发布时间 : 星期二 文章矿尾矿库区数字化监测管理系统方案设计更新完毕开始阅读
尾矿库监测管理系统
1 工程概述
尾矿库区监测管理系统，主要监测尾矿库区内同生产、安全密切相关各项指标数据，如浸润线、坝顶高度、滩顶高度、干滩长度、库区水位等，并根据监测的结果指导生产，并给出相应的预警信息，同时将尾矿管理日常工作纳入计算机管理，实现生产数据报表、相关文档管理等的信息化。
2 监测设计的预期目标
尾矿库大坝监测系统的预期目标是：保证坝体的安全，充分发挥工程效益，更好地为安全生产服务。尾矿库大坝监测系统实施后将能实现以下任务：
1）监视运行期间大坝的状况变化和运行情况。在发现不正常现象时及时分析原因，采取措施，防止发生事故，以保证生产的安全运行。
2）随时对观测资料进行分析，开展对大坝技术鉴定，总结运行经验，为改善运行方式和制定安全计划、评价工程质量提供数据。
3）定期进行观测资料的整编、为其它类似建筑物的设计、施工、管理和科研提供资料。 4）主要观测项目：
坝体表面变形，浸润线，库水位监测。
3 监测系统设计依据和标准
3.1 工程等级和设计标准
根据《防洪标准》(GB50201-94)、《抗震规范》、国家经济贸易委员会第20号令《尾矿库安全管理规定》及《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)等。
3.2 设计依据和设计原则
遵照中华人民共和国行业标准《尾矿库安全技术规程》（征求意见稿）、《国家尾矿库安全监督管理规定》(征求意见稿)、SL60-94《土石坝安全监测技术规范》、中华人民共和国行业标准SL268-2001《大坝自动监测系统设备基本技术条件》的有关规定，并综合考虑工程的实际情况。尾矿库大坝监测设计中遵循下列原则：
（1）安全监测系统要满足上述两个行业标准的技术要求。
（2）充分考虑原工程特点，选择必要的监测项目和测点。监测点的布置，既要保证监测点的位置具有代表性，又要体现其特殊性。
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（3）全面、准确地反映大坝工作性态，及时发现异常迹象，有效地监视大坝安全，为运行管理提供可靠的资料，满足工程现代化管理的需要。
（4）监测系统的设计和选型，既要先进又要实用。在满足安全监测要求的前提下力求经济合理。
（5）配置相应的软件，实现大坝安全监测数据的自动整理和分析。
4 监测项目和测点布置
按规范要求，三等以上建筑物的必设监测项目为：坝体表面变形、渗流量、坝基渗流压力、坝体渗流压力、库水位、降水量、气温和巡视检查。一般监测项目为：内部变形、坝坡位移、绕坝渗流、孔隙水压力等。
在必设项目中，由于尾矿库由尾矿浆中的固体成份堆积而成，是长年形成的堆积坝体，磁感应较强，与一般水库存在较大的差异，故有些项目设置的意义不大。按照要求，具体观测项目监测手段如下所述：
4.1 巡视检查
巡视检查分日常巡视检查、定期检查和特殊情况下的巡视检查等。尾矿库主要进行坝体、坝面、坝肩及滩面及库水位的巡视检查。
4.2 干滩监测
采用西门子超声波物位计实现自动化无人值守干滩实时在线观测，将数据传到尾矿车间，提供给生产管理人员，以利于他们结合库区水位、洪水挑高等数据，随时计算滩顶高度和干滩长度。主要设备选用XLT Transducers 超声波传感器，具体特点如下：
Echomax XLT超声波传感器应用超声波技术可同时监测固体物位和液体变化，应用范围广，温度适应范围可达150℃，波束角仅为5°，在狭长的测量环境中也能提供精确读数。最大工作压力800Kpa（8bar,120PSI），随着信号灵敏度的提高，西门子XLT传感器可以用于严酷的工况如工业尾矿、石灰石、水泥熟料和炽热的石块。
在运行时，Echomax超声传感器以一个窄的波束发射垂直于超声传感器表面的声音脉冲。物位监视器测量发射脉冲和回波之间的时间来计算从传感器表面到物位表面的距离。内装式温度传感器可以补偿在量程范围内温度变化所引起的声速变化。 特点
●密封的铝制表面
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●内置式温度传感器 ●自清洁和低维护成本 ●2线制连接 ●安装简单
4.3 渗压渗流(浸润线)监测
渗水在水位作用下，水流渗入坝体，将坝体分为上干下湿两部分，干湿尾沙的分界线为浸润线。坝体浸润线监测采用在坝体内埋设测压管进行监测，测压管采用在坝体表面钻孔埋设。以原已埋设的测压管来监测坝内浸润线的位置。设计系统中采用浸润线分析组件，按照尾矿坝浸润线时间序列，通过建立一个灰色算子，来弱化坝体高度、库内水位等因素所带来的确定性影响, 浸润线时间序列存在着非整数维，是一个混沌系统。灰色算子能较好地处理混沌问题。根据浸润线观测数据，系统软件绘出坝体浸润线，并与数据库中的工程设计水位浸润线进行比较，实现浸润线观测的自动化。
根据尾矿库大坝形成的特点，尾矿库主坝分设若干监测断面，每个断面设若干个监测点。 在每个测压管内安装渗压计实现自动监测。
4.4 库水位监测
根据国内外仪器的可靠性情况可采用超声波物位计或浮子式水位计进行库水位监测，超声波物位计还是选用Echomax XLT型号。配接专用遥测数据终端及中心站软件，实现库水位的自动化数据测量、采集、传输与显示。
浮子式水位计型号可采用为WHF-2型。 ? 技术指标：
1．浮子直径： Φ15 cm (特殊订货：Φ12 cm、Φ10cm) 2．水位轮工作周长： 32cm 3．平衡锤直径： Φ2cm
4．测量范围： 40m（特殊订货：10、20、80m） 5．分辨力： 1cm 6．最大水位变率： 100cm/min
7．准确度： 10m量程时，≤±0.2%FS ； ＞10m量程时，≤±0.3 %FS 8．水位轮转动力矩： ≤0.015N?n 9．编码码制： 格雷码
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10．平均无故障工作次数： 13107次 11．显示方式： 机械数字显示
12．显示位数： 5位，高第1位为工作状态，0表示工作正常；9表示反转； 低4位为水位(cm)
13．工作环境温度： -10℃～+50℃（测井水不结冰） 14．体积： 宽3高3深14cm315cm315cm 15．净重： 3.2Kg 浮子水位计安装示意图如下：
5 大坝监测仪器选型
为了实现尾矿库大坝监测自动化，需要在大坝上安装测压管渗压计。根据《规范》和有关规定的要求，结合尾矿库大坝监测项目及该项目的设计原则，选定尾矿库大坝安全监测自动化系统的监测仪器，现将有关仪器选型以及所选仪器的性能、技术指标说明如下。
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