尾礦庫在線監(jiān)測和視頻監(jiān)控設(shè)計

1、尾礦庫在線監(jiān)測和視頻監(jiān)控設(shè)計姓名：羅勇東學(xué)號：老師：時間：江西理工大學(xué)1/29 PPT論壇： Contents目 錄一、背景二、尾礦庫監(jiān)測設(shè)計關(guān)鍵點三、尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計四、結(jié)論、展望2/291背景3/291.背景 我國現(xiàn)近萬座礦山尾礦庫，較大規(guī)模在1 500 座以上，儲有尾礦 90 億 t，年排尾礦6億t。 即使我國尾礦庫數(shù)量較多，但大部分是小型尾礦庫，大中型尾礦庫占尾礦庫總數(shù) 30 %。4/291.背景 壩體一旦潰決，庫內(nèi)礦砂和水將以泥石流形式涌出，其危害程度遠(yuǎn)比水庫潰壩嚴(yán)重，而且還會造成嚴(yán)重環(huán)境污染。 最為經(jīng)典事故就是 年 9 月8日山西襄汾縣新塔礦業(yè)有限企業(yè)尾礦庫潰壩，直接造成 271

2、 人遇難。5/291.背景 尾礦庫管理安全意識淡薄，甚至有部分尾礦庫沒有經(jīng)過正規(guī)設(shè)計和審批，筑壩工藝簡單，施工監(jiān)督不力，配套設(shè)施不全，安全生產(chǎn)現(xiàn)實狀況令人擔(dān)憂。6/292尾礦庫監(jiān)測設(shè)計關(guān)鍵點7/292.尾礦庫監(jiān)測設(shè)計關(guān)鍵點 尾礦庫監(jiān)測總體設(shè)計干灘浸潤線降雨量防雷庫水位壩體位移視頻監(jiān)控8/293尾礦庫監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計9/293.1浸潤線監(jiān)測設(shè)計 監(jiān)測原理：采取滲壓計，經(jīng)過在壩體中鉆孔，把滲壓計放入。經(jīng)過測量滲壓計壓力，再轉(zhuǎn)換為水位 ( 高程 )，即可得到壩體或繞壩浸潤線高度及其位置，浸潤線埋深可經(jīng)過計算得出。滲壓計與自動數(shù)據(jù)采集儀經(jīng)過電纜連接，采集儀再通過電纜、光纖與現(xiàn)場值班室相連，從而形成整個監(jiān)測

3、網(wǎng)絡(luò)。10/293.1浸潤線監(jiān)測設(shè)計傳感原理： VWP型振弦式滲壓計由透水板、振弦及纜激振電磁圈、密封殼體、感應(yīng)膜、信號輸出電纜等組成。鋼弦自振頻率與其張緊力大小、材料、長度等相關(guān)，但振弦一經(jīng)確定后，振弦自振頻率就是一個確定值，振動頻率改變量即對應(yīng)受力大小。 11/293.1浸潤線監(jiān)測設(shè)計12/293.1浸潤線監(jiān)測設(shè)計接線和集線箱：從滲壓計到終端箱或數(shù)據(jù)統(tǒng)計儀距離較遠(yuǎn)，這時多個滲壓計經(jīng)過電纜用一個連接裝置（接線盒）連接，再將將各個電纜接到一根多芯電纜上，然后將多芯電纜通到觀察站。13/293.1浸潤線監(jiān)測設(shè)計防雷：在暴露在外地方，滲壓計防雷擊保護(hù)是十分關(guān)鍵。 將避雷器板（LAB-3）放在與電纜

4、組成直線，并盡可能靠近安裝滲壓計，有很好防雷效果。14/293.2壩體位移監(jiān)測設(shè)計壩體表面位移監(jiān)測：采取 GPS 自動化監(jiān)測方式對壩體表面位移進(jìn)行實時在線監(jiān)測。參考站點與各監(jiān)測站點 GPS 信號接收機(jī)將實時接收到信號經(jīng)過通訊系統(tǒng)，再經(jīng)過路由器、交換機(jī)等設(shè)備傳輸?shù)街行姆?wù)器。服務(wù)器依據(jù)接收到初始位置信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理軟件能夠解算出個監(jiān)測點三維坐標(biāo)，再依據(jù)各監(jiān)測站點實時三維坐標(biāo)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析軟件即可取得監(jiān)測站點改變量，將這個化量與系統(tǒng)設(shè)置報警值相比較即可實現(xiàn)預(yù)警。15/293.2壩體位移監(jiān)測設(shè)計壩體內(nèi)部位移監(jiān)測原理：經(jīng)過在壩體打孔，埋設(shè)專門內(nèi)部位移監(jiān)測設(shè)備，實時采數(shù)據(jù)經(jīng)過采集器采集 并經(jīng)過光纖發(fā)到服

5、務(wù)器上，從而完成內(nèi)部位移監(jiān)測。16/293.2壩體位移監(jiān)測設(shè)計壩體內(nèi)部位移傳感原理：采取鉆孔固定測斜儀，其工作原理是經(jīng)過傳感器測頭內(nèi)擺錘在重力作用影響下來逐段測量鉆孔軸線與鉛垂線之間夾角，之后利用幾何關(guān)系分段計算得到鉆孔軸線相對于鉛垂線水平偏移量，再將其累加得到總偏移量及沿管軸線整個孔深位移改變情況。17/293.4降雨量監(jiān)測設(shè)計降雨量監(jiān)測：采取翻斗式雨量計，雨水經(jīng)過雨量計承雨口進(jìn)入雨量計內(nèi)翻斗中，依據(jù)翻斗翻動一次雨量為 0.5mm。依次累計。雨量計輸出為 RS485 信號，RS485 信號線進(jìn)入機(jī)房，經(jīng)串口服務(wù)器轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)信號接入機(jī)房交換機(jī)，再經(jīng)過光纖接入綜合監(jiān)控中心服務(wù)器。18/293.4

6、干灘監(jiān)測設(shè)計干灘監(jiān)測原理：超聲波測量法進(jìn)行監(jiān)測。在尾礦壩選擇 N 個剖面，每個剖面設(shè)置兩個監(jiān)測點，其中一個設(shè)置在壩體干灘灘頂處，另一個則對應(yīng)地按國家標(biāo)準(zhǔn)要求距離位置設(shè)在從壩體向庫區(qū)水位方向上。在設(shè)計監(jiān)測站點埋設(shè)置桿，提前測定好物位計高程和相對位移，然后安裝超聲波物位計。詳細(xì)測算方法是經(jīng)過測定物位計與實際灘面高度進(jìn)行類比計算，算出它高度和干灘坡度。19/293.4干灘監(jiān)測設(shè)計超聲波測量原理：利用超聲波在各種介質(zhì)中傳輸差異，然后將換能器安裝在水上，經(jīng)過發(fā)射與接收來測量水位。經(jīng)過水面反射聲波，依據(jù)聲波傳回時間來分析計算得出水位。20/293.5庫水位監(jiān)測設(shè)計21/293.6視頻監(jiān)控設(shè)計視頻監(jiān)控： 尾

7、礦壩監(jiān)控系統(tǒng)：前端監(jiān)控設(shè)備、視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)、值班室及主控中心。前端監(jiān)控設(shè)備負(fù)責(zé)實時采集各監(jiān)控點情況，并將拍攝到視頻與圖像經(jīng)過視頻傳輸專網(wǎng)傳送至主控中心。為實現(xiàn)對尾礦庫主關(guān)鍵點位安全監(jiān)控，系統(tǒng)前端采取高清紅外攝像機(jī)。視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)由光纖、網(wǎng)線、光纖收發(fā)器、交換機(jī)等部件組成，負(fù)責(zé)將前端設(shè)備采集信息傳送到監(jiān)控中心，也負(fù)責(zé)將監(jiān)控中心下發(fā)指令傳遞給前端設(shè)備，是視頻信號傳送通道。22/293.6視頻監(jiān)控設(shè)計視頻監(jiān)控安裝： 攝像裝置采取球型攝像頭，分別于早期壩上游、下游邊坡上安裝，可配合夜用照明燈使用。通訊方式可選擇電纜、有線光纖、互聯(lián)寬帶等，監(jiān)控中心計算機(jī)安裝監(jiān)控軟件，輕點鼠標(biāo)即可控制云臺方向，實現(xiàn)全方位

8、觀察。 23/293.7防雷設(shè)計 直擊雷防護(hù)： 辦公大樓監(jiān)控中心屋面上避雷針采取直徑為 25mm 鍍鋅鋼管，然后與庫區(qū)接地網(wǎng)相連，室外接地網(wǎng)接地電阻普通小于 2，能夠有效預(yù)防直擊雷。 安裝在壩體基站避雷針采取直徑為 19mm 鍍鋅圓鋼，用鍍鋅鋼管制作針尖，針尖刷錫長度不得小于 70mm，管壁厚度不得小于 3mm。24/293.7防雷設(shè)計 接地網(wǎng)： 地網(wǎng)設(shè)計，在機(jī)房周圍需要挖深度為 600mm800mm，寬度不少于 500mm，接地電阻 R4。25/293.8總體設(shè)計 整個安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計，主要有兩個場所：一個是尾礦庫現(xiàn)場；另一個是監(jiān)控機(jī)房。數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場由在尾礦庫監(jiān)測區(qū)域內(nèi)傳感器和監(jiān)測終端來進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)在現(xiàn)場監(jiān)測中心布置在尾礦庫現(xiàn)場值班室中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、存放和備份；監(jiān)控中心設(shè)置在辦公樓內(nèi)，主要是對最終監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，以列表、曲線和柱狀圖形式展示數(shù)據(jù)實時改變情況，同時監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確安全評價，并能及時作出報警和預(yù)警判斷并通知管理員。26/294結(jié)論與展望27/294.結(jié)論與展望 監(jiān)測系統(tǒng)依據(jù)據(jù)對影響壩體安全各個指標(biāo)實時監(jiān)測，能夠?qū)Υ髩伟踩龀鲈u價，當(dāng)監(jiān)測值超出預(yù)警閥值時做出預(yù)警，從而防止?jié)蔚戎卮笫鹿拾l(fā)生。因為自動化精密監(jiān)測儀器介入，監(jiān)測數(shù)據(jù)比