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1、安全监测预警系统中文安全监测预警系统中文1项目背景项目背景1、国家高度重视、国家高度重视近几年，由于尾矿库安全事故多发，国家对尾矿库安全生产十分关注。2006年国务院办公厅关于印发安全生产“十一五”规划的通知中明确指出：“对设计库容对设计库容1000万立方米以上或设计主坝高万立方米以上或设计主坝高60米以上的尾矿库，全部建立和完善安全监控系统，逐步建立尾米以上的尾矿库，全部建立和完善安全监控系统，逐步建立尾矿库安全监控体系矿库安全监控体系”。2006年国家安监总局的186号文件，也强调了大力推行尾矿库安全预警技术。尾矿库安全生产符合党和国家的科学发展观。3、系统数据流分析、系统数据流分析通过充
2、分的总体分析与设计确定系统由数据采集子系统、数据管理信息子系统和三部分主体功能组成，系统的数据流图如图3-1所示：图一 系统数据流库区安全监测数据管理信息子系统库区安全监测分析与评价子系统曲线报表整编资料存档数据工情文档 尾矿库安全监测数据采集系统尾矿库安全监测数据采集系统数据数据数据接口数据接口数据监测采集系统人工输入自动采集数据库人工采集数据库设备考证数据库工程概况数据库库区安全监测数据库综合分析数据库4、系统架构、系统架构我们所设计的这样一套监测系统，采用了三级构架结构体系：最低层为原始数据采集层，利用现场的智能化设备，采用传感器技术，实时采集库区水位、降雨量、干滩、形变位移、浸润线埋深
3、等各种原始数据；中间层为数据层，它以数据库技术为核心，将现场采集的各种原始数据按照一定算法还原后存入SQL后台数据库中，供专家系统分析、统计、预警使用；三级结构的最顶层为用户层，它采用的是专用的专家软件系统对数据库中的数据按照用户的不同需要，根据不同的数学模型进行计算，并给出相应结果。各层之间的通信联系以光纤和无线通信设备相结合作为载体，组成一个尾矿安全监测预警专用数字化网络系统。5、系统组成、系统组成按功能划分，共由六个部份组成，下面分别介绍如下：利用利用GPS卫星定位技术实现的坝体形变监测系统卫星定位技术实现的坝体形变监测系统GPS卫星定位技术是目前国际上在形变监测应用方面最前沿和先进的技
4、术之一，在长期的应用中，该种监测方式已经得到实践验证，并日益成熟。该技术是以现代卫星大地测量理论、技术为基础，以基于多元统计分析的数据处理和变形分析理论、技术为核心，以现代通讯和计算机网络技术为手段，实现精密监测工程自动化的监测系统，它是GPS定位技术、数字通讯技术、计算机网络技术、自动控制技术、精密工程测量技术和现代数据处理技术等高新技术的集成，利用此技术开发的尾矿坝体形变监测系统优点如下：A、可实现长期、连续、全自动、全天候实时监测。B、能实时提供坝体监测点的三维变形量，监测精度达到毫米级。C、可实现从数据采集、传输、处理、分析、显示、存储全自动化。D、观测时间同步，能客观反映某一时刻坝体
5、各监测点的变形状况；E、各监测点的三维位移能同步测出。库区水情监测系统库区水情监测系统 主要用来实时监测尾矿库区水位的变化状况，特别是在汛期降雨、生产排放时的变化情况，通过对库区水位数据的实时监测，来指导生产，并同其它监测数据相配合，进行综合分析，如降雨时降雨量的情况对库区水位的影响，如库区水位的变化对浸润线的影响是否显著等。浸润线监测系统浸润线监测系统尾矿坝体浸润线监测是涉及尾矿库区安全的一个重要指标，我们所采用的方案，是采用在坝体内钻孔埋设测压管的形式进行监测，测压管内放入传感器，可实时采集管内水位数据，根据监测到的数据，由系统软件自动绘出坝体浸润线分布状态。由于采用了这种全天候自动采集监
6、测系统，使浸润线能准确及时反应坝体稳定程度，管理者可以实时掌握坝体浸润线的情况，克服了在汛期等恶劣条件下，人工无法测量或测量不准的弊端，从而大大增加监测系统可靠性。干滩监测系统干滩监测系统干滩数据是尾矿库区是否处于安全状态另一个重要指标，目前我们所采用的干滩监测技术设备，是由我公司研发的第三代干滩监测产品，体积小，重量轻，工作时间长，精度高，内嵌入无线传输，便于现场的使用与维护。此系统的应用，可以让尾矿安全管理人员实时了解到库区安全高差等是否能够满足生产的需要，这在汛期等特殊时间段内，尤为必要。生产视频监视系统生产视频监视系统 生产视频监视系统的应用，可以使尾矿管理人员有了一个更直观的了解生产
7、现场的工具，特别是在恶劣天气条件下，对替代人工巡坝起到极大作用，因此，对于整个自动化监测系统来讲，视频监视系统是一个很好的补充手段。具有自主知识产权的专家软件系统具有自主知识产权的专家软件系统专家软件系统是整个系统的灵魂，我们进行自动化监测、实时采集各种数据，不仅是拿来给用户直观查看和组织成各种生产报表，更是要发挥计算机的巨大数据处理能力，结合各种专家软件模型，综合处理各种数据并给用户以科学的分析结果，对各种影响尾矿安全的危险源给以趋势分析和及时预警，从而指导生产，保证库区安全。三、系统先进性三、系统先进性由于尾矿库区数字化管理系统涉及到计算机技术、网络通信、传感器、水工技术、高精度测量、图像
8、分析、专家系统所需的专业数学模型、卫星定位系统等综合技术，因此除了自主创新外，还需要众多先进技术的高度集成，并需要对尾矿库区的管理具有相当的专业知识，正因如此，市场上还没有类似的系统、产品、技术投入到尾矿库区的安全监测应用中，目前国内仅有我公司所开发的此类数字化尾矿库安全监测预警系统真正投入实际应用。该系统研发在国内属首次，是一个全新的项目，因此具有多项独有的自主创新和自主知识产权技术，该系统研发过程中的几个首次应用如下。将GPS卫星定位技术首次应用在尾矿库区安全监测管理中，并且采用接收天线与接收机一体化技术，所监测位移精度可达到毫米级；尾矿库区干滩监测技术设备，属独创技术并首次投入尾矿库区监
9、测应用，实现尾矿生产管理和安全监控的数字化，并可直接指导生产；浸润线自动化监测系统，实现自动分析与报警，首次将成熟的软、硬件结合智能化监测技术，应用在尾矿坝体的安全监测之中；基于数字化技术的后台智能专家系统，首次应用到矿山行业的尾矿库区安全监测管理中，系统可以自动分析所采集到的数据，并根据结果按用户设定要求发出各级预警信息。四、案例介绍四、案例介绍我们所开发的系统，目前已成功应用在国内多个尾矿库区，如下图二，是在马钢集团公司一个应用实例。图三所示为测压管埋深实时监测数据，此数据为尾矿安全管理人中最为关心的涉及尾矿坝体安全的数据之一，传统方式只能人工到现场测量相关数据，再以报表形式反馈给尾矿管理
10、人员，而现在不仅可以实时地查看到各测压管内数据，还可以直观地看出各管内水位数据距坝面的高度，使用起来非常方便，因此深受现场管理人员好评。图四所示为系统利用GPS卫星定位技术所采集数据，根据专家系统软件解析计算后实现的坝体沉降状态等值线分析结果。图五所示为我公司所开发的尾矿安全监测预警系统在浙江漓铁集团应用的实例，系统根据实时采集数据，按照专用数学模型，实时绘制出坝体内浸润线的分布状态。图六所示为我们公司所开发的尾矿安全监测预警系统，综合各种实时采集数据，利用专家软件系统内的数学模型，进行过程线分析的结果。五、结论五、结论1.KZX 系列尾矿库安全监测预警系统运用国内外成熟的高新技术，如GPS定位、干滩检测、浸润线检测、网络通讯等技术及设备，实现了尾矿库安全运营信息的准确、及时、全面的自动记录和科学处理，为尾矿库安全生管理和实施治理工程提供了可靠的决策依据。2.该技术在安徽省马钢南山、浙江省漓铁等四座大型尾矿库上的成功应用，有力地证明了其可行性、可靠性和先进性。3.国内尾矿库专家及工程技术人员对该技术给以了高度评价和肯定。它的广泛应用将给更多的矿山尾矿库安全生产提供可靠保证。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！22