尾矿库安全监测.docx

产品简介： 1.概述我国现有一定规模的尾矿库超过12,000座,每年排出尾矿近3亿吨,需要耗水3.5亿吨以上。在这些尾矿库中正常运行的库不足70%，有的行业大约44 %的库处于险、病、超期服务状态。2.目的通过对尾矿库进行自动化的安全监测，分析坝体的结构健康状态，及时发现不正常现象并提出警示，评估结构的可靠性，为尾矿库的管理与维护等提供数据依据。 3.依据的标准与规范整个系统的规范标准的制订完全遵照国家规范标准和有关行业的规定要求，参照的标准和规程规范为：1)尾矿库安全技术规程AQ2006-20052)尾矿库安全监督管理规定 (国家安全生产监督管理总局令第6号)3)土石坝安全监测技术规范 SL60-944)岩土工程勘察规范GB50021-2001 5)岩土工程监测规范YS5229-96 6)碾压式土石坝设计规范DL/T5395-2007 7)工程测量规范GB50026-2007 8)国家三、四等水准测量规范GBl2898-919)国家一、二等水准测量规范GB12897-91 .监测项目对于尾矿库，主要的监测项目有以下几项：1) 坝体浸润线及渗流监测，主要针对浸润线监测点的孔隙水压，坝体渗流压力及渗流量。2) 坝体变形监测，包括坝体内部变形和表面变形。3）尾矿干滩监测，主要针对沉积滩的干滩长度监测。4）水文参数监测，包括库水位及土壤含水量监测。5）气象参数监测，包括降雨量、温湿度等。根据实际情况，还可以增加必要的监测项目。.DT尾矿库安全监测系统功能.1 系统硬件基本功能1）可根据客户提供的监测模型，确定监测参量，配备尾矿库安全监测所需的各种测试仪器设备，满足测试项目的需求和测试精度。2) 配备远程监测单元（MCU）和其他监测设备的机箱、电缆及接口装置以符合实际监测环境，系统具有电源保护装置、避雷装置等硬件设备，把信号受干扰程度降至最低，尽量减少系统的安装误差。3）选用适当的数据通讯方式，可采用有线和无线两种方式与监测中心通讯。对于有线方式，可采用一般电缆通讯或光纤通讯，可实现串口通讯、网络通讯或其他有线通讯方式。对于无线方式，可实现GPRS或CDMA网络通讯的数据传输，数据采用全透明方式，同时具有报警管理系统，简捷得知设备运行状况，完成远程控制的需要。4）保障DT尾矿库安全监测系统各个仪器设备的正常运行，满足今后系统在硬件节点的增加等要求。.2 系统软件主要功能1）可实时监测尾矿库的各测点传感器，可自定采集时间，并对原始数据进行滤波、计算等处理,数据以数字或相应曲线、图等形式实时显示、记录和打印。2）监测数据能够保存在多种数据库内，并可进行历史数据查询，生成选定时间段内的传感器最大最小值，还可以直接生成EXCEL或其他形式报表。3）软件界面清晰直观，工具条与按钮操作。以主界面和各子界面形式显示，各界面间切换灵活，界面图案可按客户要求绘制改动。4）数据可以各种图形方式显示，包括浸润线、库水位、坝体内部变形、降雨量等的时间历程曲线图、X/Y坐标图、模拟图、直方图等形式，同时可存储与处理视频图像。5）具有数据越限报警设置显示功能，现场即时上传报警信息时，主机会出现明显的报警画面和报警信息，同时还可提供各种声光报警等多媒体提示或手机短信报警。6）能对系统中的每一用户进行口令和操作权限的管理，能对不同的用户分配不同的系统访问、操作权限级别。用户登录后的操作将写入系统日志，保障运行系统的安全性。7）系统满足开放性标准的要求，方便系统功能的添加、删除、维护、修改、扩展。兼容当前流行的多种数据库，包括Access、SqlServer、Oracle，并满足数据库容量的扩充、系统软件功能的增强等方面的要求。.监测系统的组成DT尾矿库安全监测系统主要由现场信号监测仪器设备、远程监测单元、监测中心数据处理与分析三部分构成。技术构架图如下所示：.1 现场信号监测仪器设备现场监测仪器设备按监测项目参数的性质主要有以下六个部分：1)坝体浸润线及渗流测量传感器，可采用孔隙水压力计结合量水堰计。2)坝体内部变形测量传感器，可采用固定式测斜仪。坝体或地表变形位移测量，可采用水平、沉降位移传感器或GPS位移监测系统。3)库水位测量传感器，可采用适于水位量程的水位计。4)干滩长度监测系统，采用干滩监测仪系统，结合水位计计算。5)对于气象测量，降水量的测量可采用雨量计。.1.坝体浸润线及渗流监测仪器1）坝体浸润线的监测-弦式孔隙水压力计2）坝体渗流监测-弦式孔隙水压力计、量水堰计.1.坝体变形测量仪器设备1）坝体内部变形位移测量-固定测斜仪2）坝体表面变形位移监测-GPS变形监测系统。.1.库水位监测传感器1）投入式水位计2）超声波水位计.1.干滩监测系统设备.1.降雨量测量传感器翻斗式雨量计。.2 远程监测单元（DT MCU）。远程监测单元的工作、结构示意图如下：.2.1数据采集器采用澳大利亚dataTaker 公司生产的DT80G/DT85G型岩土智能可编程数据采集器及其扩展模块CEM20。.2.2电源系统 1)就近引设电源2)外部24V太阳能供电系统3)小型风力发电机系统4)风光互补供电系统.2.GPRS/CDMA无线数据传输终端.2.防雷器件及接地装置.2.密封保护机箱.3 监测单元的配置容量远程监测单元的容量可以根据实际监测目标的多少进行配置，系统内部数据采集器的选用与联网方式也会有所不同。如果尾矿库的测量范围大，监测点数多，或者还需对其加固效果或水文气象等诸多参量进行监测，那么系统可按以下三种方式扩容：1）直接在远程监测单元MCU内部增加CEM20扩展模块，也可采用内部RS485组网连接方式。2）按监测单元位置或功能增加并划分远程监测单元RTU的数量，监测中心与各RTU单元用TCP/IP无线网络、RS-485数据总线或光纤等形式组成分布式数据采集网络，通过监测中心软件进行数据管理。.4监测中心数据处理与分析系统 浸润线监测曲线： 库水位监测： 坝体内部变形监测 干滩监测 降雨量监测6 DT尾矿库安全监测系统的先进性分析1）系统的质量和稳定性本公司制造的远程监测单元（DT MCU）已取得ISO9001:2000的标准认证，并已被成功应用于国家体育馆等重大科研项目。核心部件的DT数据采集器通过国际CE认证，早已在很多岩土工程监测项目中成功应用过。测试传感器采用国内外知名企业生产的产品，精度高且性能可靠。系统的工作温度范围宽（最高可从-45到70），使用寿命长，在恶劣的野外环境下具有很高的稳定性。2）系统的兼容性DT-MCU监测单元具有高通用性和兼容性，适合接入电压型、电流型、电阻型、热电偶、脉冲型、振弦式、卡尔逊式、数字信号等多类型传感器，还可实现MODBUS总线兼容技术。3) 系统抗干扰性能远程监测单元通过自身的隔离装置解决了传感器和采集系统的接地回路问题，并被设计成抗噪音。在解决接地回路和抗噪音方面达到世界领先水平。这些性能确保了在恶劣环境下采集信号的精确度。4) 先进的远程通讯应用GPRS/CDMA无线通讯技术来实现野外监测数据自动采集从而达到真正意义上的远程监控，通过TCP/IP网络确保了通讯数据的可靠性和实时性，这项技术体现了当今先进的远程通讯技术在岩土工程监测上的应用。5）强大的软件功能采用先进软件开发，功能强大、灵活方便、界面美观，信息化管理，智能化监测，不仅可完全实现尾矿库安全监测的功能要求，还可根据实际需要进行软件升级,符合今后的发展方向。