張一諾

(沈陽建筑大學(xué) 遼寧 沈陽 110000)

遼陽萬利尾礦庫在線監(jiān)測及預(yù)警預(yù)報

張一諾

(沈陽建筑大學(xué) 遼寧 沈陽 110000)

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，尾礦庫的開發(fā)及應(yīng)用也變得更加廣泛，但與之相對的是尾礦庫的安全事故也在頻繁發(fā)生，為了最大程度的降低尾礦庫安全事故所帶來的巨大損失，因此，尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)在尾礦庫的運(yùn)行過程中發(fā)揮著重要的作用。本文對遼陽萬利尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行了總結(jié)分析，并提出了對預(yù)警預(yù)報的展望。

項(xiàng)目概況;監(jiān)測功能及內(nèi)容;在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺功能

一、引言

尾礦庫是礦山生產(chǎn)中的重要設(shè)施，它既是一座人為形成的高位泥石流危險源，又是環(huán)境污染，是非煤礦山的重大危險源之一，生產(chǎn)運(yùn)行期間尾礦壩的穩(wěn)定性研究對于礦山安全具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。因此隨著通訊技術(shù)，計算機(jī)等各項(xiàng)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前尾礦庫在線安全監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)被越來越多的接受和使用。尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)利用GPS技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號傳輸技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)，從宏觀、微觀相結(jié)合的全方位角度，來監(jiān)測影響尾礦庫及壩體安全的各種關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，記錄歷史、現(xiàn)在的數(shù)據(jù)，分析未來的走勢，可輔助企業(yè)及政府決策，提升尾礦庫安全保障水平，有效防范和遏制重特大事故發(fā)生。

二、萬利尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

(一)項(xiàng)目概況

1.項(xiàng)目名稱、地點(diǎn)。建設(shè)項(xiàng)目名稱:遼陽萬利礦業(yè)有限公司尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)工程。建設(shè)地點(diǎn):遼陽萬利礦業(yè)有限公司選礦廠位于遼陽縣吉洞峪鎮(zhèn)韓家堡子村南偏西約1km的龐地溝溝口的山北坡上。尾礦庫址在選廠西約500m的龐地溝內(nèi)。

2.尾礦庫設(shè)計參數(shù)。初期壩為透水堆石壩，尾礦最大堆積標(biāo)高為375m，尾礦堆積庫容934.63萬m3，尾礦堆積高度90m。按平均年原礦處理量150萬t計算，尾礦庫服務(wù)年限為10年。(參照遼陽萬利礦業(yè)有限公司礦廠尾礦庫設(shè)計說明書)。

尾礦壩總高度約60.0m，外坡比為1:2.4。庫內(nèi)形成約200.0m干灘。初期壩為透水堆石壩，軸線壩高38.0m，初期壩上游壩面平均外坡比為1:1.65，初期壩下游壩面平均外坡比為1:1.86。尾礦堆積壩采用上游式分級沖填法進(jìn)行筑壩，堆積壩壩高60.0m，最終堆積標(biāo)高375.0m;堆積壩平均外坡比為1:5.0。

根據(jù)《選礦廠尾礦設(shè)計規(guī)范》ZBJ1－90規(guī)定，尾礦庫的等別由尾礦庫總庫容、尾礦壩總壩高確定。故該尾礦庫等級標(biāo)準(zhǔn)為Ⅲ等庫?！哆x礦廠尾礦設(shè)計規(guī)范》ZBJ1－90規(guī)定，三等尾礦庫洪水設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為:初期50～100年;中、后期200～500年。本次設(shè)計尾礦庫防洪標(biāo)準(zhǔn)為200年。

(二)監(jiān)測功能及監(jiān)測內(nèi)容

1.系統(tǒng)功能。萬利尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)是利用GPS技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號傳輸技術(shù)，以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)，從宏觀、微觀相結(jié)合的全方位角度，來監(jiān)測影響尾礦庫及壩體安全的各種關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，記錄歷史、現(xiàn)在的數(shù)據(jù)，分析未來的走勢，以便輔助企業(yè)及政府決策，提升尾礦庫安全保障水平，有效防范和遏制重特大事故發(fā)生。

該系統(tǒng)依托智能的軟件系統(tǒng)，建立分析預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)與GPRS平臺結(jié)合，當(dāng)發(fā)生異常時，及時自動發(fā)布短消息到礦方管理人員，盡快啟動相應(yīng)的預(yù)案。

尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)依據(jù)尾礦庫初步設(shè)計預(yù)警值設(shè)置，如果初步設(shè)計中沒有給出預(yù)警值，應(yīng)由有資質(zhì)的相關(guān)單位給出。

2.監(jiān)測內(nèi)容。萬利尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對尾礦庫運(yùn)行狀態(tài)影像監(jiān)控、尾礦壩位移 (表面、內(nèi)部);壩體浸潤線及地下水孔隙壓力、庫內(nèi)水位、干灘指標(biāo)的自動監(jiān)測。并對壩體位移，浸潤線、視頻、干灘長度、庫水位等進(jìn)行監(jiān)測。

(三)在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺功能

1.數(shù)據(jù)采集終端軟件。數(shù)據(jù)采集終端軟件是通用的管理各種采集庫水位、浸潤線、孔隙水壓力等監(jiān)測設(shè)備的信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集終端軟件負(fù)責(zé)配置采集設(shè)備的基本信息及采集頻率，即支持定時采集，又采用主動式觸發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送模式，即保證了數(shù)據(jù)的實(shí)時性，又保證了數(shù)據(jù)的有效性。

在系統(tǒng)初始化的過程中，數(shù)據(jù)采集終端軟件可以快速的完成設(shè)備的調(diào)試工作。

通訊方式支持串口，GPRS等通訊協(xié)議。系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理，設(shè)備管理和采集管理三大部分。主要負(fù)責(zé)采集設(shè)備的管理和設(shè)置。(1)系統(tǒng)管理:對設(shè)備的預(yù)警信息進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置，數(shù)據(jù)備份保證了數(shù)據(jù)安全。(2)設(shè)備管理:對所有的采集設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理，在管理上更加集中、方便?？蓪?shí)時檢測各個設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常，及時在庫區(qū)機(jī)房主機(jī)上聲光報警。(3)采集管理:對系統(tǒng)采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了集中預(yù)處理，使其在信息發(fā)布系統(tǒng)中更加快速、直觀的展示。采集管理提供了很強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，使整個系統(tǒng)能夠更好的兼容各種采集設(shè)備，具有良好的擴(kuò)展性及兼容性。(4)采集系統(tǒng)使用界面:采集系統(tǒng)主要完成現(xiàn)場傳感器的采集以及基本參數(shù)、預(yù)警值的設(shè)定，數(shù)據(jù)庫之間的轉(zhuǎn)換。

2.信息發(fā)布平臺。信息發(fā)布平臺主要功能包括在線監(jiān)測，數(shù)據(jù)分析，礦方管理，預(yù)報預(yù)警，系統(tǒng)管理五大部分。

(1)在線監(jiān)測:以尾礦庫平面圖，模擬數(shù)據(jù)圖，在線視頻等多種方式，全方位體現(xiàn)出尾礦庫的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)情況，保證了監(jiān)測信息全面、及時、準(zhǔn)確。(2)數(shù)據(jù)分析:針對尾礦庫運(yùn)行中的各項(xiàng)指標(biāo)集中分析。提供了歷史數(shù)據(jù)查詢及多個安全指標(biāo)數(shù)據(jù)對比的功能。(3)礦方管理:對尾礦庫及其相應(yīng)的預(yù)案信息，基礎(chǔ)資料，周邊環(huán)境，數(shù)據(jù)報表等進(jìn)行集中管理，使礦方在尾礦庫管理上更加信息化，自動化。(4)預(yù)報預(yù)警:實(shí)時分析和解讀各監(jiān)測數(shù)據(jù)，做出單項(xiàng)或多項(xiàng)對比報警功能，對出現(xiàn)的預(yù)報預(yù)警情況進(jìn)行在庫區(qū)機(jī)房聲光報警和聯(lián)動短信群發(fā)，并在預(yù)報預(yù)警的處理過程中建立消除機(jī)制，保證預(yù)報預(yù)警得到及時的處理。(5)系統(tǒng)管理:為信息發(fā)布平臺提供了良好管理支持，使信息發(fā)布平臺更加靈活、更易擴(kuò)展。

3.與省局監(jiān)測中心對接模塊。與省局監(jiān)控中心對接模塊軟件主要提供數(shù)據(jù)的采集、傳送功能，一部分是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及預(yù)警數(shù)據(jù)的內(nèi)容。第二部分是庫區(qū)影像信息內(nèi)容。

在礦方的服務(wù)器上安裝數(shù)據(jù)接口模塊，省局領(lǐng)導(dǎo)可以在省局監(jiān)控中心通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時查看尾礦庫的實(shí)際情況。

數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)中傳送都采用加密數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)安全。

三、結(jié)束語

通過對遼陽萬利尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)各部分的設(shè)計流程，并分別從系統(tǒng)功能及監(jiān)測內(nèi)容、在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺功能兩個方面對設(shè)計方案進(jìn)行了闡述。體現(xiàn)出了在線監(jiān)測系統(tǒng)的全面性、先進(jìn)性及實(shí)用性。其監(jiān)測效果良好，系統(tǒng)完善，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，完全能夠達(dá)到實(shí)際監(jiān)測的目的。本文的研究成果希望為以后的尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化提供理論參考。

［1］尾礦設(shè)施設(shè)計參考資料 ［M］.冶金工業(yè)出版社，1980.

［2］王奎華.巖土工程勘察［M］.中國建筑工業(yè)出版社，2005.

［3］龔曉南.土塑性力學(xué)［M］.浙江大學(xué)出版社，2001.

［4］盧穎，孫勝義，LUYing，等.我國礦山尾礦生產(chǎn)現(xiàn)狀及綜合治理利用［J］.礦業(yè)工程，2007，5(2):53－55.

張一諾 (1993－)，女，漢族，遼寧丹東人，在讀碩士，沈陽建筑大學(xué)，研究方向:尾礦庫在線監(jiān)測及靜動力穩(wěn)定性分析。