尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案20110001

1、50NGSHAN尾礦庫(kù)安全預(yù)警系統(tǒng)方案河南省松山機(jī)電設(shè)備有限公司O一一年八月五日尾礦庫(kù)安全預(yù)警系統(tǒng)方案河南省松山機(jī)電設(shè)備有限公司一、需求分析安全生產(chǎn)事關(guān)廣大人民群眾的根本利益，事關(guān)改革發(fā)展和穩(wěn)定 的大局。我國(guó)在確立了 “安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的安全生 產(chǎn)基本方針和“安全發(fā)展”的指導(dǎo)原則后，從安全法制、安全責(zé)任、 安全投入、安全科技和安全文化等方面入手，強(qiáng)化安全監(jiān)管工作。但 受我國(guó)現(xiàn)階段生產(chǎn)力發(fā)展水平較低、企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)薄弱、從業(yè)人 員安全意識(shí)不強(qiáng)、安全法制不健全等因素的影響，我國(guó)安全生產(chǎn)形勢(shì) 依然嚴(yán)峻，工礦商貿(mào)領(lǐng)域安全生產(chǎn)重特大事故時(shí)有發(fā)生， 特別是近年 來(lái)尾礦庫(kù)事故多發(fā)，已引起了國(guó)

2、家的高度重視。金屬與非金屬礦山是工業(yè)生產(chǎn)的高危行業(yè)，其事故發(fā)生起數(shù)和死 亡人數(shù)在全國(guó)工業(yè)安全生產(chǎn)領(lǐng)域占較大的比重。 尾礦庫(kù)是金屬與非金 屬礦山安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是該領(lǐng)域的重大危險(xiǎn)源之一，作為具 有高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源，其一旦發(fā)生事故，將會(huì)給下游人民生 命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大損失，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴(yán)重污染，給當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì) 發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定也帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)面影響。經(jīng)過(guò)50多年發(fā)展，我國(guó)已成為世界礦業(yè)大國(guó)，目前全國(guó)有金 屬非金屬礦山92071座，其中金屬礦山8239座，非金屬礦山83832 座，冶金、有色、化工、核工業(yè)、建材和輕工業(yè)等行業(yè)的礦山都有尾 礦設(shè)施。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，全國(guó)有尾礦庫(kù) 7610座，總庫(kù)容

3、約5Xl09m3, 堆存尾礦約5.5 X 109t。其中正常運(yùn)行的約有4800座，占63%，危 庫(kù)、險(xiǎn)庫(kù)和危險(xiǎn)性較大的病庫(kù)約有 2810座，占37%。我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)比較落后，從安全上看，尾礦庫(kù)還存 在以下不利因素：一是筑壩尾礦粒度細(xì)。由于筑壩的尾礦粒度細(xì)，細(xì) 尾礦的力學(xué)強(qiáng)度低、透水性差、不易固結(jié)，造成壩體穩(wěn)定性較差；二 是上游法筑壩多。我國(guó)目前85%的尾礦庫(kù)采用上游法筑壩，較下游 法和中線法筑壩的壩體穩(wěn)定性差； 三是尾礦庫(kù)安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低。我 國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，尾礦庫(kù)防洪、抗震及壩體穩(wěn)定等建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與發(fā)達(dá) 國(guó)家相比相對(duì)偏低；四是小型庫(kù)多。我國(guó)礦山規(guī)模小，四等庫(kù)及四等 庫(kù)以下的小型尾礦庫(kù)

4、占90%以上；五是受地震威脅大。我國(guó)是多地 震國(guó)家，尾礦庫(kù)防震抗震是重要問(wèn)題；六是失事后果嚴(yán)重。我國(guó)人口 眾多，尾礦庫(kù)難以避開(kāi)居民區(qū)和重要工業(yè)、交通設(shè)施，一旦失事，損 失巨大。美國(guó)克拉克大學(xué)公害評(píng)定小組的研究表明，尾礦庫(kù)事故的危害， 在世界93種事故、公害的隱患中，名列第18位。它僅次于核武器爆 炸、DDT神經(jīng)毒氣、核輻射以及其它13種災(zāi)害，而比航空失事、火 災(zāi)等其它60種災(zāi)害嚴(yán)重，直接造成百人以上死亡的尾礦庫(kù)事故已不鮮見(jiàn)。如1972年2月26日，美國(guó)布法羅尼河礦尾礦壩潰壩，造成 125人死亡，4000人無(wú)家可歸；1985年7月中旬，意大利東北部的 普瑞皮爾尾礦庫(kù)潰壩，造成250人死亡。尾礦庫(kù)

5、的安全監(jiān)測(cè)對(duì)于加強(qiáng)尾礦庫(kù)的安全監(jiān)管， 把握尾礦庫(kù)的安 全現(xiàn)狀，減少尾礦庫(kù)的事故發(fā)生等具有重要意義。當(dāng)前，我國(guó)尾礦庫(kù) 安全運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)如壩體形變位移、庫(kù)水位、浸潤(rùn)線埋深等， 均由人工定期用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，安全監(jiān)測(cè)工作量大、受天氣、人工、現(xiàn)場(chǎng)條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人工 誤差。同時(shí)，人工監(jiān)測(cè)還存在不能及時(shí)監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)， 難以及時(shí)掌握尾礦庫(kù)各項(xiàng)安全技術(shù)指標(biāo)等缺點(diǎn)， 這些都將影響尾礦庫(kù) 的安全生產(chǎn)和安全管理水平。我國(guó)安全生產(chǎn)市場(chǎng)急需尾礦庫(kù)潰壩災(zāi)害 的實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)的技術(shù)和產(chǎn)品。尾礦庫(kù)自動(dòng)化安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施，便于企業(yè)和安全監(jiān)管部門(mén)快 速掌握與尾礦庫(kù)安全密切相

6、關(guān)的技術(shù)指標(biāo)的最新動(dòng)態(tài)，有利于及時(shí)掌 握尾礦庫(kù)的運(yùn)行狀況和安全現(xiàn)狀， 可以提高尾礦庫(kù)的安全性，保障庫(kù) 區(qū)下游企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)及庫(kù)區(qū)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，避免因尾礦庫(kù)事故而造成的環(huán)境污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。水利工程和高邊坡工程的監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展較快。從20世紀(jì)50年代 開(kāi)始，在我國(guó)大壩、高邊坡變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域開(kāi)始研究和使用人工變形監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)，其中應(yīng)用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等監(jiān)測(cè)儀器監(jiān)測(cè)壩體變形的監(jiān)測(cè)方 法有視準(zhǔn)線法、引張線法、前方交會(huì)法、壩面水準(zhǔn)測(cè)量法以及連通管法等。20世紀(jì)70年代末，以傳感器為基礎(chǔ)的大壩自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)開(kāi)始應(yīng)用于葛洲壩水利樞紐、新豐江水利工程等壩體位移的監(jiān)測(cè) 中。20世紀(jì)90年代開(kāi)始了大壩及高

7、邊坡的 GPS自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的研究，GPS技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于三峽工程、黃河小浪底水利樞紐工程的 變形監(jiān)測(cè)。目前，多傳感器數(shù)據(jù)融合的大壩變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化技術(shù)是大壩和高邊坡工程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的 研究發(fā)展趨勢(shì)。二、方案設(shè)計(jì)（一）系統(tǒng)功能整體要求（1）系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、 管理、自檢功能；（2）系統(tǒng)不受氣候條件的限制，能在大風(fēng)、大霧、暴風(fēng)雨等惡劣 天氣條件下全天候進(jìn)行工作，系統(tǒng)具有良好的防雷抗干擾功 能，確保系統(tǒng)不因雷擊而損壞；（3）系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)在線監(jiān)控；（4）系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程登錄，多級(jí)監(jiān)控功能。（5）監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)預(yù)、報(bào)警功能，當(dāng)

8、監(jiān)測(cè)參數(shù)有向危險(xiǎn)狀態(tài) 演變時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出預(yù)警信息；當(dāng)監(jiān)測(cè)參數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)警戒值時(shí)， 系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警信息。從而有效預(yù)防事故，把事故苗頭消滅在 萌芽狀態(tài)。（6）所有監(jiān)控參數(shù)精度滿足尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程的要求。（二）監(jiān)測(cè)指標(biāo)選擇尾礦庫(kù)內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，水位相對(duì)比較穩(wěn)定；同時(shí)，從 尾礦壩壩頂排放尾礦時(shí)，礦漿向庫(kù)內(nèi)流淌的過(guò)程中，礦漿水不斷向下 滲透；此外，汛期大量降雨。這些因素在尾礦壩體內(nèi)形成一個(gè)龐大滲 流場(chǎng)。再者，尾礦沉積體屬非均值體，排礦部位又需要經(jīng)常調(diào)換；壩 體又在不斷增高；況且在尾礦庫(kù)整個(gè)服務(wù)期間內(nèi)，礦源及選礦流程有 可能改變，尾礦性能自然也會(huì)變化。這就是尾礦壩滲流場(chǎng)異常復(fù)雜的 原因。浸潤(rùn)線即滲

9、流流網(wǎng)的自由水面線，是尾礦壩安全的生命線，浸 潤(rùn)線的高度直接關(guān)系到壩體穩(wěn)定及安全性狀，因此，對(duì)于浸潤(rùn)線位置的監(jiān)測(cè)是尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容之一。 如圖1所示，圖中孔隙水 壓力為0的線即為尾礦壩的浸潤(rùn)線。尾礦壩孔隙水壓力分布示意圖（單位 ：kPa）尾礦庫(kù)內(nèi)存有大量尾礦漿沉淀水，庫(kù)水位監(jiān)測(cè)的目的是根據(jù)其水 位的高低可判斷該庫(kù)防洪能力是否滿足安全要求。具體地說(shuō)：一個(gè)完 善的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)文本中會(huì)給出防洪所需的調(diào)洪水深， 并要求在設(shè)計(jì)洪 水位（即最高洪水位）時(shí)，要同時(shí)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的最小安全超高和最 小安全干灘長(zhǎng)度的要求。因此，對(duì)于庫(kù)水位位置的把握可以直接防止 尾礦庫(kù)在汛期避免洪水漫頂潰壩事故的發(fā)生， 有利

10、于安全監(jiān)管部門(mén)和 企業(yè)在汛期來(lái)臨之前，直觀地了解和掌握庫(kù)水位是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求 的汛前限制水位。由此可見(jiàn)，庫(kù)水位的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)也是尾礦庫(kù)安全 監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容之一。 下圖給出了安全灘長(zhǎng)監(jiān)測(cè)法的示意圖。安全灘長(zhǎng)檢測(cè)法示意圖如圖所示，設(shè)現(xiàn)狀庫(kù)水位為 Hs,先在沉積灘上用皮尺量出Lg, 并插上標(biāo)桿a,用儀器測(cè)出a點(diǎn)地面標(biāo)高Ha,當(dāng)Ht = Ha - Hs> Ht 時(shí)，即認(rèn)為安全灘長(zhǎng)滿足設(shè)計(jì)要求。否則，不滿足。同理，也有安全 超高檢測(cè)法。尾礦庫(kù)發(fā)生潰壩災(zāi)害，壩體位移是災(zāi)害演化過(guò)程的直觀反應(yīng)指 標(biāo)，因此對(duì)于壩體下游坡變形的掌握， 可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)尾礦壩變形率和 發(fā)展速度，有利于安全監(jiān)管部門(mén)和企業(yè)進(jìn)行科學(xué)

11、的應(yīng)急決策，并及時(shí)采取應(yīng)急對(duì)策措施，從而避免災(zāi)害的發(fā)生或者減少災(zāi)害發(fā)生造成的危 害。下圖給出了尾礦庫(kù)尾礦壩的典型變形矢量圖，從圖中可知壩體下游坡發(fā)生向下和偏向下游的變形。尾礦壩典型變形矢量圖在定量評(píng)價(jià)尾礦庫(kù)的防洪能力時(shí)，需要測(cè)定灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高 洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，當(dāng)前的檢測(cè)方法較難準(zhǔn)確并快速測(cè)定 這兩個(gè)指標(biāo)，問(wèn)題在于水邊線的界線很不明顯，該處又無(wú)法進(jìn)人，通 常只能目測(cè)。據(jù)此推算出來(lái)的總干灘長(zhǎng)度和調(diào)洪干灘長(zhǎng)度自然也是極 不可信的。因此，在尾礦庫(kù)安全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，應(yīng)增加快速并簡(jiǎn) 捷的標(biāo)高測(cè)定方法。因此，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的 干灘標(biāo)高，是尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)需要測(cè)定的指標(biāo)。

12、此外，在尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)的情 況和運(yùn)行狀況，通常在溢水塔、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位 設(shè)置視頻監(jiān)測(cè)設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫(kù)運(yùn)行狀況的需要。綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括： 浸潤(rùn)線； 庫(kù)水位；灘面標(biāo)高；壩體位移；視頻圖像。（三）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于尾庫(kù)壩安全檢測(cè)，本公司開(kāi)發(fā)出基于光纖傳感技術(shù) 的尾礦庫(kù)壩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要從浸潤(rùn)線，水位和邊坡位移三個(gè)方面來(lái)進(jìn) 行監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：該系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)壩的浸潤(rùn)線、庫(kù)水位和壩位移等參數(shù)；可同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量、靈敏度高、測(cè)量精度高；長(zhǎng)距離、高質(zhì)量信號(hào)傳輸，長(zhǎng)期可靠性好；可擴(kuò)展能力強(qiáng)、單點(diǎn)測(cè)量

13、成本低、應(yīng)用范圍廣；具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、趨勢(shì)分析、有效預(yù)警功能；在野外工作，系統(tǒng)采用光纖進(jìn)行信號(hào)監(jiān)測(cè)與傳輸，不受雷擊影響。1浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)一般選擇尾礦庫(kù)壩上最大斷面或者一旦發(fā)生事故將對(duì)下游造成重大危害的斷面為監(jiān)測(cè)剖面。大型尾礦庫(kù)在一些薄壩段也應(yīng)設(shè)有監(jiān)測(cè) 剖面。每個(gè)監(jiān)測(cè)剖面應(yīng)至少設(shè)置5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料中壩 體下游坡處的孔隙水壓力變化梯度靈活選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)。 尾礦壩壩坡浸潤(rùn) 線監(jiān)測(cè)儀器分兩類(lèi)。一類(lèi)埋設(shè)測(cè)壓管，人工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；另一類(lèi)是埋設(shè) 特制傳感器，進(jìn)行半自動(dòng)或自動(dòng)觀測(cè)。這兩種方法可供選擇.浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī) 程(AQ2006- 2005)中規(guī)定的計(jì)算工況所得到的壩體浸

14、潤(rùn)線位置來(lái)埋設(shè)。在作壩體抗滑穩(wěn)定分析時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定浸潤(rùn)線須按正常運(yùn)行 和洪水運(yùn)行兩種工況分別給出。設(shè)計(jì)時(shí)所給出的浸潤(rùn)線位置應(yīng)是監(jiān)測(cè) 儀器埋設(shè)深度的最重要的依據(jù)。采用一臺(tái)多通道高精度光纖光柵解調(diào)儀， 通過(guò)多芯光纜，可實(shí) 現(xiàn)對(duì)24個(gè)滲壓傳感器（4個(gè)尾庫(kù)壩剖面，每個(gè)剖面6個(gè)點(diǎn)），24 個(gè)位移傳感器（4個(gè)壩體剖面，每個(gè)剖面6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)）同時(shí)實(shí)時(shí)在線 監(jiān)測(cè)，再結(jié)合無(wú)線庫(kù)水位系統(tǒng)合 GPS裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)普通的尾礦庫(kù)壩的 浸潤(rùn)線、庫(kù)水位和壩體滑坡進(jìn)行綜合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖1排水口 排水D圖中代表浸潤(rùn)線檢測(cè)點(diǎn)初期壩 初期壩浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖在尾庫(kù)壩剖面上布置多個(gè)測(cè)量點(diǎn)， 每個(gè)測(cè)量點(diǎn)上先打檢測(cè)井，將 測(cè)壓

15、管埋入檢測(cè)井中，再將光纖光柵滲壓傳感器安裝到測(cè)壓孔內(nèi)。 通 過(guò)測(cè)量測(cè)壓管內(nèi)水壓，計(jì)算出測(cè)壓管內(nèi)水位 H1，根據(jù)埋入測(cè)壓管的 長(zhǎng)度H，最后計(jì)算出該測(cè)量點(diǎn)浸潤(rùn)線深度。傳感器主要參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)量程O(píng)MPa1MPa （可以定制量程）測(cè)量精度±0.5 % FS外觀尺寸© 50mmX 100mm安裝方式直接浸入或埋入尾纖種類(lèi)鎧裝光纜連接方式FC/APC使用溫度-30 °C 80 °C2.庫(kù)水位監(jiān)測(cè)在庫(kù)內(nèi)排水口構(gòu)筑物上設(shè)置自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀， 將所測(cè)信號(hào)傳給室內(nèi) 接收機(jī)處理得到庫(kù)水位。既準(zhǔn)確，又適時(shí)。需要指出的是，庫(kù)內(nèi)排水 構(gòu)筑物一般位于尾礦庫(kù)內(nèi)，排水構(gòu)筑物周邊為尾礦澄清水，因此

16、需要 在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置前，針對(duì)特定尾礦庫(kù)的實(shí)際情況，靈活選擇施工方案。 本方案中設(shè)計(jì)6個(gè)水位檢測(cè)點(diǎn).體圖申代表 水位檢測(cè)點(diǎn)水位監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖安裝電子水位傳感器在水位監(jiān)測(cè)管內(nèi)，電子庫(kù)水位傳感器采用無(wú) 線傳輸，通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)射到遠(yuǎn)處的無(wú)線接收裝置， 從而實(shí)現(xiàn)測(cè) 量信號(hào)的無(wú)線傳輸。無(wú)線節(jié)點(diǎn)內(nèi)都裝有鎳氫電池，同時(shí)頂部的太陽(yáng)能 板能為無(wú)線節(jié)點(diǎn)電池充電。傳感器參數(shù)：壓力范圍：1-10MPa （可選） 精度：±0.5%溫度范圍：-40 to +125 ° C*精度：±0.5 ° C總量程內(nèi)無(wú)線電收發(fā)器頻率：2.4GHz 功率：1mW使用范圍：可達(dá)1000米的可視直線距

17、離。通過(guò)加天線，可以實(shí) 現(xiàn)8000-10000 米的無(wú)中繼傳輸。匹配接收器：USB, RS232, GSM/GPRS及自產(chǎn)的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)功能性記錄間隔：1秒至18小時(shí)數(shù)據(jù)記錄：在傳感器內(nèi)，數(shù)據(jù)記錄可達(dá) 6個(gè)周3.壩體位移監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)僅在壩體表面設(shè)置位移觀測(cè)樁。具體監(jiān)測(cè)手段主要有GPS自 動(dòng)監(jiān)測(cè)。根據(jù)壩的長(zhǎng)短至少選擇46個(gè)監(jiān)測(cè)剖面。一般在最大壩高 處、地基地形地質(zhì)變化較大處均應(yīng)布置監(jiān)測(cè)剖面。每個(gè)剖面均勻設(shè)置810個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。最下面一個(gè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在壩腳 外510m范圍內(nèi)的地面上，以用于監(jiān)測(cè)尾礦壩發(fā)生整體滑動(dòng)的可能 性。本方案選擇4個(gè)監(jiān)測(cè)剖面。在最大壩高處、子壩的壩坡中間、 初期壩和子壩之間的平坦部分、地基地

18、形地質(zhì)變化較大處均應(yīng)布置監(jiān) 測(cè)剖面，在每個(gè)剖面最上面安裝一個(gè) GPS裝置，設(shè)置810個(gè)監(jiān)測(cè) 點(diǎn),通過(guò)多個(gè)GPS裝置，采用差分方法，確定該處的絕對(duì)坐標(biāo)。將監(jiān)測(cè)點(diǎn)依次與GPS定位裝置相連，然后在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)打固定樁，深度 根據(jù)壩體進(jìn)行調(diào)整，在每個(gè)固定樁之間安裝位移傳感器， 通過(guò)位移傳 感器監(jiān)測(cè)固定樁之間，固定樁與 GPS定位裝置之間的位移變化，從 而監(jiān)測(cè)整個(gè)壩體的位移。位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖圖申代表位移檢測(cè)網(wǎng)點(diǎn)（四）、視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)在尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，為了實(shí)時(shí)掌握尾礦庫(kù)庫(kù)區(qū)的情況和運(yùn) 行狀況，通常在溢水口、灘頂放礦處、壩體下游坡等重要部位設(shè)置視 頻監(jiān)測(cè)設(shè)置，以滿足準(zhǔn)確清晰把握尾礦庫(kù)運(yùn)行狀況的需要。本

19、方案設(shè)計(jì)六路視頻監(jiān)控，兩路監(jiān)控庫(kù)區(qū)、兩路監(jiān)控子壩、兩路監(jiān)控初期壩.將視頻信號(hào)通過(guò)光纖傳至中控室I鍛犁磯K電規(guī)、LX、 I視換脆勢(shì)器解銷(xiāo)器麗視頻羸務(wù)器Hc.-fc.-:：監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控中心視頻系統(tǒng)圖（五）系統(tǒng)的特點(diǎn)和技術(shù)要求1系統(tǒng)的特點(diǎn)分散性 系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是地域極為分散，和監(jiān)測(cè)中心相距幾公 里甚至幾十公里。這就要求系統(tǒng)最好采用移動(dòng)無(wú)線傳輸方式來(lái)構(gòu)建一 個(gè)分布式的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)性 監(jiān)測(cè)中心需要及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集時(shí)間從 1分鐘、5分鐘、10分鐘、30分鐘、1小時(shí)自由設(shè)置。準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)的采集與傳輸要非常準(zhǔn)確。穩(wěn)定性 礦尾壩的安全、穩(wěn)定運(yùn)行直接關(guān)系到千家萬(wàn)戶，所以從 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟硬件

20、產(chǎn)品質(zhì)量到控制程序編制等各個(gè)環(huán)節(jié)都 必須是高可靠性的。2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則2.1高可靠性選用國(guó)際上可靠性商品化、符合工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的成熟定型產(chǎn)品，如 測(cè)量點(diǎn)RTU通訊選用目前使用中認(rèn)為質(zhì)量、通訊速度和效果、功能 等最好的GPRS模塊。無(wú)論從設(shè)備選型、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量上，還是售后服務(wù)上我們 都力求是本工程為免維護(hù)和少維護(hù)系統(tǒng)。2.2先進(jìn)性首先，我們從設(shè)備選型上，選用成熟且先進(jìn)的產(chǎn)品，設(shè)備制造商有一定規(guī)模，如計(jì)算機(jī)選擇業(yè)界公認(rèn)的研華工業(yè)計(jì)算機(jī)， 組態(tài)軟件選擇已經(jīng)經(jīng)過(guò)多年用戶考驗(yàn)過(guò)的調(diào)度軟件，不但組態(tài)全面豐富、配置靈活、報(bào)表功能強(qiáng)大，還支持各種數(shù)據(jù)庫(kù)、通訊方式、網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)等；其次，我們從設(shè)計(jì)上采用目前國(guó)內(nèi)（

21、國(guó)際）上認(rèn)為最先進(jìn)、最好 的手段和方法，如支持多種通訊的組網(wǎng)方法、軟件多種安全防護(hù)、組 態(tài)功能畫(huà)面、優(yōu)化調(diào)度等等。我們保證系統(tǒng)采用國(guó)際上先進(jìn)且成熟的技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)上考慮前 瞻性。2.3開(kāi)放性本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)。首先硬件上選用國(guó)際國(guó)內(nèi)規(guī)模大的廠商，具有良好的擴(kuò)展性，將來(lái)如有功能變化，無(wú)論是增加功能，還是 改變功能都很容易實(shí)現(xiàn)。2.4實(shí)用性生動(dòng)、豐富的組態(tài)畫(huà)面和圖像控制技術(shù)，顯示直觀、明了，方便；事件（如報(bào)警，超界、斷電等）發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)立即彈出報(bào)警窗口，并 有提示或聲光報(bào)警。內(nèi)嵌通用的標(biāo)準(zhǔn)通信軟件，如網(wǎng)絡(luò)通訊、串口通訊（如MODBUS等;2.5規(guī)范化系統(tǒng)全部采用并執(zhí)行了國(guó)際保準(zhǔn)、國(guó)家保準(zhǔn)和相應(yīng)

22、的規(guī)范。如： 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制柜采用 IEC439低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備組件和 GS7251.1-1997低壓開(kāi)關(guān)成套設(shè)備；壓力等傳感器的外殼防護(hù)執(zhí)行 IEC529外殼防護(hù)等級(jí)等等。2.6網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成機(jī)構(gòu)采用目前廣泛應(yīng)用的無(wú)線網(wǎng)、局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng) 等成熟可靠的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均采用國(guó)內(nèi)外知名品 牌，如GPRS模塊選用目前使用中認(rèn)為質(zhì)量、通訊效果、通訊速度、 功能等做好的產(chǎn)品。2.7可維護(hù)性上位機(jī)系統(tǒng)選擇開(kāi)放的操作系統(tǒng)(Windows 2000 Server版)， 數(shù)據(jù)庫(kù)選用SQL Server和應(yīng)用組態(tài)軟件，RTU采用通用芯片和嵌入 式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及通用編程方法，一般技術(shù)人員通過(guò)培訓(xùn)

23、或自學(xué)都可以 掌握，大大增加了系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、易用性等。2.8可擴(kuò)展性擴(kuò)展時(shí)對(duì)現(xiàn)行的設(shè)備及軟件重新設(shè)置的要求做小；擴(kuò)展或修改 時(shí)不降低系統(tǒng)的可靠性、可用性及安全性。系統(tǒng)的擴(kuò)展性分硬件和軟件，一般來(lái)說(shuō)軟硬件的可擴(kuò)展性，取 決于所選的設(shè)備、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件水平。2.9 系統(tǒng)硬件的可擴(kuò)展性硬件設(shè)備包括RTU及儀表等設(shè)備，都必須要求具有可擴(kuò)展，硬件 設(shè)備不需要修改、增加擴(kuò)展模塊或很少修改、增加擴(kuò)展模塊，就能適 應(yīng)重設(shè)、功能變換等要求。對(duì)于RTU我們預(yù)留30-50%以上的采集端口，將來(lái)現(xiàn)場(chǎng)采集量有變 化或增加時(shí)，無(wú)需變動(dòng) RTU硬件，只需修改上位機(jī)組態(tài)的配置即可， 如檢壓終端，我們除了能后采

24、集壓力、位移、浸潤(rùn)線等模擬量和防盜、 報(bào)警等開(kāi)關(guān)量的采集等。把目前能想到的都考慮到，并預(yù)留，大大地增加了硬件的擴(kuò)展性。2.10系統(tǒng)軟件的可擴(kuò)展性軟件的可擴(kuò)展性比硬件更難，要充分考慮將來(lái)可能會(huì)遇到的各種 情況，預(yù)留接口或模塊形式，同時(shí)要考慮一旦預(yù)留接口或模塊被使用 或修改，不能影響整個(gè)系統(tǒng)及其應(yīng)用。對(duì)于調(diào)度中心的上位機(jī)組態(tài)軟件，我們采用經(jīng)過(guò)多年使用、完善 的具有網(wǎng)絡(luò)檢查和標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器形式的調(diào)度組態(tài)軟件，用戶可以進(jìn)行簡(jiǎn)單二次開(kāi)發(fā)、報(bào)表制定、參數(shù)配置等用戶化，更能適應(yīng)和貼切具體用 戶的實(shí)際應(yīng)用，具有極強(qiáng)的可擴(kuò)展性。軟件系統(tǒng)都有多極權(quán)限和獨(dú)立 的安全模塊。特別值得提出的是RTU其軟件可擴(kuò)展性一般不容易做

25、到，我們采 用和硬件預(yù)留點(diǎn)結(jié)合，全部編程，無(wú)需修改和增加投資，用戶自己都 可以實(shí)現(xiàn)其擴(kuò)展功能。2.11支持多種通訊方式系統(tǒng)能采用各種通訊媒介和方式（包括RS485超短波、擴(kuò)頻微波、 PSDN GPRS CDMA光纖、局域網(wǎng)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)）。目前我們的調(diào)度軟件，已經(jīng)具備多種通訊功能。網(wǎng)絡(luò)版就基于局 域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，通訊方式支持有線（超短波、擴(kuò)頻微波、GPRS CDMAX無(wú)線網(wǎng)橋等），而且可以多種通訊方式混用，例如網(wǎng)絡(luò)查詢(xún) 采用局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程測(cè)壓點(diǎn)、大戶計(jì)量等采用電臺(tái)通訊，電臺(tái) 通訊受限制（飛機(jī)場(chǎng)、軍事基地附近）的可用 GPRS CDMA或 PSDN 需要實(shí)時(shí)視頻圖像監(jiān)控的重要地點(diǎn)可用光纖

26、或無(wú)線網(wǎng)橋，尾礦壩內(nèi)部可以采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線等等，這些通訊可以在同一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)使用。3、軟件功能3.1通信功能中心站通過(guò)GPRJ無(wú)線通信方式，與尾礦壩監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行雙向通訊， 采集現(xiàn)場(chǎng)水位數(shù)據(jù)、位移數(shù)據(jù)，設(shè)置測(cè)控終端參數(shù)等。由現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)連接現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控層、工 程管理層和管理中心。廠通信系統(tǒng)HS48S塊間通佔(zhàn)臨捌姑與中 心站間嫌圻恃誰(shuí)番側(cè)樓 口中程站與nj電分中 心或上幼甲忖間il3.2數(shù)據(jù)管理功能321數(shù)據(jù)存檔功能中心站對(duì)采集到的各種數(shù)據(jù)，按照類(lèi)型、名稱(chēng)、屬性、時(shí)序等特征分類(lèi)，建立各種必須的數(shù)據(jù)庫(kù)。322數(shù)據(jù)顯示功能數(shù)據(jù)顯示功能是中心站對(duì)采集到的各種數(shù)據(jù)，按要求以不同的

27、形式進(jìn)行顯示，顯示方式為畫(huà)面、表格、圖像等不同形式，并可用顏色和符號(hào)表明數(shù)據(jù)性質(zhì)。如各種動(dòng)態(tài)的組態(tài)畫(huà)面、報(bào)表、曲線、圖標(biāo)等。3.2.3數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能是對(duì)存放在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行最大值、最小值、平均值、前差值、積累值、和其它各種特殊的運(yùn)算處理、統(tǒng)計(jì)分析 經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)給據(jù)需要，生成各類(lèi)報(bào)表、趨勢(shì)曲線、使用圖表，包 括即時(shí)報(bào)表、班報(bào)、月報(bào)、年報(bào)、各類(lèi)趨勢(shì)曲線、棒狀圖等等。這些報(bào)表、曲線、圖表可根據(jù)需要隨時(shí)打印成操作日志。324報(bào)表生成和打印功能中心站的軟件具備報(bào)表自動(dòng)生成和用戶定制功能，即操作人員利 用系統(tǒng)提供的使用程序，以及WINDOWMCEL通過(guò)簡(jiǎn)單的人機(jī)對(duì)話, 就可以完成報(bào)表的制

28、作工作，并具有定時(shí)打印和是隨時(shí)打印的功能。325檢測(cè)和報(bào)警功能 檢測(cè)功能在中心站的顯示屏上以組態(tài)畫(huà)面、報(bào)表、圖像的形式動(dòng)態(tài)顯示調(diào) 度系統(tǒng)的參數(shù)。顯示屏幕上可以顯示當(dāng)前檢測(cè)數(shù)據(jù)， 亦可查詢(xún)方式顯 示歷史數(shù)據(jù)（趨勢(shì)曲線）。顯示畫(huà)面，可以通過(guò)不同數(shù)據(jù)量定義不同 顏色或數(shù)據(jù)量值不同定義不同顏色，例如越界數(shù)據(jù)和報(bào)警定義紅色、 正常數(shù)據(jù)定義綠色，管線水流定義淡藍(lán)色等等。通過(guò)顏色變化、百分 比、色標(biāo)填充等手段增強(qiáng)了畫(huà)面的可視性和用戶的個(gè)性化。 檢測(cè)畫(huà)面檢測(cè)畫(huà)面包括尾礦壩水位圖、浸潤(rùn)線圖、報(bào)警畫(huà)面、各類(lèi)參數(shù)趨 勢(shì)圖、棒狀圖等。在顯示屏上的監(jiān)視畫(huà)面，還可以通過(guò)轉(zhuǎn)換設(shè)備將所有畫(huà)面?zhèn)魉偷紻LP投影屏和電子屏上等其它

29、大屏幕設(shè)備上顯示。返回實(shí)時(shí)子茶竦大壩宜全監(jiān)囲忝統(tǒng) 水両憎倍見(jiàn)采篥豕詵 im門(mén)自動(dòng)憂監(jiān)控菇娥 水庫(kù)工程爛闈骨理 心普電源港悝玉烷買(mǎi)時(shí)子系躱，厲劇面1痢面 口號(hào)別面L大壩牢ii團(tuán)1#雨1S買(mǎi)時(shí)L輸以閘監(jiān)現(xiàn)；鎰浜閘監(jiān)觀圧時(shí)電譽(yù)Lftifi 測(cè)I買(mǎi)時(shí)雨寶衣壩彊咒做握匸總表:買(mǎi)時(shí)通訊蚯測(cè) 報(bào)警功能當(dāng)故障、報(bào)警、越界發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，彈出報(bào)警畫(huà)面， 并通過(guò)聲光方式通知值班人員。報(bào)警畫(huà)面不但顯示故障點(diǎn)和故障類(lèi) 型，而且還可以按照?qǐng)?bào)警等級(jí)做出相關(guān)反應(yīng)，記錄故障的信息。報(bào)警信息一般要進(jìn)行手動(dòng)確認(rèn)，超過(guò)時(shí)間未進(jìn)行確認(rèn)，則自動(dòng)通 過(guò)短信方式將報(bào)警信心傳送到相關(guān)責(zé)任人及部門(mén)負(fù)責(zé)人的手機(jī)上。報(bào)警畫(huà)面與其它顯示畫(huà)

30、面相比，具有更高的優(yōu)先級(jí)。326事件處理功能 事件提示當(dāng)報(bào)警、越界、故障等事件發(fā)生時(shí)，在調(diào)度系統(tǒng)的屏幕上（無(wú)論 當(dāng)前正在顯示何種畫(huà)面），立即彈出報(bào)警窗口，顯示事件發(fā)生的信息 事件確認(rèn)當(dāng)操作員觀察到是事件發(fā)生信息時(shí)，可以打開(kāi)事件確認(rèn)畫(huà)面，按 動(dòng)確認(rèn)鈕，確認(rèn)已經(jīng)知道了事件的發(fā)生。若超過(guò)時(shí)間未進(jìn)行確認(rèn)，則 自動(dòng)通過(guò)短信方式將事件信息傳送到相關(guān)責(zé)任人及部門(mén)負(fù)責(zé)人的手 機(jī)上。 事件登錄當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，將所有的事件按事件順序排列，都一一記入不可 修改的“事件登記薄”，即報(bào)警日志。 事件打印系統(tǒng)上可以設(shè)置專(zhuān)用的事件打印機(jī)，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)將事件發(fā)生的 時(shí)間，事件說(shuō)明在事件打印機(jī)上打印出來(lái)。 事件檢索通過(guò)事件檢索畫(huà)

31、面，操作人員可以對(duì)已經(jīng)發(fā)生上的事件進(jìn)行檢索、 查詢(xún)和并在打印機(jī)上打印出書(shū)面文檔。327系統(tǒng)用戶安全性設(shè)置系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置不同的操作使用權(quán)限（如：系統(tǒng)管理員、中心操作員、 網(wǎng)絡(luò)查詢(xún)和瀏覽者）及相應(yīng)的用戶登錄及注銷(xiāo)界面。操作員交接班必 須進(jìn)行就用戶注銷(xiāo)及新用戶登錄操作并保持?jǐn)?shù)據(jù)接受及傳送的連續(xù) 性。主控中心應(yīng)能確認(rèn)、設(shè)置各監(jiān)控站的操作員工號(hào)。328系統(tǒng)調(diào)度指令功能系統(tǒng)應(yīng)能利用本網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備對(duì)測(cè)控終端實(shí)現(xiàn)調(diào)度指令的發(fā)布、回執(zhí)，并能顯示、存儲(chǔ)、查詢(xún)、瀏覽、打印指令信息（如：時(shí)間、工號(hào)、 指令信息、執(zhí)行時(shí)間等）。指令信息特別時(shí)控制指令具有更高的優(yōu)先 級(jí)，系統(tǒng)能夠通過(guò)設(shè)置指令屬性表區(qū)分不同的級(jí)別，并且用戶可按操

32、作權(quán)限自主增減指令信息。三、運(yùn)營(yíng)/管理（一）設(shè)備安裝在尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：1安裝的儀器設(shè)備的安全問(wèn)題。尾礦庫(kù)一般處在高山峽谷等人 員稀少的場(chǎng)地，且尾礦庫(kù)占地面積較大，因此，儀器設(shè)備的防盜問(wèn)題 是面臨的安全問(wèn)題之一。因此，傳感器、攝像頭及 GPS等設(shè)備應(yīng)安裝 穩(wěn)固，均應(yīng)在安全過(guò)程中考慮防盜問(wèn)題，GPS接收機(jī)應(yīng)放置在水泥墩內(nèi)，避免因?yàn)樵O(shè)備主機(jī)被盜，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作。2. 購(gòu)買(mǎi)的GPS等設(shè)備應(yīng)該有避雷裝置。GPS設(shè)備靠接收衛(wèi)星信 號(hào)來(lái)準(zhǔn)確測(cè)定壩體變形狀況，GPS天線應(yīng)盡量選擇軛流圈天線，盡可 能保證雷雨天氣的設(shè)備安全。3. 安裝位置應(yīng)考慮尾礦壩填筑過(guò)程高程變化。尾礦庫(kù)的運(yùn)行

33、期 為尾礦壩不斷升高、儲(chǔ)存尾砂庫(kù)容不斷增大的過(guò)程，與水利工程不同， 其壩頂高程隨著生產(chǎn)運(yùn)行期的發(fā)展不斷變化。 此外，對(duì)于上游式尾礦 壩來(lái)說(shuō)，其壩軸線還要不斷向庫(kù)內(nèi)前移（如圖 6所示）。因此，GPS 孔壓傳感器等設(shè)備的埋設(shè)位置應(yīng)能夠滿足尾礦庫(kù)整個(gè)運(yùn)行期安全監(jiān) 測(cè)和安全管理的需要，應(yīng)針對(duì)整個(gè)運(yùn)行期綜合考慮。4. 應(yīng)注意浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)位置。尾礦壩總在不斷加高，尾 礦壩浸潤(rùn)線還受降雨和放礦水的影響，其深度在一定范圍內(nèi)經(jīng)常變動(dòng)。現(xiàn)有的觀測(cè)設(shè)施只能測(cè)出進(jìn)水孔處的水頭或孔隙壓力。 從流網(wǎng)圖 可知：只有當(dāng)某個(gè)深度的水頭與該深度的高程相等時(shí)， 或者說(shuō)當(dāng)某個(gè) 深度的孔隙壓力接近于零時(shí)，該深度才是浸潤(rùn)線的位置。

34、監(jiān)測(cè)儀器埋 深了，測(cè)得的浸潤(rùn)線比實(shí)際浸潤(rùn)線低；儀器埋淺了，測(cè)不到浸潤(rùn)線。 浸潤(rùn)線的位置應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)資料綜合考慮。（二）運(yùn)營(yíng)管理基于金屬非金屬礦山尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在尾礦庫(kù)的運(yùn)行過(guò)程 中，除了應(yīng)及時(shí)掌握各種監(jiān)測(cè)技術(shù)指標(biāo)的最新數(shù)據(jù)外， 還要有尾礦庫(kù) 安全與否的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。 本系統(tǒng)認(rèn)為，應(yīng)結(jié)合尾礦庫(kù)定量安 全評(píng)價(jià)方法，通過(guò)對(duì)尾礦庫(kù)運(yùn)行期的安全評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)安全度 分析后，可以建立尾礦庫(kù)運(yùn)營(yíng)管理的預(yù)警技術(shù)和響應(yīng)方法。1. 浸潤(rùn)線指標(biāo)的預(yù)警方法通過(guò)尾礦壩現(xiàn)狀的勘察和資料分析，掌握特定尾礦壩的沉積規(guī)律、 材料分區(qū)及概化方法、堆壩材料的物理力學(xué)特性指標(biāo)，通過(guò)滲流驗(yàn)算 及分析，掌握汛期設(shè)計(jì)資料允許

35、的最高浸潤(rùn)線高程。 該指標(biāo)即時(shí)浸潤(rùn) 線監(jiān)測(cè)指標(biāo)的預(yù)警及響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。其中，滲流驗(yàn)算的計(jì)算方法如下所示：滲流分析的基本方程為：罟卜0式中，K為透水系數(shù)矩陣；H為總水頭向量；M為單元儲(chǔ)水量 矩陣；Q為流量向量；t為時(shí)間。對(duì)于等別不高的尾礦庫(kù)，還可以依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì) 規(guī)范中有關(guān)尾礦壩浸潤(rùn)線高度的預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行預(yù)警。2. 防洪能力的預(yù)警方法防洪能力的預(yù)警是避免汛期發(fā)生尾礦庫(kù)漫頂潰壩事故的最有效方 法。通過(guò)調(diào)洪驗(yàn)算得到當(dāng)前庫(kù)水位下，設(shè)計(jì)最高洪水位下尾礦庫(kù)需要 的調(diào)洪水深，即可以掌握當(dāng)前干灘長(zhǎng)度是否滿足調(diào)洪水深的要求。3. 壩體位移的預(yù)警方法通過(guò)尾礦壩當(dāng)前運(yùn)行現(xiàn)狀的有限元強(qiáng)度折減法壩坡穩(wěn)定性分析， 可

36、以近似得到發(fā)生極限滑動(dòng)情況時(shí)，壩體一定深度及表面的變形情 況，并結(jié)合尾礦壩位移監(jiān)測(cè)趨勢(shì)及變形率的定性判斷，可以準(zhǔn)確把握尾礦庫(kù)因受力情況發(fā)生位移趨勢(shì)及變化速率， 從而及時(shí)預(yù)警并采取響 應(yīng)措施，疏散下游群眾，并采取積極措施加固壩坡，避免因壩坡失穩(wěn) 發(fā)生潰壩的嚴(yán)重危害。其中，強(qiáng)度折減法計(jì)算壩體位移量的計(jì)算方法如下所示:壩坡有限元網(wǎng)格示意圖圖7為一壩坡的有限元網(wǎng)格示意圖，假定 A點(diǎn)為某一單元的一個(gè) 高斯點(diǎn)，以下關(guān)于點(diǎn)的應(yīng)力分析均以 A點(diǎn)為例。設(shè)尾礦的抗剪強(qiáng)度指 標(biāo)為c和？，則土的抗剪強(qiáng)度為：rf -c + cr tan 申假設(shè)尾礦的抗剪強(qiáng)度以某一折減系數(shù) F按下式進(jìn)行折減：彷=f F +(7 tan

37、F當(dāng)折減系數(shù)較小時(shí)，尾礦的抗剪強(qiáng)度較高，整個(gè)壩坡基本處于彈 性狀態(tài)。然后逐漸增加折減系數(shù)，則尾礦的抗剪強(qiáng)度逐漸降低，壩坡 中處于彈性的范圍會(huì)相應(yīng)減少。如對(duì)于A點(diǎn)，當(dāng)折減系數(shù)增加到某一 較大的值時(shí)，會(huì)不再處于彈性狀態(tài)，其摩爾-庫(kù)侖強(qiáng)度包線會(huì)下移至 與應(yīng)力摩爾圓相交。當(dāng)折減系數(shù)繼續(xù)增加，尾礦的抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步減小，壩坡的塑性 區(qū)會(huì)進(jìn)一步增大；當(dāng)折減系數(shù)增加到某一數(shù)值時(shí)， 塑性區(qū)形成連通的 區(qū)域，尾礦沿該剪切面發(fā)生不收斂的塑性剪切變形。 此時(shí)認(rèn)為壩坡發(fā) 生破壞，強(qiáng)度折減系數(shù)即認(rèn)為是壩坡的整體安全系數(shù)； 滑裂面的位置 可根據(jù)位移增量等值線或最大剪應(yīng)變?cè)隽康戎稻€的疏密來(lái)確定，也可根據(jù)破壞區(qū)域的范圍來(lái)判斷。

38、基于剛體極限平衡理論的壩坡穩(wěn)定分析方法已相當(dāng)成熟且廣泛應(yīng) 用于尾礦壩在內(nèi)的邊坡穩(wěn)定分析中。 然而，該法在處理荷載條件和邊 界條件復(fù)雜的邊坡時(shí)常遇到困難。 基于強(qiáng)度折減的有限元法，能夠處 理復(fù)雜荷載和邊界條件，算法先進(jìn)，可以更為準(zhǔn)確地分析尾礦壩的壩 坡穩(wěn)定性，為尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)位移指標(biāo)的預(yù)警提供依據(jù)。4. 注重與日常巡檢工作結(jié)合尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施，可以使管理者在主控制室內(nèi)能夠及 時(shí)把握尾礦庫(kù)的最新動(dòng)態(tài)和監(jiān)測(cè)指標(biāo)信息， 但是，尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)不能完全代替尾礦庫(kù)日常巡檢工作， 應(yīng)與日常巡檢結(jié)合，通過(guò)監(jiān)測(cè) 指標(biāo)和日常巡檢結(jié)合的比對(duì)，能夠更為科學(xué)的掌握尾礦庫(kù)的安全狀況 和運(yùn)行特點(diǎn)。四、產(chǎn)品映射1

39、. 孔壓傳感器的技術(shù)要求1）準(zhǔn)確度高，靈敏度高，穩(wěn)定性好，體積小，重量輕，直接頻率 輸出，激勵(lì)電路封裝在水密殼體內(nèi)。2）測(cè)量范圍：0.1、0.2、0.3、0.6、1.0、3.0、6.0、10.0、MPa （對(duì)應(yīng)于10-1000m水深）。3）準(zhǔn)確度：士 0.5%FS4）可直接用于江河、湖泊、海水的深度和液體壓力的測(cè)量，也可用作剖面系統(tǒng)的深度傳感器。2. GPS設(shè)備的技術(shù)要求1） GPS接收機(jī)及其配套設(shè)備，要求包括從數(shù)據(jù)采集、集中傳輸、解算處理、顯示和記錄及避雷和防盜等安全保護(hù)設(shè)施的全部設(shè)備。2）精度要求，水平：3mm+0.5ppm 垂直：5mm+0.5ppm上述精度指標(biāo)要求有國(guó)家光電檢測(cè)中心等權(quán)

40、威機(jī)構(gòu)的檢測(cè)結(jié)果， 并具有權(quán)威機(jī) 構(gòu)頒發(fā)的證書(shū)。3）解算軟件上有各個(gè)GPS接收機(jī)的獨(dú)立監(jiān)控模塊，通過(guò)解算軟件, 可以在計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)顯示具有上述精度的各個(gè) GPS接收機(jī)的坐標(biāo)和 位移量，并能夠?qū)崟r(shí)記錄在文本文件中。4）GPS接收機(jī)天線為軛流圈天線。5）具有避雷設(shè)施及其它安全保護(hù)措施五、標(biāo)準(zhǔn)支持在尾礦庫(kù)安全領(lǐng)域，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要參照尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程（AQ2006-2005。該標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的規(guī)定包括以下 內(nèi)容：1. 4級(jí)以上尾礦壩應(yīng)設(shè)置壩體位移和壩體浸潤(rùn)線觀測(cè)設(shè)施。必 要時(shí)還宜設(shè)置孔隙水壓力、滲透水量及其渾濁度的觀測(cè)設(shè)施。2. 做好日常巡檢和定期觀測(cè)，并進(jìn)行及時(shí)、全面的記錄。發(fā)現(xiàn) 安全隱

41、患時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理并向企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)報(bào)告。3. 尾礦庫(kù)運(yùn)行期間應(yīng)加強(qiáng)浸潤(rùn)線觀測(cè)，注意壩體浸潤(rùn)線埋深及 其出逸點(diǎn)的變化情況和分布狀態(tài)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求控制。4. 尾礦庫(kù)灘頂高程的檢測(cè)，應(yīng)沿壩（灘）頂方向布置測(cè)點(diǎn)進(jìn)行 實(shí)測(cè)，其測(cè)量誤差應(yīng)小于20mm當(dāng)灘頂一端高一端低時(shí)，應(yīng)在低標(biāo) 高段選較低處檢測(cè)13個(gè)點(diǎn)；當(dāng)灘頂高低相同時(shí)，應(yīng)選較低處不少 于3個(gè)點(diǎn)；其他情況，每100m壩長(zhǎng)選較低處檢測(cè)12點(diǎn)，但總數(shù)不 少于3個(gè)點(diǎn)。5. 根據(jù)尾礦庫(kù)防洪能力和尾礦壩壩體穩(wěn)定性確定，分為危庫(kù)、 險(xiǎn)庫(kù)、病庫(kù)、正常庫(kù)四個(gè)等級(jí)。除正常庫(kù)外，前三類(lèi)從文字上看，只 是程度有所不同。尾礦庫(kù)安全度定義緊緊依靠尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中 設(shè)定的監(jiān)測(cè)指標(biāo)來(lái)評(píng)判例如，危庫(kù)是指安全沒(méi)有保障，隨時(shí)可能發(fā)生垮壩事故的尾礦庫(kù),尾礦庫(kù)安全度中同時(shí)滿足下圖四個(gè)工況的尾礦庫(kù)為正常庫(kù)ll.rr.'l綜上所述，尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠緊扣我國(guó)現(xiàn)行尾礦庫(kù)安全技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，具有較大的實(shí)用意義和價(jià)值。六、標(biāo)準(zhǔn)化程度尾礦庫(kù)安