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尾矿库在线监测系统项目背景●概述在世界93种事故、公害隐患中，尾矿库事故的危害名列第18位，直接造成百人以上死亡的尾矿库事故已不鲜见。近几年来，我国尾矿库溃坝事故时有发生，使人民群众生命财产安全受到极大威胁，同时也给环境安全带来严重危害。据统计，自2005年以来，全国发生尾矿库溃坝等重特大事故19起，其中，2006年4月30日陕西镇安尾矿库溃坝，造成17人死亡、5人受伤；2008年9月8日山西襄汾“9·8”特别重大尾矿库溃坝事故，更是造成277人死亡。尾矿库的建设以及建设后的安全监管，已引起国家及各级人民政府的高度重视。目前我国尾矿库存在的主要隐患因素有：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不规范。我国的尾矿库建设整体质量不高，尾矿库防洪、抗震能力及坝体稳定性与发达国家相比相对偏低；四是小型库多。我国矿山规模小，四等库及四等库以下的小型尾矿库占90%以上；五是受地震威胁大。我国是多地震国家，尾矿库防震抗震是重要问题；六是失事后果严重。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，一旦失事则损失巨大。设计依据●法律法规●《尾矿库安全监督管理规定》（安全监管总局令第38号）●《非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法》（原国家安全监管局令第18号）●关于印发尾矿库隐患综合治理方案的通知》（安监总管-(2009)112号）●《关于加强非煤矿山安全监管支撑体系建设的意见》（安监总管-(2009)204号）●《关于进一步加强中小型金属非金属矿山（尾矿库）安全基础工作改善安全生产条件的指导意见》（安监总管-(2009)44号）●《国家安监总局关于在非煤矿山推广使用安全先进适用技术装备的指导意见》（安监总管一〔2009〕177号）●《国家安监总局办公厅关于做好尾矿库在线监测系统安装工作的通知》（安监总厅管一〔2010〕219号）。设计依据●技术规范●《尾矿库安全监测技术规范》（AQ2030-2010）●《选厂尾矿设施设计规范》（ZBJl-90）●《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）●《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）●《岩土工程监测规范》（YS5229-96）●《大坝自动监测系统设备基本技术条件》（SL268-2001）●《碾压式土石坝设计规范》（DL/T5395-2007）●《土石坝安全监测技术规范》（SL60-94）●《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418-95）●《降水量观测规范》（SL21-2006）●《工程测量规范》（GB50026-2007）●《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-91）设计依据●技术规范●《国家三、四等水准测量规范》（GBl2898-91）●《计算机场地通用规范》（GB/T2887-2011）●《建筑物防雷设计规范》(GB-50057-94)●《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB-50343-2004)●《视频安防监控系统工程设计规范》(GB-50395-2007)●《光缆线路自动监测系统工程设计规范》(YD5066-2005)●《信息技术设备用不间断电源通用技术条件》（GB/T14715-93）。设计依据●尾矿库等级等级全库容（V/万m3）坝高（H/m）一二等库，具备提高等级条件者二V≥10000H≥100三1000≤V＜1000060≤H＜100四100≤V＜100030≤H＜60五V＜100H＜30尾矿库安全等级划分：危库、险库、病库、正常库。项目背景●尾矿库监测要求（1）一等、二等、三等、四等尾矿库应监测位移、浸润线、干滩、库水位、降水量，必要时还应监测孔隙水压力、渗透水量、混浊度。五等尾矿库应监测位移、浸润线、干滩、库水位。（2）一等、二等、三等尾矿库应安装在线监测系统，四等尾矿库宜安装在线监测系统。必须必须必须必须必须干滩顶标高可选可选可选可选可选干滩坡度必须必须必须必须必须视频监控及人工巡视可选可选可分期可分期可分期浑浊度可选可选可分期可分期可分期渗透水量可选可选可分期可分期可分期孔隙水压力可选可选必须必须必须降水量必须必须必须必须必须四等库必须必须必须必须必须一等库必须必须必须必须必须二等库必须必须必须必须必须三等库必须表面变形位移必须库水位必须干滩长度必须浸润线必须内部变形位移五等库监测项目设计依据●监测项目表面位移监测内部位移监测浸润线监测干滩监测降雨量监测库水位监测视频监测表面位移监测●监测要求监测内容坝体表面位移监测目的掌握尾矿坝整体表面位置的变化及其变化速率（包括平面位移和垂直沉降），确定尾矿坝坝体整体位移变形的情况，是确定尾矿库安全性的重要指标之一。监测手段GPS、水准仪、静力水准仪、全站仪、经纬仪、引张线点位布置一般要求测点和基点的结构必须坚固可靠，且不易变形，冰冻区应深入冰冻层以下0.5m。垂直方向初期坝顶和后期坝顶各布设一排，每30～60m高差布设一排，一般不少于3排。水平方向一般坝长小于300m时，宜取20～100m；坝长大于300m时，宜取50～200m；坝长大于1000m时，宜取100～300m。表面位移监测●监测设备-GPS技术指标监测原理各GPS监测点与参考点接收机实时接收GPS信号，并通过数据通讯网络实时发送到控制中心，通过服务器GPS解算软件解算出各监测点三维坐标，并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量，同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。位置精度垂直：5mm＋1ppm；水平：3mm＋1ppm通讯接口2个RS-232通信口首次定位时间热启动：35s；冷启动：65s重捕获时间L1：1.0s（典型值）输入电压9～32VDC输入时间精度20ns灵敏度-80～-105dBm（天线输入电平）工作温度-40℃～+75℃湿度95%无冷凝表面位移监测●监测设备-静力水准仪技术指标监测原理由一系列智能液位传感器及储液罐组成，储液罐之间由连通管连通，通过测量每个测点容器内液面的相对变化，计算求得各点相对于基准点的相对位移变化。产品型号：9675量测范围：150mm,300mm,600mm,1000mm(1m)操作温度：-20℃至+80℃精确度：±0.1%F.S.灵敏度：0.025%F.S.长度x外径：680mmx100mm(300mmType)固定架尺寸：160mmx140mmx10mm表面位移监测●设备安装-GPS土建施工•墩台浇筑设备安装•天线安装•设备箱安装设备调试•配置•采集表面位移监测●设备安装-静力水准仪土建施工•测点找平•墩台浇筑设备安装•储液罐安装•联通管安装•灌水•传感器安装及保护设备调试•编号记录•初值记录内部位移监测●监测要求监测内容坝体内部位移监测目的掌握尾矿坝坝体内部的位移变化及其变化速率，结合表面综合位移信息可确定尾矿坝坝体整体位移变形情况。监测手段多点位移计、固定测斜仪、钢丝水位位移计、引张线、激光准直仪等。点位布置一般要求监测断面的布置应视尾矿库的等别、坝的结构型式和施工方法以及地质地形等情况而定，宜布置在最大坝高断面及其它特征断面(原河床、地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等)上。垂直方向布设1～3条监测垂线，其中一条宜布设在坝轴线附近。监测垂线上测点的间距，一般2～10m。每条监测垂线上宜布置3～15个测点。水平方向可设1～3个断面内部位移监测●监测设备-固定式测斜仪监测原理技术指标坝体内部位移监测采用固定式测斜传感器，监测原理为固定测斜仪内部有高精度角度感应芯片，在坝体上打孔将传感器安装的指定位置（配合测斜管使用），通过测量角度的变化，换算出位移的变化。标准量程±15°测量精度≤0.1%F.S灵敏度＜10弧秒（±0.005mm/m）温度范围-20~+80°C供电电压12V输出电压±3V@±10°直径×长度Ø32×187mm耐冲击2000g内部位移监测●设备安装-固定式测斜仪土建施工•打孔下管设备安装•传感器安装•管口保护处理设备调试•编号记录•初值记录浸润线监测●监测要求监测内容坝体浸润线监测监测目的确定各高程各断面坝体浸润线的高程及其变化量，对比警界值进行安全评价与预警监测手段测压管配合超声波水位计、磁敏水位计、渗压计、红外测距仪等点位布置一般要求埋深应参考实际浸润线深度确定。纵向宜选在有代表性且能控制主要渗流情况的坝体横断面以及预计有可能出现异常渗流的横断面，一般不少于3个，并尽量与位移监测断面相结合。横向宜在堆积坝坝顶、初期坝上游坡底、下游排水体前缘各布置l条铅直线，其间部位每20～40m布设1条铅直线。浸润线监测●监测设备-渗压计技术指标监测原理通过渗压计测量渗流水压，换算成水柱高度，再根据安装深度计算浸润线高度标准量程0、0.35、0.7、1、2、3MPa精度误差不大于20mm非线性度直线：≤0.5%FS；多项式：≤0.5%FS灵敏度≤0.035%F.S过载能力50%仪器长度133mm外径19mm浸润线监测●设备安装-渗压计土建施工•打孔下管设备安装•传感器安装•管口保护处理设备调试•编号记录•初值记录库水位监测●监测要求监测内容库水位监测目的随时掌握库水位，结合降雨情况控制最小干滩长度，预留调洪库容监测手段电子水尺、遥测水位计、超声波水位计、渗压计等点位布置一般要求水尺零点高程每隔3～5年应校测一次。当怀疑水尺零点有变化时应及时进行校测。水位计应每年汛前检验。水位监测的测量误差应小于20mm。点位要求应设置在基本能代表库内平稳水位，一般宜布置在库内排水构筑物（如排水井、排水斜槽等）上。库水位监测●监测设备-渗压计技术指标监测原理通过渗压计测量水压，换算成水柱高度，再根据安装深度计算水位高度标准量程0.35、0.7、1、2、3MPa精度误差不大于20mm非线性度直线：≤0.5%FS；多项式：≤0.5%FS灵敏度≤0.035%F.S过载能力50%仪器长度133mm外径19mm库水位监测●监测设备-超声波液位计技术指标监测原理通过超声波液位计监测立杆顶部到水面距离高度的变化，结构立杆高程计算水位高度。1、信号输出→标配4～20mA或选配485、232.2、测距能力→俗称量程4、7、10、12、15、17、20m以及大功率50m3、发射全角→7°～12°发射角的大小和测距能力成正比.4、工作模式→测量距离L和测量液位H模式转换,菜单可选.5、盲区→0.25～1.0m→盲区固有,菜单可查.6、分辨→测量距离＜10m→1mm.测量距离≥10m→10mm7、防护等级→Ip66.8、精度→0.5％.9、环境温度→-15～+55℃.库水位监测●设备安装-超声波液位计土建施工•浇筑立杆基础•可利用结构-支架设备安装•标高确定•传感器安装设备调试•编号记录•初值记录降雨量监测●监测要求监测内容库区降雨量监测目的随时掌握库区降雨量，结合库水位控制最小干滩长度，预留调洪库容监测手段容栅式雨量计、自计雨量计、遥测雨量计、自动测报雨量计等点位布置一般要求建议每20Km2汇水面积设置一个监测点。点位要求近库开阔处。●监测设备-翻斗式雨量计雨强范围0.01mm～4mm/min发讯方式双触点通断信号输出承雨口径Φ200环境温度-10℃～50℃刃口锐角40°～45°相对湿度95%(40℃)分辨力0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm可选雨量计重量φ216×4102Kg测量准确度≤±2%降雨量监测●监测原理雨水经承雨口汇至翻斗，通过翻斗翻转次数计算出雨量大小。降雨量监测●设备安装-翻斗雨量计土建施工•浇筑底座基础设备安装•传感器安装•找平设备调试•校正干滩监测●监测要求监测内容滩顶高程、干滩长度及坡度监测监测目的掌握滩顶高程、干滩长度及其坡度监测手段激光测距仪、全站仪、水准仪、超声波物位计、高清长焦夜视摄像头、干滩标尺、强反光带主动光源干滩标尺点位布置一般要求一等要求干滩长度不小于150m、二等要求不小于120m、三等要求不小于100m、四等要求不小于70m、五等要求不小于50m。横向干滩标尺人工观测法：