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1、尾矿库安全监测系统考察总结尾矿库坝体变形gps自动监测系统在漓铁尾矿库监测中的应用郑树刚_矿咨信矿业技术研究有限公司一、前言gps能否用于高精度变形监测，一直是测量工作者关心的课题。_年代gps刚开始在国内使用时，大地型gps接收机刚研究成功不久，硬件成本非常高，而且软件在解算方法上也不够完善，gps只适合做大范围大地控制测量和全球地壳形变监测研究等。但是随着gps系统的不断发展和完善，gps接收机在硬件性能和高精度软件解算方法上取得了巨大的提高，同时gps的硬件成本随着用户使用数量的增加和制造技术的进步也有了大幅度的下降，尤其是早期gps用于全球地壳形变监测和全球坐标框架研究所积累的先进的理
2、论技术方法和丰富的实践应用经验，目前gps已经完全可用于高精度变形监测，并将逐步取代常规测量方法成为高精度变形监测领域的一种重要高科技手段。二、尾矿库坝体gps自动化监测系统的重要意义常规的尾矿库坝体外观监测方法，是水平位移和垂直位移采用不同仪器设备分别进行。水平位移一般采用经纬仪导线法、边角网法或视准线法，垂直位移采用精密几何水准法。这些方法都受外界气候条件影响大，手工或半手工操作，工作量大，作业周期长。“尾矿库坝体gps自动化监测系统”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，实现尾矿库变形特征点三维空间
3、位置变化量监测的自动化监测系统。与常规方法相比，gps自动化监测系统有以下优点：1、不受气候等外界条件影响，可全天候监测常规方法所用的仪器设备是基于几何光学原理工作，故不能在黑夜、雨、雾、雪、大风、泄洪等气象条件下正常观测。而gps自动化监测系统则不受外界气候条件的影响，尤其在影响坝体安全的关键时刻，即在风、雨交加的汛期，都能及时提供坝体变形量，这是常规方法无法实现的。2、所有变形监测点的观测时间同步，能客观反映某一时刻坝体各监测点的变形状况。用常规监测方法，在进行坝体外观变形监测时，总是一个点、一个点地观测。若坝体上有七个监测点，现以边角网为例，按一般观测速度，第一个点与最后一个点的时间间隔
4、约为七个小时。即各监测点观测的时间不在同一时刻，监测结果反应不出坝体在同一时刻的变形状况。尤其在汛期，坝体内水位会迅速上涨，在七个小时时间内，由于水位的上涨，坝体各部位的位移都已发生变化，可常规监测方法把它看成不变来处理，不能客观地去反映出在监测期间的坝体变形。这显然是不客观的、也是不正确的，这会漏掉应该监测出的且危害坝体安全的变形信息。但由于常规监测方法本身的局限性，这是_为力的。而gps自动化监测系统，就可避免以上的缺陷，不管坝体上有七个监测点还是二十个监测点，都可测出同一时刻坝体上各监测点的变形量，即所有监测点观测时间是同步的，能客观地反映出坝体在某一时刻各段的变形情况，在汛期不会漏报危
5、害坝体安全的变形信息，可实时分析整个坝体或各坝段之间的变形情况，确保坝体的安全或做出及时的预警。3、监测点的空间三维位移能同步测出用常规监测方法进行坝体外观变形监测时，水平位移和垂直位移是采用不同方法和不同仪器，在不同时间内完成的。如坝体上某一监测点，测定水平位移在一天的上午，而测定垂直位移可能在下午，有的还可能在另一天。这样测出坝体外观监测点的水平位移和垂直位移，是不同时刻的位移量，不能反映出坝体上监测点在同一时刻的三维变形状态，影响对坝体变形的正确分析。而gps自动化监测系统，对一个监测点的水平位移和垂直位移是同步测出，真正反映出监测点在同一时刻的三维位移，非常有利于分析坝体的安全性，这在
6、汛期等危险时刻尤其重要。4、可实现全自动监测，决策在千里之外常规坝体外观变形监测方法，使用的是经纬仪和水准仪，都是手工操作，不仅观测周期长，且无法实现自动化。而gps自动化监测系统，则从数据采集、传输、计算、显示、打印全自动，坝体安全管理决策者只需敲一下计算机键盘，即可了解坝体上各监测点此时相对于某一标准位置的变形数据与直观的变形图表。如需要，决策者可在远离坝体千里之外的办公室，遥控、指挥坝体的安全监测及坝体安全调度。真正实现决策在千里之外。三、gps自动化监测系统在_漓铁集团兰亭尾矿库坝体变形监测中的应用漓铁集团的尾矿库位于_省绍兴市漓渚，位于著名的风景区兰亭附近，属二等尾矿库，原设计主坝堆
7、高为_米标高，后期进行_米标高的设计，现其堆高以每年约_米的速度增高，其尾矿库区现尚未建设数字化的实时监测系统，在安全、生产管理方面，主要靠人工巡检和人工携带仪器设备到现场实地测量相关数据。漓铁尾矿库坝体gps自动监测系统，总体上按照国家的技术标准设计规范和工程设计标准规范进行。整套系统采用485工业总线和模块化分布式结构，采用分层分布的优化设计方法，硬件及软件系统均采用模块化、开放式结构设计，以方便系统升级以及与其它系统的连接。关键部件使用_台徕卡gm_902原装监测型gps接收机和spider参考站网软件，配以国内的成熟技术与产品，系统设计力求较高的稳定性、可靠性、灵活性、可操作性和可扩展
8、性，系统内部的通讯完全采用数字信号的传输。坝体变形gps监测系统构架图该系统主要用来对坝体所产生的达到毫米级的水平和沉降微小变形状况进行监测，并根据监测结果和系统设定发出预警信息，更为重要的，是系统能够根据所采集的历史数据进行智能分析，从而给出形变状态在一定时间段内的发展趋势，使决策管理人员能够将事故消灭在萌芽状态，极大提高坝体安全性和可控性。整个系统监测网由处于稳定区域的基准点和坝体上的变形监测点组成。为便于进行基准点的稳定性校核，同时为今后矿区的gps控制网提供可靠的，高精度的基准数据，系统中设基准点的数量为_个，构成框架网，基准点设置在漓铁集团选矿厂办公楼上。坝区上布设_个监测点，其中主坝设置_个监测点，副坝设置_个监测点，在坝上距各监测点合理的位置上建立现场采集室一间，各监测点数据通过通信线缆传输到采集室后，在采集室内汇总并通过光缆传输到设在选矿厂的控制中心内。现场采集室和gps监测点该系统建成后，配合其他矿区监测管理系统和尾矿生产视频监视系统一同实现尾矿坝体安全管理、尾矿库区生产管理、尾矿库区实时监测的全过程智能化、数字化、可视化。“漓铁尾矿库数字化管理系统”中坝体变形模块界面目前该系统已于_年_月_日投入正式运行后，运行状态良好，达到预先设计目标。第页共页
