cè)點(diǎn)中最低點(diǎn)的標(biāo)高作為尾礦庫(kù)灘頂標(biāo)高。灘頂高程依據(jù)灘頂上升狀況，定時(shí)做好檢測(cè)，隨時(shí)把握灘頂高程，汛前必需檢測(cè)一次。3.3.21～3壩軸線布置，在幾個(gè)測(cè)量結(jié)果中，選最小者作為該尾礦庫(kù)的沉積灘干灘長(zhǎng)度。應(yīng)在干灘設(shè)立干灘長(zhǎng)度標(biāo)尺，干灘較長(zhǎng)時(shí)以50m10m為間隔。在干灘長(zhǎng)度發(fā)生較大變化時(shí)，準(zhǔn)時(shí)檢測(cè)，隨時(shí)把握干灘長(zhǎng)度，汛前必需檢測(cè)一次。3.3.1100m壩長(zhǎng)布置不少于2點(diǎn)間距不大于120〔干灘長(zhǎng)者取大值，測(cè)點(diǎn)高程測(cè)量誤差應(yīng)小于5m。干灘坡度與設(shè)計(jì)不符時(shí)應(yīng)實(shí)行相應(yīng)的處理措施。 一次。3.3水文、氣象監(jiān)測(cè)包括庫(kù)水位、降水量監(jiān)測(cè)和排水構(gòu)筑物檢查。庫(kù)水位監(jiān)測(cè)連接至MCU，由MCU10mm，直接與計(jì)算機(jī)通信采集，可在水位變化時(shí)自動(dòng)發(fā)送報(bào)文，或由計(jì)算機(jī)掌握定時(shí)采集。測(cè)量?jī)x器可安裝于排水井、排水斜槽上。庫(kù)區(qū)降水量監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)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(kāi)闊地，當(dāng)安裝地點(diǎn)距MCU較近時(shí)，可以直接接入MCUMCU或遙測(cè)雨量站自動(dòng)給計(jì)算機(jī)發(fā)送報(bào)文。3.4.2其他一些非必要監(jiān)測(cè)工程如氣溫、氣壓、相對(duì)濕度、滲透水質(zhì)狀況等都可以接入MCU或直接并入自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件。在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)觀的觀看到庫(kù)區(qū)各局部實(shí)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(wú)線網(wǎng)橋，中心計(jì)算機(jī)安裝監(jiān)控軟件，可手動(dòng)掌握云臺(tái)方向。自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(shí)間、采集間隔、采集次數(shù)的定時(shí)采集，可被動(dòng)接收設(shè)備自動(dòng)上報(bào)的數(shù)據(jù)，可選點(diǎn)測(cè)量或多點(diǎn)巡測(cè)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(shí)繪制成便于觀看的數(shù)據(jù)圖線。法提示觀測(cè)員，包括文字閃耀、播放報(bào)警音和手機(jī)短信通知等。數(shù)據(jù)治理對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)報(bào)表將采集到的歷史數(shù)據(jù)按傳感器類型、監(jiān)測(cè)內(nèi)容劃分，繪制出圖片加數(shù)據(jù)的報(bào)表。包括庫(kù)水位過(guò)程線、浸潤(rùn)線、測(cè)斜孔位移曲線、滲流量過(guò)程線、壩體外表位移過(guò)程線、雨量日?qǐng)?bào)表、雨量月報(bào)表、雨量年報(bào)表等。傳感器設(shè)置設(shè)置所接傳感器位置信息、計(jì)算參數(shù)等系統(tǒng)必要信息，以便計(jì)算分析物理量。系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)設(shè)置。——計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，與數(shù)據(jù)采集裝置連接在一起的監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)測(cè)中心的治理計(jì)算機(jī)配置應(yīng)滿足在線監(jiān)測(cè)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(jī)之間可承受有線和〔或〕無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊，尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)軟件應(yīng)包括在線采集和安全監(jiān)測(cè)治理分析兩個(gè)模塊。安全監(jiān)測(cè)治理分析模塊應(yīng)具備根底資料治理、各項(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容適時(shí)顯示公布、圖形報(bào)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(xiàng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容趨勢(shì)分析、綜合過(guò)程線分析等內(nèi)容。3.2監(jiān)測(cè)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(cè)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?tīng)顩r應(yīng)特地進(jìn)展資料分析，并提出資料分析報(bào)告：——尾礦庫(kù)竣工驗(yàn)收時(shí)；——尾礦庫(kù)定期安全檢查評(píng)價(jià)時(shí)；——尾礦庫(kù)閉庫(kù)時(shí)；——消滅特別或險(xiǎn)情狀態(tài)時(shí)。資料整理和分析中，如覺(jué)察特別狀況，應(yīng)準(zhǔn)時(shí)做出推斷，有問(wèn)題準(zhǔn)時(shí)處理上報(bào)。應(yīng)建立監(jiān)測(cè)資料數(shù)據(jù)庫(kù)或信息治理系統(tǒng)。后，宜定期依據(jù)實(shí)測(cè)資料建立數(shù)學(xué)模型，提出或調(diào)整運(yùn)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(cè)日期、責(zé)任人姓名及監(jiān)測(cè)條件的必要說(shuō)明。等日常資料整理工作。監(jiān)測(cè)資料除在計(jì)算機(jī)磁、光載體內(nèi)存儲(chǔ)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(cè)資料整編完畢定及編印等工作。前言中說(shuō)明已收入何年整編資料。3.2.6資料的分析測(cè)及安全檢查的資料必需進(jìn)展分析。作定量分析時(shí)，應(yīng)同時(shí)用其它方法進(jìn)展定性分析，加以驗(yàn)證?！不驇讉€(gè)效應(yīng)量之間素；評(píng)估尾礦庫(kù)的安