尾矿库在线安全监测系统.doc
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上海华测导航技术有限公司
尾矿库在线安全监测系统及露天矿边坡监测系统
报价单位：
上海华测导航技术有限公司
报价日期：
2013年5月
目录
1前言 4
第一章尾矿库基础资料 5
1.1 塔东矿业公司概况 5
第二章尾矿库在线监测系统整体设计 6
2.1系统设计的依据 6
2.2系统设计的原则 6
2.3系统建设整体目标及技术要求 7
2.3.1系统功能目标 7
2.3.2基本性能指标 8
2.3.3监测系统精度指标 8
2.3.4在线监测系统软件整体要求 9
2.4系统主要监测参数 9
2.5系统组成及系统拓扑结构 9
2.6系统报警设计 11
第三章尾矿库在线监测系统详细设计 14
3.1坝体地表变形位移测量设计 14
3.1.1设计依据及监测原理 14
3.1.2总体设计 15
3.1.3设备选型 16
3.1.4数据通讯 18
3.1.5防雷设计 19
3.1.6施工安装 21
3.2库水位监测设计 24
3.2.1设计依据及监测原理 24
3.2.2测点布置 25
3.2.3设备选型 25
3.2.4数据通讯 25
3.2.5防雷设计 26
3.2.6施工安装 26
3.3干滩监测设计 27
3.3.1依据及监测原理 27
3.3.2测点布置 28
3.3.3设备选型 28
3.3.4数据通讯 29
3.3.5防雷设计 29
3.3.6施工安装 30
3.4雨量监测设计 30
3.4.1设计依据及监测原理 30
3.4.3数据通讯 31
3.5视频监控设计 31
3.5.1设计依据 31
3.5.2测点布置 31
3.5.3设备选型 32
3.5.4数据通讯 33
3.5.5防雷设计 34
3.5.6施工安装 34
3.6配电系统设计 35
3.7调度室监控站设计 36
3.7.1监控中心设计 36
36
3.7.2监控中心平台软件 36
第四章系统建设进度安排 45
第五章排土场GPS在线监测系统 46
5.1监测原理 46
5.2总体设计 46
5.3供电系统 46
附图1：
GPS观测墩设计图 48
附图2：
设备固定立杆设计图 49
附图3：
避雷网设计图 50
附件4：
以往部分案例：
51
1前言
近年来，我国尾矿库事故时有发生，给人民的生命财产造成了极大的威胁，总体安全形势不容乐观。
结合目前，我国很多矿山企业的尾矿库已运行了多年，库容量在逐渐减小，抵制自然灾害的能力不断下降，安全隐患日益增多，尤其在雨季，洪水、滑坡、溃坝隐患时刻威胁着尾矿坝的安全。
尾矿库安全事故给人民生命财产及环境的安全带来巨大损失。
长期以来，尾矿库管理由于监测监控不完备、监测监控技术落后，专业监测人员缺乏等原因，许多尾矿库处在无监测监控状态，少数在建的尾矿库运行参数监测误差大、不准确，难以及时掌握尾矿库各项安全技术指标，这些都极大影响尾矿库的安全管理。
当前，尾矿库安全运行的主要技术参数如坝体形变位移、库水位、浸润线埋深、干滩指标、降雨量等，均由人工定期用传统仪器到现场进行测量（部分还有没有观测手段），安全监测工作量大、受天气、人工、现场条件等许多因素的影响，存在一定的系统误差和人工误差。
同时，人工监测还存在不能及时监测尾矿库的各项技术参数，难以及时掌握尾矿库各项安全技术指标等缺点，这些都将影响尾矿库的安全生产和安全管理水平。
尾矿库在线监测系统监测的坝体位移、浸润线、库水位、库区视频，是利用现代电子、信息、通信及计算机技术，实现对尾矿库监测指标数据实时、自动、连续采集、传输、管理及分析的监测技术。
系统的运行能够为尾矿库日常安全管理及尾矿库安全运行提供服务，尾矿库安全监测系统的逐布实施和推广，可以大幅度提高对于尾矿库溃坝灾害机理的认识水平，全面提高尾矿库安全监管和日常管理水平，增强企业、社会、政府对于尾矿库灾害的预警响应能力，建立更便于尾矿库运行期安全管理和风险控制的溃坝风险综合评判方法。
为落实<<国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知>>（国（2010）23号）,以下为设计尾矿库在线监测系统，保证尾矿库的安全生产。
第一章尾矿库基础资料
1.1塔东矿业公司概况
某矿区位于敦化市，行政区划隶属敦化市雁鸣湖镇。
矿区距雁鸣湖镇直距20km。
201国道在矿区南部通过，国道有乡村和林区公路与矿区相通，交通较方便。
吉林省黑色冶金行业发现存量最大矿山，是全省实施钢铁发展战略、加快钢铁主业加速发展的希望工程。
公司成立于2007年9月14日。
注册资本10亿元，由吉林通钢矿业有限责任公司、吉林省地质矿产开发院、吉林敖东药业集团有限责任公司三家单位本着“互惠互利、真诚合作、共同发展、诚实信用、实现共赢”的原则共同设立。
塔东矿业公司矿石量为13214×104t.塔东铁矿设计服务有限34年。
根据塔东铁矿矿床预存条件，矿山采选规模为450×104t/a.最终产品为：
年产Fe66%铁精粉90.88×104t、S35%硫精矿23.6×104t、P2O530%磷精矿9.2×104.最终建成采矿场一座，选矿厂一座。
硫酸厂一座，化肥厂一座。
第二章尾矿库在线监测系统整体设计
2.1系统设计的依据
Ø《中华人民共和国安全生产法》；
Ø《中华人民共和国矿山安全法》；
Ø《尾矿库安全技术规程》（AQ2006-2005）；
Ø《尾矿库安全监测技术规范》（AQ2030-2010）
Ø《尾矿设施施工及验收规程》（YS5418-95）；
Ø《选矿厂尾矿设施设计规范》（ZBJ1-90）；
Ø《建筑物防雷设计规范》2000年版（GB50057-1994）；
Ø《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）；
Ø《尾矿库安全监督管理规定》（国家安全生产监督管理总局令第6号）；
Ø《关于尾矿库治理工作有关问题的处理意见》（安监管一字[2009]29号）；
Ø《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》（安监总管一［2009］44号）；
2.2系统设计的原则
Ø尾矿库安全监测应遵循科学可靠、布置合理、全面系统、经济适用的原则。
Ø监测仪器、设备、设施的选择，应先进和便于实现在线监测。
Ø监测布置应根据尾矿库的实际情况，突出重点，兼顾全面，统筹安排，合理布置。
Ø监测仪器、设备、设施的安装、埋设和运行管理，应确保施工质量和运行可靠。
Ø监测周期应满足尾矿库日常管理要求，相关监测项目应在同一时段进行。
Ø实施监测的尾矿库等别根据尾矿库设计等别确定，监测系统的总体设计应根据总坝高进行一次性设计，分步实施。
2.3系统建设整体目标及技术要求
2.3.1系统功能目标
Ø自动化监控功能
系统能够实现监测数据自动采集、传输、存储、处理分析及综合预警，并具备在各种气候条件下实现适时监测的能力。
Ø远程在线查看功能
企业各级尾矿库安全管理职能部门可以通过网络实现对尾矿库各项在线监测参数的查看；
Ø在线分析功能
安全监测管理分析模块应具备基础资料管理、各项监测内容适时显示发布、图形报表制作、数据分析、综合预警等功能。
其中数据分析部分应包括各项监测内容趋势分析、综合过程线分析等内容。
Ø预报警功能
通过软件对监测参数的实时在线分析，一旦监控参数超限，系统能够进行声光报警、短信报警、邮件报警。
提醒相关人员采取措施，预防溃坝事故发生。
Ø权限管理功能
根据各级权限，各级监管部门可以不受时间和地点限制，只要登陆网络，即可实现对尾矿库的远程督导和检查。
Ø应急救援保障功能
通过尾矿库基础资料、应急预案、现场视频，为应急救援指挥提供技术保障。
Ø系统应具有扩展功能
系统在硬件配置及软件设计时应充分考虑随着堆积坝的增高，增加监测点后传感器的接入。
2.3.2基本性能指标
Ø巡测采样时间小于10分钟，可以由用户人为设定；
Ø测量周期为l0分钟~30天，可调；
Ø监控中心环境温度保持在20°C~30°C，湿度保持不大于85％；
Ø系统工作电压为220（1±l0％）V；
Ø系统故障率不大于5％；
Ø防雷电感应不小于2000V；
Ø采集装置测量范围满足被测对象有效工作范围的要求；
Ø数据采集装置，能适应应答式和自报式两种方式，按设定的方式自动进行定时测量，接收命令进行选点、巡回检测及定时检测；
Ø计算机系统，与数据采集装置连接在一起的监控主机和监测中心的管理计算机配置应满足在线监测系统的要求，并应配置必要的外部设备；
Ø数据通信，数据采集装置和监控主机之间可采用有线网络通讯，尾矿库安全监测站或网络工作组应根据要求提供网络通信接口。
2.3.3监测系统精度指标
Ø表面位移：
水平精度小于3mm，垂直精度小于5mm；
Ø干滩测量：
＜1m；
Ø库水位：
5mm;
Ø降雨量：
优于1mm；
Ø视频监控：
摄像机综合分辨率不低于200万像素。
2.3.4在线监测系统软件整体要求
尾矿库监测监控平台软件要求具备专业性和集成性、库区视频监控和智能分析、以及传感器数据监测预警功能须在同一系统内实现，杜绝简单功能堆叠、拼凑造成的系统隐患。
监控室终端显示屏应能够同时显示所有监控对象，并支持对多个画面的任意切换组合。
监控画面需要与对应位置的传感器点位数据进行关联，以保障对传感器数据的核查分析有充足的理由。
2.4系统主要监测参数
根据《尾矿库安全监测技术规范》，结合塔东矿业蛤蟆石沟尾矿库的现状，本案监测参数只包括：
Ø位移监测：
坝体表面位移；
Ø水文监测：
库水位和雨量监测；
Ø其他监测：
视频监测。
2.5系统组成及系统拓扑结构
塔东矿业蛤蟆石沟尾矿库在线监测系统由库区监测点传感器系统、库区监控站和远程监控端三部分组成，三部分组成一个有机的整体，实现系统的整体建设目标。
（1）库区监测点传感器系统
库区监测点传感器系统完成在线监测项目的数据采集。
按监测项目参数的性质划分，现场监测仪器设备主要有以下几个部分：
1）坝体地表变形位移测量：
采用可以实时获取监测点高精度三维坐标的GPS位移在线监测系统；
2）雨量监测：
采用容栅雨量计；
3）视频监控：
带红外夜视功能的数字摄像机。
图2-1库区监测点传感器布设示意图
（2）监控中心
矿调度中心监控站由服务器、交换机、存储器、大屏幕、配电设施、消防设施、避雷等硬件系统和综合监控平台软件系统组成。
实现监测数据自动采集、传输、存储、处理分析，综合预警以及网络发布。
（3）远程监控端
矿山企业尾矿库安各级全管理人员以及政府各级主管部门，根据授权码登录系统，实现对监控参数的远程查看、检查、督导。
图2-2尾矿在线监测系统总拓扑图
2.6系统报警设计
（1）设计思路
通过软件对监测参数的定量分析，当监测参数超限时系统会自动报警，提醒相关人员采取措施，避免安全态继续向危险状态演变，从而达到消除事故隐患的目的。
报警系统按三级报警状态设计：
报警级别
报警人员
报警方式
备注
1级报警
值班人员、安环部主管
手机短信、邮件、声音报警
企业可以结合自身管理体系，通过软件预设报警人员，及相关报警人员的信息
2级报警
值班人员、安环部主管、总工
手机短信、邮件、声音报警
3级报警
值班人员、安环部主管、总工、总经理
手机短信、邮件、声音报警
表2-1报警级别分类表
（2）三级报警阀值设计
预警值的设置是随着坝体的增加而计算出的动态值，目前设置的预警值是针对当前坝高情况下的值，以后根据坝高的增加而进行调整。
目前关于尾
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