尾矿库监测预警系统方案.doc

尾矿库监测预警系统1 系统建设必要性尾矿库的安全监测对于加强尾矿库的安全监管，把握尾矿库的安全现状，减少尾矿库的事故发生等具有重要意义。当前，我国尾矿库安全运行的主要技术参数如坝体形变位移、库水位、浸润线埋深等，均由人工定期用传统仪器到现场进行测量，安全监测工作量大、受天气、人工、现场条件等许多因素的影响，存在一定的系统误差和人工误差。同时，人工监测还存在不能及时监测尾矿库的各项技术参数，难以及时掌握尾矿库各项安全技术指标等缺点，这些都将影响尾矿库的安全生产和安全管理水平。尾矿库自动化安全监测系统的实施，便于企业和安全监管部门快速掌握与尾矿库安全密切相关的技术指标的最新动态，有利于及时掌握尾矿库的运行状况和安全现状，可以提高尾矿库的安全性，保障库区下游企业正常运转及库区人民群众的生命财产安全，避免因尾矿库事故而造成的环境污染，保护生态环境。通过安装尾矿库自动化安全监测系统可以达到如下目的：（1）尾矿库生产运行状况的真实数据，对尾矿库安全隐患提出预警，以便有针对性地加强尾矿库安全隐患治理，改善尾矿库安全运行条件，实现尾矿库长期安全运行。（2）预测预报尾矿库溃坝灾害事故，为用户组织抢险，疏散尾矿库下游人群赢得时间，减少事故伤亡和财产损失。（3）自动化监测系统操作简单，数据及时有效，避免了传统监测手段的复杂操作、人为性及档案管理繁锁。2 系统监测指标及功能特点2.1 监测指标浸润线的位置对抗滑稳定和渗透稳定极其重要。对于后期坝的设计都力求做到使浸润线不从坡面逸出，一旦浸润线从后期坝坡逸出，极易造成渗透失稳，将导致整体垮坝。因此，自动监测尾矿坝浸润线指标对于把握坝体稳定状况具有重要意义。尾矿库发生溃坝灾害，坝体位移是灾害演化过程的直观反应指标，因此对于坝体下游坡变形的掌握，可以及时发现尾矿坝变形率和发展速度，有利于安全监管部门和企业进行科学的应急决策，并及时采取应急对策措施，从而避免灾害的发生或者减少灾害发生造成的危害。此外，在尾矿库安全监测系统中，为了实时掌握防洪能力，以满足准确清晰把握尾矿库运行状况的需要，需要监测尾矿库库内水位状况，因此，项目最终选择浸润线、库水位（防洪能力）、坝体位移作为尾矿库监测、预警系统的监测指标。2.2 系统主要功能1、采集功能系统将实现所有数据的自动采集、自动存储功能。各子系统监测数据由各类型传感器采集，并通过远程控制，自动按设定的时间和方式进行数据采集。各传感器采集的所有数据在现场采集站汇总并暂存，同时输送到监控中心服务器存储。监控中心对各台监测仪器传输过来的原始数据自动进行数据处理，并传输到监控主机，若采集的数据超限，监控主机将在控制中心自动报警。2、显示功能系统能在尾矿库监测、预警系统控制中心显示尾矿库库区表面、尾矿排放与筑坝等生产过程情况;能显示多传感监测数据;能生成打印各种监测数据报表和分析计算成果;能显示尾矿库相关技术资料和安全规程等信息。3、存储功能系统能对所测数据进行二级存储。现场采集站服务器可暂存所测数据，监控中心服务器接受测控仪器的监测数据，自动检验并存入监控主机数据库，监控主机数据库可以进一步进行存储和处理分析。4、数据统一传输功能位移、渗流、应力等多传感数据通过专用光缆（带宽2m）在传感器、现场采集站与控制中心之间实现统一、双向通讯功能，控制中心发出命令对现场测控仪器实现远程控制功能，现场测控仪器将所测数据准确、及时传输到控制中心。5、管理功能监控主机对监测数据有一定的管理能力，控制中心信息管理主机作为系统的综合终端管理中心，具有实时监测数据、数据库管理、测控仪器管理、报表图形制作、浏览器、辅助工具等管理功能。6、报警功能控制中心信息管理主机根据超限测点数据实现报警功能。7、防雷防干扰功能系统的供电线路、传感器、测控装置、通讯线路和主机机房等重要部位都设有防雷设备。2.3 系统特点（1） 实现与尾矿坝关系密切的关键指标的自动监测；（2） 实现坝体稳定和防洪安全的自动预警；（3） 浸润线采用光纤监测技术，信号稳定，可靠性强；（4） 监测数据精度高、数据更新快；（5） 现场监测中心与企业监控中心远程数据的无线传输。3 系统主要实施内容根据夏甸金矿尾矿库实际情况，建立一套尾矿库溃坝监测、预警系统，实现尾矿库生产坝体弱面位移实时监测、浸润线自动监测和库区水位的监测。系统建成后，将实现尾矿库坝体实时监测的智能化、数字化和可视化。3.1 硬件系统结构渗压监测点主要采用先进的光纤渗压传感器，监测尾矿坝浸润线；水位监测点采用浮子式电子水位传感器监测尾矿库水位，或安装光纤水位传感器；位移监测点主要采用光纤位移传感器对边坡裂缝和表面位移进行实时监测。共计10个渗压监测点，4个位移监测点（每个点监测三个方位）、1个水位监测点。图1 监测系统结构图（1）光纤位移、渗压传感器安装图2 渗压水位安装示意图沿最大坝高截面布置不少于三个点的渗压传感器，渗压传感器采用光纤压力传感器，根据实际设计，安装到浸润线以下，渗压传感器测量到的信号通过光缆沿着固定管传输，10个渗压传感器通过光缆串接起来，与坝上监测站的光缆连接。光纤光栅监测系统采用一台8通道高精度光纤光栅解调仪，通过多芯光缆，实现对10个光纤渗压传感器同时实时在线监测。在最大坝高处、地基地形地质变化较大处，选择2个监测剖面布置监测点。每个剖面上根据坝的高矮坝在坝破表面从上到下均匀设置2个监测点。12个位移传感器通过光缆串接起来，与坝上监测站的光缆连接。光纤光栅监测系统采用一台8通道高精度光纤光栅解调仪，通过多芯光缆，实现对12个光纤位移传感器同时实时在线监测。（2）水位传感器安装安装电子水位传感器在水位监测塔内，电子库水位传感器采用有线传输，将测量到的数据传输到监控中心计算机上。3.2 系统应用软件1、数据采集软件测控装置按内部设定时间间隔自动进行测量，测量完毕后将数据存储，并根据命令将存储数据传输到监控中心服务器，再由监控中心服务器传输到监控主机。gps采集数据传入监控主机是各测点的三维坐标，浸润线传感器采集的数据传入监控主机是各测点的水位标高，应力传感器传入监控主机的采集数据是各测点的应力值，视频监控数据是由摄像机所采集的电信号直接传入监控主机，并同时在控制中心主机上进行图像信号的可视化再现。2、数据分析处理软件软件对位移、渗流、应力应变等各类坝体安全监测仪器和监测项目实测数据能进行处理和计算分析；能自动对各监测点的不同观测值或物理量转换成果进行粗差检验和剔除；对各监测数据能进行报表和图形分析；应用事前设定的数学模型，根据所有监控数据能实现报警能力；能对坝体安全性进行分析和评价。4 系统设备组成尾矿坝监测系统报价序号设备名称产地单位单价数量金额1光纤位移、渗压监测仪安科院套22000012200002系统软件安科院套300001300003光纤位移传感器安科院套10000121200004光纤渗压传感器安科院套10000101000005电子水位传感器安科院套5000150006防雷系统套3000130007钻孔个120022264008水位计立杆根2000120009光纤配件