尾矿库安全监测系统

时间:2022-09-01 07:00

概述

        尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以堆存金属非金属矿山矿石选别后排出的尾矿的场所,它是维持矿山正常生产的必要设施,也是金属非金属矿山的重大危险源,作为具有高势能的人造泥石流危险源,尾矿库一旦发生溃坝事故,将会给下游人民的生命财产安全造成巨大损失,给周边环境造成严重污染。

        我国作为非煤金属矿山生产大国,尾矿库还存在以下不利因素:一是筑坝尾矿粒度细,由于筑坝的尾矿粒度细,细尾矿的力学强度低、透水性差、不易固结,造成坝体稳定性较差;二是上游法筑坝多,我国目前85%的尾矿库采用上游法筑坝,较下游法和中线法筑坝的坝体稳定性差;三是尾矿库安全设计标准较低。我国作为发展中国家,尾矿库防洪、抗震及坝体稳定等建设标准与发达国家相比相对偏低;四是受地震威胁大,我国是多地震国家,尾矿库防震抗震是重要问题;五是失事后果严重,我国人口众多,尾矿库难以避开居民区和重要工业、交通设施,一旦失事,损失巨大。

      尾矿库安全监测系统充分利用现代智能传感器技术、通信技术、网络和计算技术实现尾矿库实时在线安全监测和预警,很好的解决了目前传统人工检测中的不足。

尾矿库监测系统框架

      康耐物联尾矿库安全监测系统架构如下图所示,其主要由感知层、数据采集层、传输通信层、云平台及移动终端组成。

      感知层主要完成待监测物理量的信号转换,其由多种类型智能传感器构成,主要有应变传感器、压力传感器、倾斜传感器、力传感器等。

      数据采集层主要负责数据采集,将感知层转换后的电信号转换成数字信号,以方便数据远距离传输。

      传输通信层负责采集层与监测管理平台之间通信及数据传输。数据传输方式主要有有线传输和无线传输。有线传输通过光纤、网线经网关将数据上报到监测平台;无线传输主要通过GPRS/3G/4G/5G以及北斗短报文等方式将数据上报到省市及有关单位监测平台。

      应用层负责数据信息化管理,如控制指令下发和数据接收、多传感器数据融合分析、结果展示、4级预警等。四级预警信息通过短信或邮件及时发送到相关管理人员,并提示后台及时对结构当前状态进行安全评估。

监测项目及设备

      尾矿库安全监测系统主要监测项目包括坝体表面位移监测、坝体内部位移监测、浸润线监测、干滩监测、库水位监测、降雨量监测、渗流量监测、视频监测等,下表列出了尾矿库安全监测中一些主要监测项目及使用到的传感器或仪器设备。

序号 测量项目 传感器(仪器设备)类型 常用传感器
(仪器设备)型号
1 坝体表面位移 GNSS位移监测一体机 CONN-GNSS一体机
2 坝体深层水平位移/内部位移 导轮式固定测斜仪 CONN-SCLI串联导轮式固定测斜仪
3 浸润线  孔隙水压计 CONN-VWP/W-OSM渗压计/孔隙水压计
4 渗流量 量水堰计 CONN-LSYJ量水堰计
5 干滩  雷达物位计 CONN-BRL300雷达物位计
6 库水位 数字式水位计/雷达水位计 CONN-WLG/CONN-BRL300雷达水位计
7 降雨量 翻斗式雨量计 CONN-RainG雨量计
8 视频  监控摄像机 海康监控摄像机


尾矿库安全监测示意图