尾矿库在线监测方案(DOC)

提交日期：二提交日期：二O—二年十月工程编号：尾矿库在线监测系统设计方案上海华桓电子科技有限公司尾矿库在线监测系统设计方案负责人：项目负责人：方案设计：参与人员：上海华桓电子科技有限公司目录TOC\o"1-5"\h\z一、项目概况-1-1.1建设单位概况-1-1.2设计范围-1-1.3项目交通位置-1-1.4尾矿库基本情况-1-1.5尾矿库周围环境-1-二、设计总体思路-1-2.1设计依据-1-2.2设计基本原则-2-2.3设计总体目标-2-三、尾矿库在线监测系统设计-4-3.1尾矿库在线监测系统一期工程设计-5-3.2尾矿库在线监测系统二期工程设计-26-3.3在线监测系统管理-32-3.4监测资料的整编与分析-34-3.5供电系统-36-四、尾矿库在线监测系统造价估算表错误！未定义书签。尾矿库在线监测系统方案设计尾矿库在线监测系统方案设计--#-♦测距精度小于+/-1毫米♦测量速度快，达到3次/秒量程：0.05－200米精度：小于+/-1毫米激光类型：635纳米，二级安全防水防尘：IP54温度范围操作：-25到+50度存放：-40到+70度数据传输方式：干滩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电信号。（4）干滩监测设备防雷设计干滩监测系统采用避雷针进行直击雷防护，使用单相电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。（5）干滩监测工程设备清单序号名称规格单位数量1激光位移传感器HC-2700（分辨率：1mm）台22数据米集模块HC-2000台23防护箱个24线路避雷器台25立杆根26信号线米8007电源线米8003.1.4库水位监测方法在线监测系统中库水位监测可选用多种装置，如渗压计、超声波水位计、GPS水位计等各种自动水位测报装置，本方案暂按渗压计设计。渗压型传感计较适合测量水位变化幅度较大场合。根据具体水位情况水位监测设置在库内排水构筑物排水斜槽上。在排水斜槽岸边水域安装渗压计，通过测量渗压计的池水深度来计算库水位高程，其监测原理如下：库水位高程=仪器低高程+渗压计测量高度库水位监测示意图（1）库水位监测设计根据《尾矿库安全监测技术规范》要求，结合尾矿库的实际情况，保证在洪水位时有足够的最小干滩长度，须严格控制库内水位高度。设计在库区深部澄清水域的岸边布置1个水位监测点。库水位报警值设计：库水位3级报警值=当前坝高-安全超高3级报警值库水位2级报警值=当前坝高-安全超高2级报警值库水位1级报警值=当前坝高-安全超高1级报警值备注：本次设计为暂定滩面坡度为2%，但应根据现场实际滩面坡度按规定要求的最小干滩长度，确定最小安全超高报警值。尾矿坝的最小安全超高表监测参数1级报警值2级报警值3级报警值滩顶与库水位差1.4m1.0m0.7m库水位报警阈值表及尾矿坝最小滩长度表最缓滩面坡度2%2%2%报警值咼差（m）1.41.00.7最小滩长（m）7050352）库水位监测设备技术要求根据尾矿库实际情况，并参照《尾矿库安全监测技术规范》，库水位所采用的渗压计的技术参数需满足：♦设备类型：振弦式♦量程：0-350KPa精度：<0.03%F.S灵敏度：0.05%F.S设备数据传输方式采用电缆进行数据传输至值班室监控中心服务器。（3）库水位监测防雷设计水位监测系统采用避雷针进行直击雷防护，使用电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。（4）库水位监测工程设备清单序号名称规格单位数量1渗压计由厂家定台1

2水位管PVC米53渗压计采集模块配套台14线路避雷器米15防护箱台16传感器保护墩个17信号线米3003.1.5库区降水量监测（1）库区降水量监测方法采用雨量计进行监测，雨水由承水器收集f经过进水阀f进入贮水室f水位上升一浮子上升f容栅传感器读取数据一微机控制电路输出无源脉冲（每当降雨量0.1毫米时，集电极开路电路导通一次，即输出一个脉冲宽度320mm,电平由后面连接的采集器输入电路决定）。如果连续降雨,贮水室的水位继续上升到特定水位的时候，进水电动阀关闭、而后排水电动阀打开,开始放水（放水过程大概12秒钟）；待放水完毕,排水电动阀关闭，同时进水电动阀打开，继续降雨计量。精度为1mm。2a9IDm螺钉1、承水器2、感应尺3.停土感应尺活动架乍：4、2a9IDm螺钉1、承水器2、感应尺3.停土感应尺活动架乍：4、容册扳5,进水阀门乩外接堤子庞8.过盈口9,排用阀门to,电瓶内部结构:..雨量计内部结构图2）库区降水量监测设计根据《尾矿库安全监测技术规范》要求，结合尾矿库的实际情况，设

计在原值班室（现作为监测机房）屋顶上无遮挡的位置布置1台雨量计。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趋势，绘制历史降雨量曲线图。根据尾矿库实际情况及气象部门对雨级的划分以及企业安环部管理人员的建议，降雨量报警值按中雨、大雨、暴雨进行设计，依次为：10mm、25mm、50mm。降雨量报警阈值一览表监测参数1监测参数1级报警值降雨量10mm2级报警值3级报警值25mm50mm3）库区降水量监测设备技术参数数字雨量计是通过容栅位移传感器检测降雨量的，由于容栅传感器的分辨率是0.1mm，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。技术参数满足：♦精度最高：分辨率0.1mm。♦容许测量的降雨强度范围最大：国家标准是0.1mm—4mm/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，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。♦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。♦雨量监测设备输入、出数据均为数字信号，由串口服务器转换为电信号。4）库区降水量监测防雷设计雨量监测系统采用避雷针进行直击雷防护，使用电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。（5）库区降水量监测工程设备清单序号名称规格单位数量1数字雨量计分辨率：0.1mm台12雨量计采集模块台13雨量计墩个14保护箱个15线路避雷器个13.1.6视频监控（1）视频监控设置要求视频监控系统设计对坝坡面、干滩、库水位、出水口、排水斜槽等重要设施进行监控。本设计工程主要对坝体、排放口、库区全景，排水明渠入水口、排水斜槽入水口及监控机房进行监控。监控位置：320m值班房附近设置1个（监控点监控整个坝环境情况）、排水斜槽附近设置1个、监控机房内设置1个、坝体下游设置1个、下游出水口1个及尾砂排放口1个，共设置6个视频监测点。频监测布置示意图（2）视频监控设备技术参数根据尾矿库实际情况，并参照《尾矿库安全监测技术规范》，采用红外一体化高速云台摄像机。技术参数需满足：夜视距离80m—120m分辨率：不小于600线360度水平回旋镜头，90度垂直镜像寸护罩：防紫外线、防水、耐老化、防酸雨、耐高温、抗腐蚀。旋转角度：水平0〜360°（可调），垂直90°（不可调），旋转速度。多个预置位，具预置位巡检功能。镜头控制：光圈、焦距、变焦由监视计算机控制。云台控制：方位角、俯仰角由监视计算机控制。工作温度：-35°C-55°C（室外）数据传输方式：串口服务器将数据转换为电信号，再由光电转换器转换为光信号，最后由光纤传输至值班室监控中心。（3）视频监控防雷设计系统采用避雷针进行直击雷防护，使用电源避雷器、通讯电缆防雷器

实现对感应雷的防护。（4）视频监控工程设备清单序号名称规格单位数量1硬盘录像机16路台12显示器27英寸以上液晶台13硬盘1TB块24光缆终端盒8口个45红外一体化高速摄像机红外120M台16红外恒速摄像机360。球机台57摄像机电源只68线路避雷器三合一台69补光灯台510支架个611视频光端机2路带控制接口对612视频线75-7米40013电源线3*1.5米300014光缆GYXTW-4B米30003.1.7尾矿库在线监测系统软件要求在线监测系统软件部分包括数据采集、处理软件、数据分析软件，数据采集、处理软件分两个模块。数据采集、处理软件将传感器采集数据接收并保存至数据库，同时将设计的报警限制也保存在数据库，数据分析软件实时比较最新的实时数据和限制的关系，如果超限随即出发声光报警器短信报警模块、网络报警功能实现多种方式同时报警。可实现多级管理平台工作模式，可实现尾矿库安全监测信息在库区监测站、矿区监测中心站、矿所在集团公司管理站、矿所在县、市、省安全生产主管部门等多级管理与信息共享以及可方便上互联网查阅。采集软件要求支持GPS、测斜仪、浸润线等监测设备监测数据的采集与数据的上传，同时可以远程控制各监测设备，支持串口、TCP/IP等协议。GPS数据处理软件支持GPS数据处理，数据处理是尾矿库GPS自动化监测系统的核心组成部分，结果精度的高低关系到对坝体稳定性的判断、分析。包括GPS、浸润线、干滩等各个传感器的采集和接收。数据采集巡检时间小于30分钟，单点采集时间小于3分钟。测量周期为10分钟~30天可调。数据分析软件支持坝体位移、浸润线、库水位等监测模块分析，自动异常报警、自动生成报表等功能。设备防雷要求：雷感应V5%,防雷及抗干扰功能。3.1.8监控机房（1）监控机房概况根据《尾矿库安全监测技术规范》要求，结合尾矿库的实际情况，设计在左岸上坡标高325m处设置一机房，建筑面积约为24m2,高3.0m。（2）监控机房装修要求地面铺设抗静电活动地板，活动地板地面抬高20cm，楼板考虑防水、防尘、抗静电的处理。吊顶采用塑板材料，墙面刷水泥漆。（3）监控机房照明系统机房照明系统依据有关标准规定的要求进行设计，避免直接反射光，避免灯光从作业面至眼睛的直接反射，损坏对比度。机房的照明光线均匀照明照度应大于3001X，事故照明照度应大于501x。坝上照明采用低压电缆供电，左岸岸坡设置泛光灯，功率为2KW,电压220V。同时，为了方便夜间放矿管理。（4）监控机房综合布线系统要求设置值班通讯电话，预留外部网络接口，综合布线系统全部采用六类UTP布线系统，线缆、模块、线架、跳线均要求使用同一品牌产品。线缆均有镀锌金属槽、管、盒保护。（5）机房防雷接地系统配电系统设两级防雷，一级防雷设在电源总配电柜前，用于抵御经一级避雷器消弱后的雷电流，其通流量的设计要求为N40KA。二级防雷设在重要回路或网络设备插座前，其通流量的设计要求沁5KA，彻底免除雷电流对网络设备的影响。接地网选用5根50x50x5mm热镀锌角钢为垂直地极（L=2.5米），以25x4mm热镀锌扁钢互连，地极埋地深度＞1米。接地电阻不大于4欧姆。机房防雷设施应由县级以上气象站进行防雷接地监测，并出具监测报告。6）监控机房设备清单序号名称规格型号单位数量1抗静电活动地板钢质600*600*35m2242铝合金天棚吊顶600*600*12m2243日光灯2x36W台44应急灯台15泛光灯2KW台16立杆4米根57电缆米1508插座个109配电箱空气开关220V*6台1

序号名称规格型号单位数量10稳压器10KA台111UPS电源C3KS台112接地/防雷系统套113空调2匹冷暖台114灭火器ABC干粉灭火器2kg台215控制台3联套116交换机24口个117计算机机柜600*950*2000台118数据处理/存储服务器台119现场操作电脑套120声光报警模块台121数据库操作系统软件套122三级监测、预警/发布软件软件套123固定电话台124大屏显示器46寸台1尾矿库在线监测系统二期工程设计表面位移监测根据《尾矿库安全监测技术规范》AQ2030-2010的规定，位移监测包括坝体的表面位移、内部位移及岸坡位移。二期位移监测工程主要表面位移和增高部分的内部位移。表面位移包括表面水平位移及垂直位移监测，本工程水平位移及垂直位移监测共用一个测点；内部水平及竖向位移监测结合布置。监测基点与一期共用，测点与坝体牢固结合。基点及测点均设有保护装置。（1）表面位移监测方法表面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。本工程拟采用GPS自动化监测方式对坝体表面位移进行实时自动化监测，各GPS监测点与参考点接收机实时接收GPS信号，并通过数据传输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。因本库为中线式尾矿库，堆积坝和初期坝均无法进行表面位移监测，故本次表面位移选择在下游拦渣坝上布点。即监测断面选在最大坝高断面、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拦渣坝间距40m布设一个监测点，基点与一期岸坡监测相同。GPS表面位移监测的误差水平为±3mm，高程方向为±5mm。（2）表面位移监测设置根据《尾矿库安全监测技术规范》要求，结合尾矿库的实际情况，设计尾矿库下游拦渣坝上布设4个监测点，监测基站仍利用原一期岸坡监测的基站。本期共设置4台GPS基站。GPS监测基站即为连续运行参考站，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1km以内的监测点，鉴于尾矿库的情况，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。表面位移监测位置示意图（3）表面位移监测报警值根据尾矿库岸坡实际情况岸坡位移历史观测数据，进行坝体表面位移报警值设计。岸坡位移报警值表监测参数1级报警值2级报警值3级报警值平面位移15mm25mm30mm垂直沉降20mm30mm40mm4）表面位移监测设备选型根据尾矿库实际情况，尾矿库坝体位移监测系统应采用目前较为先进的设备，配以方便灵活的通信方式，包括串口、以太网、无线等接口。产品采用宽温、全封闭式设计，可有效的实现抗高温、防尘、防电磁干扰、防腐蚀等，使产品可在恶劣的现场环境下稳定工作。GPS监测基站设备技术参数需满足：♦水平精度V3mm♦垂直精度V5mm♦可靠性>99.9%♦远程控制♦接口防雷设计，整机工业级标准防腐,抗老化性能佳,寿命长在高温等恶劣环境中使用性能更加突出监测设备的数据输入输出均为数字信号，串口服务器将数字信号转换为电信号。（5）表面位移监测系统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，使用电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。直接雷电防护采用装设避雷针保护，要求避雷针与被保护物体横向距离不小于3m,避雷针高度根据设备情况按照“滚球法”确定。监测设备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。通讯线路防雷保护采用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。所有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10欧姆。（6）表面位移监测系统接地设计接地网选用3根50x50x5mm热镀锌角钢为垂直地极L=2.5米，以25x4mm热镀锌扁钢互连，垂直地极埋地深度>1米。避雷针基座为500x500x60mm钢筋混凝土，由地网引两根25x4mm热镀锌扁钢与基座连接（连接处必须为焊接）。接地电阻要求不大于10欧姆。

7）表面位移监测工程设备清单：序号名称规格单位数量1GPS卫星接收主机分辨率：垂直3-5mm,水平l-3mm台42GPS卫星接收天线配套台43数据米集模块和一期相配套台14天线保护罩配套个45GPS避雷网个46GPS机柜个47GPS观测墩个48避雷针根49光端机对410电源线RVV3*2.0米150011光缆GYXTW-8B米15003.2.2内部位移观测管监测（1）内部位移测点布置根据《尾矿库安全监测技术规范》要求，结合尾矿库的一期工程布置实际情况，二期工程设计在一期每个内部位移监测铅垂线上增设1个测点。2）内部位移报警值设计根据尾矿库实际情况及筑坝材料、筑坝工艺、排矿工艺、坝体位移历史观测数据，进行坝体内部位移报警值设计。内部位移报警值表监测参数1级报警值2级报警值3级报警值内部位移10mm15mm20mm3）内部位移设备技术参数根据尾矿库实际情况，并参照《尾矿库安全监测技术规范》，采用HC-5100固定式测斜仪。技术参数满足：♦类型：重力感应式精度：0.1%量程：100mm数据传输方式：坝体内部位移传感器为本身防雷的重力感应传感器，并采用电缆进行数据传输至值班室监控中心服务器。（4）内部位移设备防雷设计内部位移监测系统采用避雷针进行直击雷防护，使用电源避雷器、通讯电缆防雷器实现对感应雷的防护。（5）内部位移工程设备清单序号名称规格单位数量1固定式测斜仪与一期共用，增设6测点占八、、62数据米集模块与一期共用台03测斜管PVC米1104测斜仪连接杆定制（不锈钢）米1105专用防水接头套63.2.3浸润线观测管监测本尾矿库为中线法筑坝，坝体外坡面随着坝顶升高而升高，布设在坝上浸润线观测管也需在生产过程不断加高，并加以保护。因此，二期2浸润线观测管监测工程仅增加渗压管，其他设施仍沿用一期工程。（1）浸润线工程设备清单序号名称规格单位数量1渗压管PVC米552连接杆定制（不锈钢）米55在线监测系统管理3.3.1在线监测组织机构3.3.1.1机构和人员1）成立专门在线监测系统的专业管理机构，以及其他辅助机构。2）明确机构主要负责人、专职值班人员、维护人员、数据分析人员、调度指挥人以及负责培训人员等。3.3.1.2明确机构职责1）负责监督各监控点监测设备设施的运行情况是否正常，对在线监测网络传输系统、服务器系统、视频监控系统及客户终端机无法正常使用负有管理责任，负责对软硬件的维修、更换工作，负责制定系统的管理标准。2）负责尾矿库在线监测系统工业自动化技术的结构规划和管理，对系统的改造和项目制作制定方案，提供技术支持。3）负责对数据服务器的维护管理，每月对网络室各设备、软件功能进行一次专业点检，保证设备正常运行。4）负责对相关的材料、备件计划进行审核。5）负责软件安装，操作培训，对作业区进行技术指导。6）负责无线网桥传输系统、数据采集系统、以及视频监控系统的维护、检修、每月检查维护一次。7）负责做好软件维护、软硬件版本升级、软件修改和数据修改的管理工作，保证软件系统正常运行。8）在线监测系统位移、浸润线监测设施加高后，及时进行数据的重新录入及软件修改等重新标定工作。9）负责系统用户终端使用权限审批管理。10）对尾矿作业区监测系统的点检和维护记录每月至少进行一次全面检查，检查结果及时反馈工艺质量科。11）负责在线监测检测数据异常、监控主机发出报警、预警时，立即以电话形式报选矿车间、矿领导及相关部门，并到现场核对警报的真实性。12）负责在检测数据异常、监控主机发出报警、预警时，到现场核实确认检测数据超出安全数据时，提出隐患整改方案。13）负责制定在线监测操作规程、岗位职责以及规章制度等。3.3.2监测仪器、设备、设施的管理3.3.2.1监测仪器、仪表的管理建立仪器、仪表档案。档案内容包括名称、生产厂家、出厂号码、规格、型号、附件名称及数量、合格证书、使用说明书、出厂率定资料、购置日期、单位使用编号、使用日期、使用人员、发生故障、损伤及维修等仪器、仪表在运输和使用过程中，必须轻拿轻放，确保平稳放置，不受挤压、撞击或剧烈颠簸振动。使用时应严格依照厂家提供的使用说明和、，、-、'尸■I[f~r\丫:注意事项。除埋设在尾矿坝内部的仪器外，各项仪器、仪表均设置在通风、干燥平稳、牢固的地方，应注意防尘、防潮。各项仪器、仪表定期保养、率定、校正。用电仪表定期通电检验。仪器、仪表使用后，进行保养、维护。入水监测的仪具，必须擦净晾干，并涂必要的防护油。监测中发现异常测值时，在进行复测前，检查仪器、仪表是否正常，使用方法是否得当。3.3.2.2监测设备、设施的管理设置在现场的所有监测设备、设施，都在适当位置明显标出编号；并经常或定期进行检查、维护。如有破损，应及时修复。所有基点和监测点，都有考证表，并绘制总体布置图。水准基点定期校测。当附近发生地震时，重新引测校核。表面基点和测点，都有相应的保护罩；在工作基点处宜修建监测室。电传监测设备，定期检查接线是否坚固、电触点是否灵敏、是否有断线、漏电现象，防雷设施是否正常，接地电阻是否合格，电缆是否有浸水老化、损坏；并及时修复改善，必要时更换新件。对传输电缆应作特殊保护。及时清除影响测值的障碍物，量水堰及时清洗堰板和清除上下游水槽内的水草、杂物。测压管淤积厚度超过透水段长度的1/3时，进行清淤。现场自动监测设施或监测站（房），保持各种仪器设备正常运转的工作条件和环境。在工程除险加固或改扩建中对保留的监测设备，在工程维修施工中对表面监测设备及设施，均妥加保护，保证监测工作能够正常进行。为保护监测人员在高空、水面、坑道、陡崖、窄道、临水边墙等处安全操作和通行所设置和配置的护栏、扒梯、保险绳、安全带、救生衣、安全鞋帽等，经常检查、维护或更新。3.4监测资料的整编与分析每次仪器监测或安全检查后对监测记录进行整理，及时做出初步分析。每年至少进行一次监测资料整编。在整理和整编的基础上，定期进行资料分析。尾矿库竣工验收时；尾矿库定期安全检查评价时；尾矿库闭库时；出现异常或险情状态时，进行资料分析，并提出资料分析报告。资料整理和分析中，发现异常情况，及时做出判断，有问题及时处理上报。整编成果做到项目齐全、考证清楚、数据可靠、图表完整、规格统一说明完备。建立监测资料数据库或信息管理系统。工程施工阶段和试运行阶段，