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尾矿库在线监测系统的研究与实现

日期:2019年3月1日 14:45

尾矿库在线监测系统利用现代电子、信息、通信及计算机技术,实现对尾矿库运行指标的实时自动连续采集及自动分析。系统建立综合性的监管平台,依托智能的软件系统,当尾矿为监测内容出现异常时,及时预报预警,提醒企业尽快启动相应的处理措施及预案,保障尾矿库的安全运行。 尾矿库监测

通过尾矿库在线监测系统,可以实现尾矿库管理的信息化、实时化、网络化,并能及时直观地掌握尾矿库的运行动态,为尾矿库加固工程设计、管理及消除安全隐患提供依据,为尾矿库的管理决策提供有力支持。为保障坝体安全,实现安全生产,提供了一个良好的高新技术平台。

  

1 研究思路及关键技术

  

尾矿库在线监测系统需要解决传感器数据采集、图形化展示、数据分析、预警管理等问题。具体如下:

  

实时监测及数据传输:实时监测浸润线、实时雨量、实时库水位、渗流量、坝顶沉降、坝体内部外部位移以及视频监控等重要尾矿坝运行参数。根据现场条件采用有线或GPRS无线的方式传输数据。

  

趋势分析:通过将大坝浸润线、库水位、实时雨量以及大坝渗流量等相关数据进行处理,并进行综合比较分析。把相关参数统一呈现在相同时间轴的曲线上,根据图形曲线得出各类坝体运行数据的时间和空间的相关性,并对坝体健康状况进行综合判断。通过对坝体位移历史数据进行位移速度计算,得出坝体位移变化的趋势数据,趋势数据能够直观反映坝体位移的速率,易于捕捉坝体的位移突变情况。同时能够推算出相关点的趋于稳定时的最终位移值。

  

预警报警:利用直观的手段对各类相关监测数据进行对比分析,同时数据异常时及时预警,为尾矿坝安全运行提供及时有效的保障。

  

坝体呈现参数动态化:为了满足不同类型尾矿坝的真实呈现,系统将坝体的关键参数如内坡比、外坡比、坝顶高度、坝顶宽度等参数动态化。针对不同的尾矿库设置相应的呈现参数,最大限度的还原和呈现尾矿坝坝体形态,已达到真实性和通用性的目的。

  

2 系统实现

  

2.1 系统架构

  

系统采用分层结构化架构设计。分为:数据存储、数据采集、数据处理、数据表示以及预警报警子系统。

  

2.2 数据采集系统

  

数据采集系统负责采集浸润线、实时雨量、实时库水位、渗流量、坝顶沉降、坝体内部外部位移以及视频监控等数据。

  

各类传感器数据由系统自动采集,系统预设了正常采集、恶劣天气加密采集、手动采集等多种采集方式。采集系统采用开放性设计,能够支持各种类型的传感器,并为未来新型传感器预设接口,以始终保持整个监测系统的先进性。如图1所示。

  

2.3 数据处理分析系统

  

2.3.1 坝体含水综合分析

  

通过一段时间的数据积累,可以推演出坝体浸润线与库水位、实时雨量、渗流量等参数的数据模型,对综合判断坝体健康状况进行判定。

  

2.3.2 坝体位移趋势分析

  

坝体位移分为内部位移、外部位移以及坝体沉降等。系统通过对坝体位移历史数据进行微分计算,得出坝体位移的趋势数据。趋势数据能够直观反映坝体位移的速率,易于捕捉坝体的位移突变情况。

  

2.3.3 干滩长度推演

  

根据库水位、滩顶高程、干滩内坡比等数据自动计算出干滩长度,经与实测数据比较,精确度高。

  

2.4 预警报警系统

  

多条件综合预警:系统综合浸润线、内部位移、雨量等多种监测条件进行综合预警,有效保证报警的有效性和真实性,大大减少因其他原因造成的报警误报。

  

发布多级预警信息:系统自动检查是否有超出警戒值的数据,并根据该预警数据发布不同级别的报警信息。

  

采用多种预警方式:同级别的报警信息可以通过系统登录提示、声光报警器、短信通知等多种方式传达至相关责任人和领导。

  

启动相应应急预案:根据报警信息的级别,及时启用相应级别应急预案,化解险情,消除隐患。

  

审核每条预警记录:预警信息处理完成之后,需要经过审核之后才能关闭,做到预警信息闭环管理。

  

3 系统特点

  

监测指标的全面性:监测指标包括坝体位移、浸润线、库水位、干滩指标等关键参数,并提供清晰的库区图像。

  

信息采集时效性:系统支持数据主动采集及应答式采集数据模式,数据采集精确,及时有效的呈现各种数据。

  

专业的趋势分析系统:实时分析和解读各监测数据,通过对比以及数据之间的联系,做出关键指标的趋势分析,辅助企业决策。

  

及时的预警管理:系统隔一个设定的时间检查是否有超出警戒值的数据,当监测指标达到预报值时,联动短信息平台、声光报警器,及时通知有关负责人和领导,使企业能够及时采取相关处理措施。

  

监测软件采用B/S多层架构设计:把用户接口层、业务逻辑层、数据库层进行分别设计、单独部署,有助于软件设计和软件维护。

  

4 结论

  

该系统通过GPS卫星定位技术、传感器自动采集技术、GPRS无线分组传输技术、高清晰图像监控技术及计算机技术,实现监测信息的采集、处理及发布。系统在干滩长度演算、坝体位移监测精确度、预警信息及时性、应急预案完善度、各项指标数据分析专业性等方面做出重大技术突破,真正做到了监测指标全面化、数据分析专业化、预警应急模块化,以达到帮助企业和安全监管部门及时发现处理问题,实时掌握尾矿库安全生产现状,保证尾矿库长期安全运行以及库区周围地区安全的目的。

 

推阅读》》》》》 矿山六大避险系统应用中存在的问题及对策分析

 

矿山安全一直是重点关注的问题,如何提高安全系数避免险情的发生是人们一直研究的重点。矿山六大避险系统的应用极大的提高了矿山企业的安全系数,本文对矿山六大避险系统应用中存在的问题进行了详细深入的分析,并对问题产生的原因进行了研究,根据矿山井下实际情况给出了科学的整改和完善对策。另外本文也提出完成六大系统建设只是走出了第一步,后期的科学管理和及时维护,确保六大系统稳定运行时重中之重。矿山六大系统

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