某尾矿坝主动化监测系统设计书整理版

1、 四川某尾矿坝自动化监测系统设计书编制单位：上海米度测量技术有限公司编制日期：2011年11月目录第一章 尾矿库基础资料31.1工程设计概况3第二章 尾矿库在线监测系统设计42.1 系统设计的依据42.2 系统设计的原则42.3系统功能及技术要求5系统功能5基本性能指标5监测系统精度指标62.4系统主要监测参数62.5系统总体设计及系统拓扑结构72.6系统报警阀值设计8第三章 尾矿库在线监测系统详细设计123.1坝体地表变形位移测量设计12设计依据及监测原理12总体设计13现阶段设计14数据通讯14防雷设计15施工安装173.2坝体浸润线测量设计20设计依据及监测原理20总体设计20现阶段设计

2、22设备选型22数据通讯233.2.6 防雷设计23施工安装233.3库水位测量设计24设计依据及监测原理24测点布置25设备选型25数据通讯253.4.5 防雷设计253.5干滩监测设计25设计依据及监测原理25测点布置26设备选型26数据通讯27防雷设计27施工安装273.6雨量监测设计28设计依据及监测原理28测点布置29设备选型29数据通讯293.6.5 防雷设计29施工安装303.7视频监控设计30设计依据30测点布置31设备选型31数据通讯333.7.5 防雷设计333.7.6 施工安装333.8配电系统设计343.9选矿厂监控站设计35监控室环境要求35监控中心平台软件36附件1

3、：GPS观测墩设计图41附图2：设备固定立杆设计图42附图3：避雷网设计图42第一章 尾矿库基础资料第二章 尾矿库在线监测系统设计2.1 系统设计的依据Ø 中华人民共和国安全生产法；Ø 中华人民共和国矿山安全法；Ø 尾矿库安全技术规程（AQ 2006-2005）；Ø 尾矿库安全监测技术规范（AQ2030-2010）Ø 尾矿设施施工及验收规程（YS5418-95）；Ø 选矿厂尾矿设施设计规范（ZBJ1-90）；Ø 建筑物防雷设计规范2000年版（GB50057-1994）；Ø 视频安防监控系统工程设计规范（GB503

4、95-2007）；Ø 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）；2.2 系统设计的原则Ø 尾矿库安全监测应遵循科学可靠、布置合理、全面系统、经济适用的原则。 Ø 监测仪器、设备、设施的选择，应先进和便于实现在线监测。 Ø 监测布置应根据尾矿库的实际情况，突出重点，兼顾全面，统筹安排，合理布置。 Ø 监测仪器、设备、设施的安装、埋设和运行管理，应确保施工质量和运行可靠。 Ø 监测周期应满足尾矿库日常管理的要求，相关的监测项目应在同一时段进行。 Ø 实施监测的尾矿库等别根据尾矿库设计等别确定，监测系统的总体设

5、计应根据总坝高进行一次性设计，分步实施。2.3系统功能及技术要求系统功能万利矿业尾矿坝基本性能指标Ø 巡测采样时间小于10分钟，可以由用户人为设定；Ø 测量周期为l0分钟30天，可调；Ø 监控中心环境温度保持在20°C30°C，湿度保持不大于85；Ø 系统工作电压为220(1±l0)V；Ø 系统故障率不大于5；Ø 防雷电感应不小于2000V；Ø 采集装置测量范围满足被测对象有效工作范围的要求；Ø 数据采集装置，能适应应答式和自报式两种方式，按设定的方式自动进行定时测量，接收命令进行选点

6、、巡回检测及定时检测；Ø 计算机系统，与数据采集装置连接在一起的监控主机和监测中心的管理计算机配置应满足在线监测系统的要求，并应配置必要的外部设备；Ø 数据通信，数据采集装置和监控主机之间可采用有线网络通讯，尾矿库安全监测站或网络工作组应根据要求提供网络通信接口。监测系统精度指标（1） 表面位移：水平精度2mm，垂直方向精度优于5mm；（2） 浸润线：精度优于10mm；（3） 库区水位：精度优于20mm;（4） 干滩长度精度优于5m；（5） 降雨量：一次降雨10mm，误差±0.2mm；一次降雨10mm，误差（0.2mm+1%F.S）。（6） 摄像机综合分辨率不低于

7、200万像素。2.4系统主要监测参数根据尾矿库安全监测技术规范，本案监测参数包括：Ø 位移监测：坝体表面位移；Ø 渗流监测：浸润线监测；Ø 干滩监测：滩顶高程、干滩长度、干滩坡度监测；Ø 水文监测：库水位和雨量监测；Ø 其他监测：视频监测。2.5系统总体设计及系统拓扑结构万利矿业尾矿库在线监测系统由库区监测点传感器系统、库区监控站和远程监控端三部分组成，三部分组成一个有机的整体，实现系统的整体建设目标。（1） 库区监测点传感器系统总体设计库区监测点传感器系统的设计是按照尾矿库现行情况进行设计的。按监测项目参数的性质划分，库区监测点传感器系统主要

8、有以下六个部分：1) 坝体地表变形位移测量：采用可以实时获取监测点高精度三维坐标的GPS位移在线监测系统。主要由5台GPS接收机组成，其中1台为基站，4台为监测点；2) 坝体浸润线测量传感器：采用4台渗压计；3) 库水位测量传感器：采用1台液位传感器；4) 干滩监测系统：采用一台高清枪机组合系统，结合库水位计计算。可以实时获取滩顶高程、干滩长度、干滩坡度；5) 视频监控：采用4台红外摄像机，具有夜视距离120-150米，分辨率：1200×1700（204万），360度水平回旋镜头，90度垂直镜像。图2-1 库区监测点传感器布设示意图（2） 库区监控站总体设计选矿厂库区监控站由服务器、

9、交换机、存储器、大屏幕、配电设施、消防设施、避雷等硬件系统和综合监控平台软件系统组成。实现监测数据自动采集、传输、存储、处理分析，综合预警以及网络发布。所有设备的配置均保证现监测状项目的需要。 （3） 远程监控端总体设计矿山企业尾矿库安各级全管理人员以及政府各级主管部门，根据授权码登录系统，实现对监控参数的远程查看、检查、督导。图2-2尾矿在线监测系统拓扑图2.6系统报警阀值设计（1） 设计思路通过软件对监测参数的定量分析，当监测参数超限时系统会自动报警，提醒相关人员采取措施，避免安全态继续向危险状态演变，从而达到消除事故隐患的目的。报警系统按三级报警状态设计。报警级别报警告知部门和人员（待定

10、）告警方式（可选）备注1级报警库区值班室值班人员、安环部主管手机短信、邮件、声音报警企业可以结合本企业尾矿库安全管理组织体系，通过软件预设系统告警人员，按软件提示，录入告警人员的部门、职务、姓名、邮箱、手机即可。2级报警库区值班室值班人员、安环部主管、企业主管副总、总工、总经理手机短信、邮件3级报警库区值班室值班人员、安环部主管、企业主管副总、总工、总经理、政府手机短信、邮件表格2-1 报警级别分类表（2） 三级报警阀值设计预警值的设置是随着坝体的增加而计算出的动态值，目前设置的预警值是针对当前坝高情况下的值，以后根据坝高的增加而进行调整。1) 表面位移目前关于尾矿坝表面位移预警阀值设计没有相

11、关技术规范可以参考，经咨询行业相关专家，建议根据该库筑坝材料、筑坝工艺、排矿工艺、坝体位移历史观测数据以及其他同类工程经验，进行坝体表面位移阀值设计：监测参数1级报警阀值2级报警阀值3级报警阀值平面位移15mm25mm30mm垂直沉降20mm30mm40mm表格2-2表面位移报警阈值表2) 浸润线根据尾矿库设计手册下册（冶金出版社，P810）关于尾矿库设计要求，“地震区的尾矿坝，浸润线的深度要求达到6-8米”，本方案的东坝浸润线孔设计为10m，浸润线的三级报警依次设置为：监测参数1级报警阀值2级报警阀值3级报警阀值浸润线8m7m6m表格2-4浸润线报警阈值表3) 干滩、安全超高、库水位报警阀值

12、设计 滩长、安全超高、库水位的关系如下图所示：图2-3滩长、安全超高、库水位的关系示意图为了保证尾矿库安全库容，尾矿库库水位必须低于最高洪水位H2运行，一旦库水位高出最高洪水位，最小滩长及最小安全超高将会超限，为了确保这一点，尾矿库安全技术规程规定上游式尾矿坝沉积滩顶至最高洪水位的高差不得小于下表中的最小安全超高值，同时，滩顶至最高洪水位边线距离不得小于下表中的最小滩长值，这是3级报警值设计的依据。 坝的级别12345最小安全超高（m）1.51.00.70.50.4最小滩长（m）150100705040表格2-5 最小超高、最小干滩三级报警阈值表 为了保证汛期的调洪库容安全，如图所示，库水位不

13、能超过H3最低洪水位，滩长不能超过最低洪水位对应的干滩长度滩长L2。这是2级报警值设计的依据。 如上所述，一旦发生2级和3级报警，企业必须停产采取降排措施，确保调洪库容安全和安全库容安全。但是，一旦停产，将对企业生产带来损失，为了提醒相关人员，又不至于一报警就要停产，所以结合企业要求，比最低洪水位H3低20cm作为库水位的一级报警阀值，1级水位报警阀值对应的干滩长度及安全超高作为干滩长度和安全超高的1级报警阀值。 三级报警阀值设计：监测参数1级报警阀值2级报警阀值3级报警阀值干滩长度110m100m70m表格2-6干滩长度备注：库水位三级报警阀值可依据目前尾矿库的运行情况及堆积坝情况进行修改，

14、计算公式如下：库水位3级报警阀值 = 当前坝高 - 安全超高3级报警阀值库水位2级报警阀值 = 当前坝高 - 安全超高2级报警阀值库水位1级报警阀值 = 当前坝高 - 安全超高1级报警阀值随着堆积坝不断增高，选矿厂监控端管理人员可以结合实际坝高自行计算。4) 降雨量 关于尾矿库库区降雨量的报警阀值，目前相关规程没有这方面的阐述，根据气象部门对雨级的划分以及企业安环部管理人员的建议，降雨量报警阀值按中雨、大雨、暴雨进行设计，依次为：10mm、25mm、50mm。监测参数1级报警阀值2级报警阀值3级报警阀值降雨量10mm25mm50mm表格2-7降雨量报警阈值第三章 尾矿库在线监测系统详细设计依据

15、尾矿库安全监测技术规范的要求，尾矿库在线安全监测系统要求具备如下监测手段：1） 坝体表面位移；2） 浸润线监测；3） 干滩长度、坡度及滩顶标高监测；4） 库水位；5） 尾矿库视频监控。3.1坝体地表变形位移测量设计设计依据及监测原理设计依据依据尾矿库安全监测技术规范AQ 20302010第5条：位移监测用的平面坐标及水准高程，应与设计、施工和运行诸阶段的控制网坐标系统相一致。断面选择和测点布置：监测断面宜选在最大坝高断面、有排水管通过的断面、地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处。初期坝顶和后期坝顶各布设一排，每3060m高差布设一排，一般不少于3排。测点的间距，一般坝长小于300m时，

16、宜取20100m；坝长大于300m时，宜取50200m；坝长大于1000m时，宜取100300m。各种基点均应布设在两岸岩石或坚实土基上。 监测原理本系统采用GPS自动化监测方式对坝体表面位移进行实时自动化监测，其工作原理为：各GPS监测点与参考点接收机实时接收GPS信号，并通过数据通讯网络实时发送到控制中心，控制中心服务器GPS数据处理软件实时差分解算出各监测点三维坐标，数据分析软件获取各监测点实时三维坐标，并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量，同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。GPS表面位移监测的误差水平为 3.1.2总体设计尾矿库安全监测技术规范AQ2030-2010，到尾

17、矿库堆到最终堆积坝顶高共布设2个横断面，每个横断面布设2个点，共4个监测点，1个参考站。GPS参考站也可以称为连续运行参考站，它是整个尾矿库坝表面位移监测的基准框架，一般一个GPS参考站能够覆盖3km以内的监测点，鉴于万利尾矿库的情况，设置一个参考站即可，为了保证监测系统稳定可靠，参考站需定时统一和矿区控制点进行联测，以实现监测坐标与矿区坐标的统一，同时校准参考点是否会发生位移。该尾矿库GPS监测基站设置在堆积坝外的山坡上，详见附录图纸。1.剖面编号剖面位置监测点编号安装位置剖面GPS1坝体中心最大剖面与北侧山体中心处GPS1-4标高397.73m，最终堆积坝顶GPS1-3标高362.73m，

18、第8级子坝GPS1-2标高344.38m，第4级子坝GPS1-1标高320.13m，初期坝顶剖面GPS2坝体中心最大剖面与南侧山体中心处GPS2-4标高397.73m，最终堆积坝顶GPS2-3标高362.73m，第8级子坝GPS2-2标高344.38m，第4级子坝GPS2-1标高320.13m，初期坝顶基准站视野开阔处GPS-JZ堆积坝外的山坡上表格3-13.1.3现阶段设计堆积坝第8级子坝（标高362.73m）为目前堆积坝顶。表面位移的现阶段设计只包含堆积坝第8级子坝及以下进行设计的。编号剖面位置监测点编号安装位置剖面GPS1坝体中心最大剖面与北侧山体中心处GPS1-3标高362.73m，第

19、8级子坝GPS1-2标高344.38m，第4级子坝GPS1-1标高320.13m，初期坝顶剖面GPS2坝体中心最大剖面与南侧山体中心处GPS2-3标高362.73m，第8级子坝GPS2-2标高344.38m，第4级子坝GPS2-1标高320.13m，初期坝顶基准站视野开阔处GPS-JZ堆积坝外的山坡上表格3-2注：各监测纵断面高差均符合优于规范要求的30-60m高差布设间隔，且每排监测点的间距满足规范要求的距离。数据通讯GPS设备输入输出数据均为数字信号，由串口服务器转换为网络信号，再由数据传输模块传输至值班室监控中心服务器，提高了数据传输的安全性和可靠性。图3-3表面位移GPS监测拓扑图3.

20、1.6防雷设计坝体表面位移监测系统采用避雷针进行直击雷防护，使用单项电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。（1） 直接雷电防护具体避雷方式要求避雷针与被保护物体横向距离不小于3m，避雷针高度按照“滚球法”确定，粗略计算即可。图3-4 直击雷预防示意图避雷针选用国内知名企业标准型避雷针：图3-5 避雷针技术参数n 雷电通流容量kA：200n 电阻：1n 高度m：2.1n 质量kg：4.8n 最大抗风强度m/s：40n 安装尺寸mm：70±0.26（2） 感应雷电防护1） 电源防雷保护采用金属机柜屏蔽感应雷，电源部分加装防雷插座和单项电源避雷器。图3-6 单项电源避雷器2） 通讯

21、线路防雷保护在通信线路两端分别加装防雷器，一端靠近传感器，避免由于感应雷造成的电流对传感器的损害；另一个防雷器尽量靠近数据处理设备。 避雷器的接地端与避雷网连接，连接处采用涂抹防锈漆等手段保证导电，接地电阻不大于4欧姆。 避雷器存在一定的插入损耗，对于数据信号的强度造成了一定的影响，我们根据实际情况增加信号放大器等相关设备。图3-7 通讯线路防雷器（3） 接地网地网的建设选用4根50×50×5mm热镀锌角钢为垂直地极L=2.5米，以40×4mm热镀锌扁钢互连，地极埋地深度>0.7米。避雷针基座为500×500×60mm钢筋混凝土，由地网引

22、两根40×4mm热镀锌扁钢与基座连接（连接处必须为焊接）。接地电阻小于10欧姆。施工安装1. 在选定地址开挖到冻土层（根据当地情况确定）以下，具体施工严格按照图纸（见附图2 GPS观测墩设计图纸）和规范要求施工。1) 观测墩采用现浇混凝土加300mm高强度PVC套管施工工艺，混凝土强度等级C30。主筋最小砼保护层厚度为30mm。搅拌现场必须配有合格的称量器具,严格按照设计配合比下料。2) 水泥要求：普通硅酸盐水泥，强度等级P.O 42.5；540mm级配良好的石子，中砂，水须采用饮用水。根据施工情况混凝土需加拌外加剂如：早强剂、防冻剂、引气剂等，质量必须合格，不得使用含氯盐的外加剂。

23、3) 考虑到耐久性要求，混凝土按C30强度设计，根据以往施工经验，推荐以下配合比：材料名称水水泥中砂石子（最大粒径40mm）单位kgKgkgkg用量1803006001226单位m3m3m3m3用量0.180.300.440.82表格3-3每立方米混凝土材料参考用量表图3-8观测墩施工示意图注：上述配合比是根据以往施工经验编写的，仅供参考。如手边有质监部门提供的C30混凝土配合比，可以采用。4) 拆模时间可根据气温和外加剂性能决定，一般条件下，平均气温在0以上时，拆模时间不得少于12h。2. 钢筋的加工、连接及安装应按照混凝土结构工程施工质量验收规范标准进行施工，配筋图详见附图；1） 底座框架

24、的尺寸为：高0.5m，1.2m见方的长方体，底座钢筋笼为两层结构，间距为为30cm。钢筋尺寸为国标12#螺纹钢。 2） 立柱钢筋结构为四根竖筋，利用圆钢进行捆绑。捆绑箍间距为30cm。其中竖筋为国标12#螺纹钢，箍筋为国标8#圆钢。钢筋的长度根据圆柱高度现场确定。3） 浇筑前要在钢筋笼内合适的位置预埋直径不小于25mm的PVC管，用于后期布设GPS天线供电电缆。4） 立柱浇筑结束时要安装强制对中标志，并严格整平；立柱外表要保持清洁，并且预埋PVC管要贯通。5） 立柱浇筑一周时间凝固后，进行GPS和机柜的安装。为了防雨淋、日晒，防风，延长天线使用寿命，双频天线的保护罩采用华测生产的全封闭式GPS

25、专用天线罩,天线罩还有防盗、透过率高等优势。6） 观测墩顶部装强制对中器，顶端加工有58英制螺旋以固定GPS天线，天线柱下端通过螺栓与GPS天线底座牢固连接，GPS天线底座要确保整个天线安装装置与观测墩形成一个整体。安装时，考虑天线对空通视的要求、天线安放稳定性、天线维护便利性、外观美观性等因素。同时观测墩中心预留走线孔。7） 在机柜中，按数据传输路径，分别安装天线转换器、GPS接收机、串口服务器等。供电电源一并引入机柜，并且强电弱电隔离布线，整洁美观，便于维护。机柜下端预留通线孔，供电源数据线的接入。机柜距离地面宜30cm。固定螺钉应拧紧，不得产生松动现象。外加防护警告装置，避免非工作人员破

26、坏。图3-9设备安装示意图 图3-10监测站设备安装3.2坝体浸润线测量设计3.2.1设计依据及监测原理设计依据依据尾矿库安全监测技术规范AQ 20302010第6条：监测横断面宜选在有代表性且能控制主要渗流情况的坝体横断面以及预计有可能出现异常渗流的横断面，一般不少于3个，并尽量与位移监测断面相结合。监测横断面上的测点布置，应根据坝型结构、断面大小和渗流场特征确定。宜在堆积坝坝顶、初期坝上游坡底、下游排水体前缘各布置l条铅直线，其间部位每2040m布设1条铅直线，埋深应参考实际浸润线深度确定。在渗流进、出口段，渗流各向异性明显的土层中，以及浸润线变幅较大处，应根据预计浸润线的最大变幅沿不同高

27、程布设测点，每条铅直线上的测点数一般不少于2个。监测原理采用数字式渗压计，通过在坝体里钻凿钻孔，把渗压计放置在钻孔里（与测压管结合使用）。通过测量渗压计的压力，再转化为水头高度（高程），结合安装深度以及孔口高程即可得到坝体或者绕坝的浸润线高度（高程）。测量精度取决于渗压计的精度，误差小于10mm。浸润线高度=安装仪器高+渗压计测量高度3.2.2总体设计浸润线位置一般选择在表面位移监测点附近，和其一样，一般设计几个监测剖面，需要钻孔深度一般为见水24米以下。图3-14 尾矿坝浸润线设计示意图（1） 尾矿库安全监测技术规范AQ2030-2010，监测坡面编号剖面位置监测点编号安装位置打孔深度JR1

28、坝体中心最大剖面JR1-5标高397.73m，最终堆积坝10mJR1-4标高377.73m，第11级子坝10mJR1-3标高362.73m，第8级子坝10mJR1-2标高344.38m，第4级子坝10mJR1-1标高320.13m，初期坝顶10mJR2坝体中心最大剖面与南侧山体中心处JR2-5标高397.73m，最终堆积坝10mJR2-4标高377.73m，第11级子坝10mJR2-3标高362.73m，第8级子坝10mJR2-2标高344.38m，第4级子坝10mJR2-1标高320.13m，初期坝顶10mJR3坝体中心最大剖面与北侧山体中心处JR3-5标高397.73m，最终堆积坝10mJ

29、R3-4标高377.73m，第11级子坝10mJR3-3标高362.73m，第8级子坝10mJR3-2标高344.38m，第4级子坝10mJR3-1标高320.13m，初期坝顶10m3.2.3现阶段设计现阶段的设计只针对堆积坝现有的8级子坝。监测坡面编号剖面位置监测点编号安装位置打孔深度JR1坝体中心最大剖面JR1-3标高362.73m，第8级子坝10mJR1-2标高344.38m，第4级子坝10mJR1-1标高320.13m，初期坝顶10mJR2坝体中心最大剖面与南侧山体中心处JR2-3标高362.73m，第8级子坝10mJR2-2标高344.38m，第4级子坝10mJR2-1标高320.1

30、3m，初期坝顶10mJR3坝体中心最大剖面与北侧山体中心处JR3-3标高362.73m，第8级子坝10mJR3-2标高344.38m，第4级子坝10mJR3-1标高320.13m，初期坝顶10m3.2.4设备选型n 设备类型：数字式压力传感器n 量程：0-350KPan 精度：<0.3%F.Sn 灵敏度：0.05%F.S3.3.5数据通讯由于浸润线布设位置靠近GPS观测位置，所以通讯与临近的GPS共用，采用相同的通讯方式将数据传输至控制中心。将数字信号转成网络信号，通过交换机连接数据传输模块，将数据传输至值班室监控中心服务器。 3.2.6 防雷设计浸润线传感器内部已做感应雷防护处理，直接

31、雷采用GPS观测墩处避雷针进行直击雷防护，单项电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护，尽量与GPS采用同一机柜。3.2.7施工安装（1） 初步检验及率定（2） 获取零读数（3） 在钻孔中的安装各类型的渗压计无论在有套管或无套管的钻孔里，都可以单支安装或多支安装,见下图,如果在一个特殊的地区监测微孔压力,就要特别注意钻孔的密封。推荐在钻孔中安装时使用加厚的聚乙烯护套供电电缆。安装时不能使用随时间迅速下沉的材料，例如返料。钻孔应该钻至渗压计预定位置以下15-30厘米，并应洗净钻孔，然后将孔的底部用干净的细沙回填到渗压计端头以下15厘米时，即可放入渗压计，最好是将渗压计封装在一个砂袋里，保持干

32、净。用水浸透砂子，然后放到位（在电缆上做标志），仪器在这个位置时，应环绕渗压计周围放进干净的砂子，砂子可以放到渗压计以上15厘米，图23详细说明了隔绝被监测区域的两种方法。一旦到了上述的“集水区”，就要将孔密封，可用两种方法，一是用膨润土和适量的沙回填交替层约25厘米，然后用普通的土回填，或是用不透水的膨润土与水泥浆的混合物回填。如果在一个单孔里安装多支渗压计，膨润土与沙应回填到上部渗压计的下部，并以每两个渗压计之间的距离为间隔交替进行。在设计与使用填塞工具时特别要小心，避免损坏渗压计的电缆。集水区不需要很大的尺寸，渗压计可以与大多数材质接触，因为这些材料的颗粒不能通过过滤器。图3-15 典型

33、孔的安装（4） 渗压计的饱和与处理渗压计在安装前，应排除透水石内腔体中的空气，否则会在安装后将会产生严重的滞后或测量误差甚至读数不稳，因此排气是必须的。 最恰当的方法是将渗压计前端的透水石取下，然后将渗压计完全浸泡在盛满净水的容器中，在水下将透水石缓慢重新装回渗压计上，并在安装前一直浸泡在水中。有时，需要使用沙袋将渗压计包裹，这个过程可与上述操作一并进行，包裹后的渗压计也应在安装前一致浸泡在水中。3.3库水位测量设计3.3.1设计依据及监测原理设计依据依据尾矿库安全监测技术规范AQ 20302010第7条：3.4.2测点布置万利矿业尾矿库的库水位安置位置建议安置在排水井处。3.4.3设备选型n

34、 设备类型：数字式液位传感器n 量程：9米n 精度：3-4毫米3.4.4数据通讯 采用无线的方式将数据实时传送至控制中心。3.4.5 防雷设计 采用相应的直接雷和感应雷防护，供电方式采用太阳能供电。3.5干滩监测设计设计依据及监测原理设计依据依据尾矿库安全监测技术规范AQ 20302010第7条：视坝长及水边线弯曲情况，选干滩长度较短处布置13个断面。测量断面应垂直于坝轴线布置，在几个测量结果中，选最小者作为该尾矿库的沉积滩干滩长度。监测原理由于干滩监测要具有非接触式要求（滩内有时无法安装，而且安装设备会自动沉降，影响监测结果），故我公司研制出一种采用摄影测量方式监测干滩的设备，该设备具有非接

35、触式，结合库水位数据可实时得到滩顶高程、安全超高、干滩坡度和最小干滩长度。监测原理与下所示：3.5.2测点布置根据尾矿库安全监测技术规范AQ2030-2010，在库区最小剖面处设置一条干滩监测剖面，然后在监测剖面线上坝顶部安置监测仪器，此位置随子坝的不断推移而移动。目前尾矿库一侧放置高清枪机，用于最小干滩长度的监测。3.5.3设备选型监测仪器包括固定设备立杆与支架，高清枪机。图3-20高清枪机设备参数：2百万像素CMOS传感器4.510mm多点变焦、自动光圈镜头可切换式红外滤光片，日夜皆可使用可检测遮蔽、改向或喷涂篡改实时H.264、MPEG-4和MJPEG双模压缩方式（Triple Code

36、c）可同时传送多模影音串流（Multiple Streams）支持视频剪裁，节省带宽提高传输效率的ePTZ电子云台功能802.1X网络验证机制支持802.3af以太网络供电系统（PoE）自带SD/SDHC记忆卡插槽，可使用记忆卡储存档案数据通讯干滩监测设备输入输出数据均为网络信号，可直接通过数传模块传输至值班室监控中心服务器，提高了数据传输的安全性和可靠性。3.5.5防雷设计干滩监测系统采用避雷针进行直击雷防护，使用单项电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。3.5.6施工安装确定监测设备仪器位置后摆用立杆固定安装、要求立杆高度不小于6米，为保证立杆稳定可靠，立杆直径不小于150mm，壁

37、厚为5mm，采用热镀锌防腐，使用寿命可达30年。3.6雨量监测设计设计依据及监测原理设计依据依据尾矿库安全监测技术规范AQ 20302010第7条：3.6.2测点布置根据本尾矿库雨量监测的目的为库区所下雨量，本系统雨量监控点选择在尾矿坝边的监测屋顶无遮挡的位置布置雨量计。通过雨量计自动获取雨量数据，以及根据降雨量的情况预测库水位发展趋势，绘制历史降雨量曲线图。3.6.3设备选型该雨量计是通过容栅位移传器检测降雨量的，由于容栅传感器的分辨率是0.01，所以容栅雨量计的计量非常精确。采用上下电动阀控制进水和排水，又使得容栅雨量计在记录降水过程中雨量不流失，从而保证了计量过程的准确性。 容栅式雨量计

38、的数字化电路设计，不但计量精度高、操作方便、可靠性好等优点，与传统的雨量计相比较，该雨量计具有多项目前国内唯一的性能特点：n 精度最高： 分辨率 0.01mm，比传统的翻斗式雨量计的精度高出10倍，所以在测量细雨和毛毛雨方面也不含糊。n 容许测量的降雨强度范围最大： 国家标准是 0.1mm4mm/分钟，而容栅式雨量计的最大降雨强度测量可以高达9mm/分钟，大大超过国家标准，不管多大的暴雨都不漏计。从而解决了以往其他遥测雨量计大雨时计量严重失准的弊病。 n 计量误差最小： 容栅式雨量计的误差小于± 2%，远低于国家标准±4%，符合国际对雨量计的检测标准，更让翻斗式雨量计望尘莫

39、及。数据通讯雨量监测设备输入输出数据均为数字信号，由串口服务器转换为网络信号，再传输至值班室监控中心服务器，提高了数据传输的安全性和可靠性。3.6.5 防雷设计雨量监测系统采用避雷针进行直击雷防护，使用单项电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。3.6.6施工安装3.7视频监控设计设计依据3.7.2测点布置根据尾矿库在线安全监测要求标准，要求对初期坝和堆积坝、干滩、库水位，排洪进、出水口、拦洪坝重要设施等进行监控。本设计布设如下：在初期坝坝顶布设2个视频观测点，目前堆积坝坝顶放置2个视频监测点，库区内放置1个视频监测点，查看坝体和坝顶尾矿渣排放的情况及库水位情况。3.7.3设备选型根据本

40、项目的监测需求，球机选择高清网络红外摄像机。图3-24示意图是集高清晰度彩色网路摄像机、，自动调光技术，自动感知动态目标，实时调整红外灯亮度，远近光线合理配置；即使在星光暗夜有效距离在120-150米。图3-25 视频监测效果图1） 特点n 夜视距离120-150米n 分辨率：1200×1700（204万）n 360度水平回旋镜头，90度垂直镜像2） 技术参数：n 功能：以MPEG4方式压缩图像，自带IP地址，通过网络将压缩后的图像与声音进行传输。n 寸护罩：全天候环境设计，防紫外线、防水、耐老化、防酸雨、耐高温、抗腐蚀。n 旋转角度;水平 0360°（可调），垂直90&#

41、176;（不可调）,旋转速度; 0.01-350°/S，垂直：0.01-120°/S n 多个预置位，具预置位巡检功能。n 镜头控制：光圈、焦距、变焦由监视计算机控制。n 云台控制：方位角、俯仰角由监视计算机控制。n 工作温度：-35-55(室外) n 最低照度: 0Lux(低于5 Lux,红外LED启动)数据通讯视频监测设备输入输出数据均为网络信号，直接由无线数传模块传输至值班室监控中心服务器，提高了数据传输的安全性和可靠性。3.7.5 防雷设计系统采用避雷针进行直击雷防护，使用单项电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。3.7.6 施工安装视频监控点立杆采用预制连

42、接的方式，基础为预埋混凝土，立杆材料为碳钢，（可拆卸）外度锌防腐，使用寿命为30年，具体图纸如下：图3-26 视频立杆设计图纸 图3-27 视频监控点示意图3.8配电系统设计各监测设备统一采用矿区交流供电，合理拉线到现场，电源供电电缆采用聚氯乙烯铠装动力电缆（VV22-0.6/1KV）。敷设方式采用电缆沟直埋式。交流供电原则是利用附近矿上自用的交流电，但要求保证其电压稳定和不经常断电的前提下采用。各监测设备供电走线方式尽量利用现有资源，为了保证用电安全，接入设备前必须采用地埋外套屏蔽管的方式，各设备的电源部分还需要加装空气开关。控制室采用UPS不间断电源供电，同时能够提供子系统在突然断电时使用

43、几个小时，可以自动启动监测系统专用发电机，即可保证在市电断电后能够持续至少72小时的供电。图3-28系统供电示意图3.9选矿厂监控站设计控制中心机房安装在尾矿库现场值班室内。中心机房建设按照国家相关规范设计施工。主要设备有监测结果显示终端、服务器群、网络设备、ups电源、软件管理平台、报警装置、防雷接地系统及辅助设备等。中心平台对各系统所采集的数据、预静信息、处理结果等自动存储备份。中心机房环境温度保持在2030，湿度保持不大于85。系统工作电压为220(1±10)V。监控室环境要求（1） 机房供配电、UPS系统及照明系统该系统主要包括：UPS及供电系统、设备供电插座、辅助电源插座、

44、市电照明。机房配电系统采用50Hz、220/380V电源，采用放射式和树干式相结合的方式。机房市电电源从大楼配电房经供电电缆井引入，选用阻燃供电电缆，供电电缆截面70mm2。机房采用三相五线制TN-S供电系统，电压为380/220V，单相负荷均匀分配在三相线路上。 UPS及柴油发电机供电UPS供电系统是保障机房设备365×24小时“全天候”稳定、可靠、安全运行的关键因素之一，根据机房实际用电量并保证适当冗余，建议采用6KW UPS，保证良好接地。 机房照明机房内的照明应分工作照明和事故照明两类，工作照明接入配电柜，事故照明接入UPS。机房内照明装置宜采用无眩光灯盘，照明亮度应大于400Lux，事故照明亮度应大于60Lux。 机房内的插座机房内的插座应分三种，分别是：不间断电源(UPS)供电的计算机主机专用防水插座，不间断电源(UPS)供电的设备用三孔标准插座，