尾矿库安全监测预警系统

1、一种尾矿库安全监测预警系统，其特征在于其包括：基于GPS技术 的坝体形变监测预警系统、坝体浸润线自动监测预警系统、干滩即沉积滩 监测预警系统、库区水情及降雨量监测预警系统、智能专家软件系统、以 及视频监视系统六大部份，该六大部份分别将所测得的各种数据实时向库 区安全监测数据库输送；
由上述六大部份组成的尾矿库安全监测预警系统的系统构架，采用了 三级构架的结构形式：
其最低层构架为原始数据采集层，包括有：浸润线数据采集系统、坝 体形变采集系统、干滩数据采集系统、库区水情采集系统，以及视频数据 采集系统；
其中间层构架为数据处理层，上述的原始数据采集是由数据采集处理 子系统进行技术支持，并实时向库区安全监测数据库输送上述的各种数 据；所采集的各种原始数据按照一定算法还原后存入后台数据库中；
其最高层构架为用户层，采用专家软件子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，并给出相应测算结果。
2、根据权利要求1所述的尾矿库安全监测预警系统，其特征在于其中 所述的原始数据采集层、数据处理层、及用户层的各层构架之间的联系，以 及本监测预警系统的通信联系，是以有线的光纤光缆和无线传输通信设备 为载体，组成一个尾矿库安全监测专用计算机网络系统。
3、根据权利要求1所述的尾矿库安全监测预警系统，其特征在于其中 所述的尾矿库坝体形变监测预警系统包括：
监测站，包括监测站GPS天线和监测站GPS接收机以及监测站通讯模 块；
基准站，包括基准站GPS天线和基准站GPS接收机以及基准站通讯模 块；以及
数据控制模块，连接于监测站和基准站，用于处理来自于监测站和基准 站的数据，并对监测站和基准站进行控制；
上述的监测站通讯模块和基准站通讯模块为无线通讯模块或者实现有 线传输的数据协议转换器，以实现监测站和基准站与数据控制模块之间的 有线或者无线传输。
4、根据权利要求3所述的尾矿库安全监测预警系统，其特征在于其中 所述的尾矿库坝体形变监测预警系统还包括一个数据采集模块，连接于监 测站、基准站和数据控制模块。
5、根据权利要求1所述的尾矿库安全监测预警系统，其特征在于其中 所述的尾矿库坝体浸润线自动监测预警系统，是在尾矿库坝体上设置有剖 面，每个剖面上设置有多个测压管装置；
在测压管内设置有传感器，通过通信线缆将传感器采集的信号传输到 尾矿库现场采集室内的数据采集装置的设备中，数据采集装置再将采集到 的数据通过有线传输到位于尾矿库远端的控制中心计算机；或者直接在采 集室内用无线发送设备将上述数据发送到位于尾矿库远端的控制中心，控 制中心内的无线接收设备接收到上述数据后，再传送到控制中心计算机内；
控制中心计算机的专用软件系统根据接收到的测压管内观测数据，按 照数学模型绘制坝体浸润线分布图形；控制中心计算机能根据浸润线的状 态自动发出预警信号。
6、根据权利要求1所述的尾矿库安全监测预警系统，其特征在于：
(1)其中所述的尾矿库干滩即沉积滩监测预警系统，是在尾矿库干滩 上设置多个剖面，每个剖面设两个监测点，其中第一监测点设置在靠近坝 体的干滩滩顶处，第二监测点则对应地设置在从坝体向库区水位方向按国 家标准规定的距离位置；
(2)在上述监测点处设置干滩高程监测仪，测量该监测点处的干滩高 程数据，通过无线传输方式传送至现场采集室内的数据采集设备；
上述数据采集设备所汇集的干滩高程数据，通过有线方式传送至控制 中心内的计算机中；或者由上述数据采集设备把从各个监测点处采集来的 干滩高程数据汇总，采用无线传输方式传送至控制中心计算机中，计算机 内的专用软件根据每一个剖面的滩顶和滩内两处高程数据，结合库区水位 高程数据，解算出当前库区的安全高差和调洪高差是否满足生产需求；
(3)上述的解算方法如下：
a)设现状库水位为Hs；
b)在沉积滩上用水准仪按照国家规范找出第一监测点即滩顶A点和第 二监测点即对应特征点B点位置；
c)用干滩高程监测仪测出滩顶A点和对应特征点B点高程Ha和Hb；
d)当Ha-Hb≥安全高差设计值时，即库区安全高差满足设计要求；
e)否则，判定库区安全高差不满足安全生产要求；
f)当Ht＝Hb-Hs≥调洪高差设计值时，即调洪高度满足设计要求； 否则，判定调洪高度不满足安全生产要求。
7、根据权利要求6所述的尾矿库安全监测预警系统，其特征在于其中 所述的尾矿库干滩即沉积滩监测预警系统的自动监测并计算安全高差和调 洪高差的方法，主要包括以下步骤：
(1)设现状库水位为Hs；
(2)在沉积滩上通过水准仪设定干滩特征点B，并安装干滩高程监测 仪；
(3)用干滩高程监测仪按规范要求测出干滩内的干滩特征点高 程Hb；用干滩高程监测仪测出滩顶高程Ha；
(4)当Ha-Hb≥安全高差设计值时，即库区安全高差满足设计要求；
(5)否则，判定库区安全高差不满足安全生产要求；
(6)当Ht＝Hb-Hs≥调洪高差设计值时，即调洪高度满足设计要求；
(7)否则，判定调洪高度不满足安全生产要求；
(8)控制中心计算机内的专用软件根据上述的解算结果，判断尾矿库 是否处于尾矿安全生产规范所要求的安全标准内；
(9)如果上述的解算结果不符合尾矿安全生产规范所要求的安全标 准，控制中心计算机自动发出相关预警信息。
8、根据权利要求1所述的尾矿库安全监测预警系统，其特征在于其中 所述的尾矿库水情及降雨量监测预警系统包括：
库区水情监测站，包括库水位监测站和降雨量监测站以及监测站通讯 模块；
上述的监测站通讯模块为无线通讯模块或者使用有线传输的数据协议 转换器，以实现监测站与数据采集控制模块之间的有线或者无线传输；
上述监测站当库区水位发生变化时，采集实时的库区水位数据采用无 线或有线的通讯方式传输给位于远端的控制中心，中心计算机内的专家软 件系统判断库区水位超出设定值后，发出预警信号；
上述监测站当有降雨量产生时，采集实时的降雨量数据采用无线或有 线的通讯方式传输给位于远端的控制中心。

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