1.概述

  目前,我国尾矿库数量多、分布广,大部分尾矿库的管理采用人工观测,不仅观测精度受人员的

经验和天气等自然因素的限制,不能进行全日实时的预警,而且,资料数据整理分析往往滞后于生

产运行,影响安全生产。  

        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。
 

2.监测项目

    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。 

     2) 坝体变形监测,包括坝体内部变形和表面变形。(测斜仪和沉降仪) 

     3)水文参数监测,包括库水位及土壤含水量监测。  

     4)气象参数监测,包括降雨量、气压、温湿度等。

  根据实际情况,还可以增加必要的监测项目。

3.监测系统的组成

  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:

             

3.1 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几点: 

       1)   坝体浸润线及渗流测量传感器,可采用孔隙水压力计。  

       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,可采用水准
             仪
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)对于气象测量,降水量的测量可采用雨量计和气压计。

 
3.2监测仪器设备技术指标

                                                                    测斜仪

                              

       1)测量范围:测孔倾斜度-30°~+ 30°;

       2)分辨率:8〞;

       3)线性度:0.05%FS;

       4)温度系数:0.001%FS/℃;

       5)测头尺寸:Φ32mm;

       6)连接杆:Φ38mm。

环境条件指标:

       1)工作温度:-10℃ ~ +50℃;

       2)探头耐水压:0.8MPa (可在水下80米工作)。
                         

渗压计

规格:0.1~2.0Mpa

外型尺寸:ø64*230mm;
                    ø60*250mm;
                    ø54*150mm

非线性≤1.5%F.S

重复性≤0.5%F.S

分辨率≤0.2%F.S

满量程输出≥450HZ

温度漂移≤0.1%F.S/℃(三个月)

温度范围-10~+60℃

绝缘电阻≥500MΩ
              

静力水准仪

标准量程 :50mm

精  度: ±0.1mm

分 辨 率 :0.01mm

电学漂移 :无

输出接口 :RS485/4~20mA(可选)

环境温度 :-15~+65℃

环境湿度 :100%RH

供电电压 :100~220VAC,50/60 Hz

系统功耗: 4W

外形尺寸: φ175×290mm

整机重量: 约4kg

雨量计

承雨口径:φ160mm

测量范围:≤4mm/min

分 辨 力:0. 2mm

误    差:±4%

重    量:约3千克

输出信号:脉冲输出,0.2mm/脉冲(单干簧管通断,4PLUS/MM抗干扰电阻100欧及电容0.01微
                  法)

工作环境温度:0~80℃ 

                         

气压计

       测量参数:大气压力

       单  位:mbar

       测量范围:500~1100mbar(即50~ 110Kpa)

       工作环境:-20 ~85℃

       测量精度:15位

       供  电:5V~12V

       输出信号:0~2.0V DC

水位计

       规格:0.1~2.0Mpa

       外型尺寸: ø64*230mm;
                            ø60*250mm;
                            ø54*150mm

      非线性≤1.5%F.S

      重复性≤0.5%F.S

      分辨率≤0.2%F.S

      满量程输出≥450HZ

      温度漂移≤0.1%F.S/℃(三个月)

      温度范围-10~+60℃

      绝缘电阻≥500MΩ

                             

远程监测单元的工作、结构示意图如下:

                  

3.3.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
 

3.4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
 

3.5密封保护机箱

           
 

4. 监测中心数据处理与分析系统

              

 

坝体内部变形监测

              

 

库水位监测

              

 

 降雨量监测

               
 

5. 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

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。
 


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