CN109655103A - 一种用于尾矿库的安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于尾矿库的安全监测系统，涉及尾矿库技术领域。本发明包括监控中心、动力稳定性采集单元、调洪库容采集单元、Zigbee协调器、调洪库容三维推演装置、动力稳定性分析装置、视频监控系统和报警装置，动力稳定性采集单元用于采集动力稳定性分析装置需要使用的数据。本发明通过动力稳定性采集单元采集影响尾矿库动力稳定性的数据信息，通过调洪库容采集单元采集调洪库容三维推演装置所需的数据信息，通过第一Zigbee模块、第二Zigbee模块和Zigbee协调器的配合使用传递数据，通过调洪库容三维推演装置和动力稳定性分析装置进行推演和分析，解决了现有的尾矿库安全监测系统监测精度低和监测效率低的问题。

Description

一种用于尾矿库的安全监测系统

技术领域

本发明属于尾矿库技术领域，特别是涉及一种用于尾矿库的安全监测系统。

背景技术

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所，尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事则容易造成重特大事故。

传统的尾矿库安全监测多由人工定期用传统仪器到现场进行测量，监测工作量大，过度消耗了人力物力，且受天气、人工、现场条件等许多因素影响，存在一定的系统误差和人工误差，同时人工监测还存在着不能实时监测尾矿库运行的各项技术参数，普遍存在监测方法监测精度不高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于尾矿库的安全监测系统，通过动力稳定性采集单元采集影响尾矿库动力稳定性的数据信息，通过调洪库容采集单元采集调洪库容三维推演装置所需的数据信息，通过第一Zigbee模块、第二Zigbee模块和Zigbee协调器的配合使用传递数据，通过调洪库容三维推演装置和动力稳定性分析装置进行推演和分析，解决了现有的尾矿库安全监测系统监测精度低和监测效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于尾矿库的安全监测系统，包括监控中心、动力稳定性采集单元、调洪库容采集单元、Zigbee协调器、调洪库容三维推演装置、动力稳定性分析装置、视频监控系统和报警装置；

所述动力稳定性采集单元用于采集动力稳定性分析装置需要使用的数据，所述动力稳定性采集单元通过数据信息传输线路与第一Zigbee模块连接；

所述调洪库容采集单元用于采集调洪库容三维推演装置需要使用的数据，所述调洪库容采集单元通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述第一Zigbee模块和第二Zigbee模块均通过数据信息传输线路与Zigbee协调器连接；

所述Zigbee协调器通过数据信息传输线路与监控中心连接；

所述调洪库容三维推演装置对尾矿库的库容进行三维推演，所述调洪库容三维推演装置通过数据信息传输线路与监控中心连接；

所述动力稳定性分析装置对尾矿库的动力稳定性进行分析，所述动力稳定性分析装置通过数据信息传输线路与监控中心连接。

进一步地，所述动力稳定性采集单元包括湿润线监测模块、内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块；

所述湿润线监测模块用于监控浸润线高低变化，浸润线从坝外逸出则说明坝坡的稳定性很差，有可能发生滑坡事故，造成浸润线逸出主要原因有：无排渗设施、排渗设计不合理、排渗设施施工质量不良和排渗设施管理不当，所述湿润线监测模块通过数据信息传输线路与第一Zigbee模块连接；

所述内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块分别用于监控尾矿库内子坝的位移变化量，从而监控尾矿库规程坝边坡的坡度，坝边坡的坡度直接决定尾矿库的稳定性，造成尾矿库堆积坝边坡过陡的主要原因有：放矿工艺不合理、为增加库容人为改陡坡比，所述内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块均与第一Zigbee模块连接。

进一步地，所述调洪库容采集单元包括干滩监测模块、库水位监测模块、水质监测模块、降雨量监测模块、澄清距离监测模块、渗流量监测模块和排水流量监测模块；

所述干滩监测模块用于监控干滩的长度，干滩长度不够的主要原因有：干滩坡度过小、坝前放矿不均匀、滩顶高程不一和库水位控制不当，所述干滩监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述库水位监测模块用于监控尾矿库内的水位变化，所述库水位监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述水质监测模块用于监控尾矿库内的水质，所述水质监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述降雨量监测模块用于监控尾矿库内的降雨量，所述降雨量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述澄清距离监测模块用于监控尾矿库内水量的澄清距离，所述澄清距离监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述渗流量监测模块用于监控尾矿库内的渗流量，从而监控尾矿库内的渗透性，渗漏是尾矿库常见的危险因素，会导致溢流出口处坝体冲刷及管涌等多种形式的破坏，严重的会导致垮坝事故，按渗漏的部位可分为：坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏，所述渗流量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述排水流量监测模块用于监控尾矿库的排水流量，所述排水流量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接。

进一步地，所述视频监控系统包括若干监控摄像头，若干所述监控摄像头呈5-8m的范围均匀安装在尾矿库内，所述监控中心内设有显示器模组，所述显示器模组用于显示摄像头采集的监控视频，所述视频监控系统通过数据信息传输线路与监控中心连接。

进一步地，所述报警装置包括若干声光报警器和若干蜂鸣器，所述声光报警器和蜂鸣器起到警示的作用，若干所述声光报警器和蜂鸣器间隔分布在尾矿库内，所述声光报警器和蜂鸣器均通过电气/信号传输线路与监控中心连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过设有湿润线监测模块、内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块，能够采集影响尾矿库动力稳定性的数据信息，通过设有干滩监测模块、库水位监测模块、水质监测模块、降雨量监测模块、澄清距离监测模块、渗流量监测模块和排水流量监测模块，能够采集调洪库容三维推演装置所需的数据信息，最后通过第一Zigbee模块、第二Zigbee模块和Zigbee协调器的配合使用将数据传递给监控中心，监控中心能够将数据信息传递给调洪库容三维推演装置和动力稳定性分析装置进行推演和分析，能够实时对尾矿库进行安全性的监控，提高了对尾矿库的监控效率和监控精度。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于尾矿库的安全监测系统的系统原理框图；

图2为动力稳定性采集单元的系统原理框图；

图3为调洪库容采集单元的系统原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种用于尾矿库的安全监测系统，包括监控中心、动力稳定性采集单元、调洪库容采集单元、Zigbee协调器、调洪库容三维推演装置、动力稳定性分析装置、视频监控系统和报警装置；

动力稳定性采集单元用于采集动力稳定性分析装置需要使用的数据，动力稳定性采集单元通过数据信息传输线路与第一Zigbee模块连接；

调洪库容采集单元用于采集调洪库容三维推演装置需要使用的数据，调洪库容采集单元通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

第一Zigbee模块和第二Zigbee模块均通过数据信息传输线路与Zigbee协调器连接；

Zigbee协调器通过数据信息传输线路与监控中心连接；

调洪库容三维推演装置对尾矿库的库容进行三维推演，调洪库容三维推演装置通过数据信息传输线路与监控中心连接；

动力稳定性分析装置对尾矿库的动力稳定性进行分析，动力稳定性分析装置通过数据信息传输线路与监控中心连接。

其中如图2所示，动力稳定性采集单元包括湿润线监测模块、内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块；

湿润线监测模块用于监控浸润线高低变化，浸润线从坝外逸出则说明坝坡的稳定性很差，有可能发生滑坡事故，造成浸润线逸出主要原因有：无排渗设施、排渗设计不合理、排渗设施施工质量不良和排渗设施管理不当，湿润线监测模块通过数据信息传输线路与第一Zigbee模块连接；

内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块分别用于监控尾矿库内子坝的位移变化量，从而监控尾矿库规程坝边坡的坡度，坝边坡的坡度直接决定尾矿库的稳定性，造成尾矿库堆积坝边坡过陡的主要原因有：放矿工艺不合理、为增加库容人为改陡坡比，内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块均与第一Zigbee模块连接。

其中如图3所示，调洪库容采集单元包括干滩监测模块、库水位监测模块、水质监测模块、降雨量监测模块、澄清距离监测模块、渗流量监测模块和排水流量监测模块；

干滩监测模块用于监控干滩的长度，干滩长度不够的主要原因有：干滩坡度过小、坝前放矿不均匀、滩顶高程不一和库水位控制不当，干滩监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

库水位监测模块用于监控尾矿库内的水位变化，库水位监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

水质监测模块用于监控尾矿库内的水质，水质监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

降雨量监测模块用于监控尾矿库内的降雨量，降雨量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

澄清距离监测模块用于监控尾矿库内水量的澄清距离，澄清距离监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

渗流量监测模块用于监控尾矿库内的渗流量，从而监控尾矿库内的渗透性，渗漏是尾矿库常见的危险因素，会导致溢流出口处坝体冲刷及管涌等多种形式的破坏，严重的会导致垮坝事故，按渗漏的部位可分为：坝体渗漏、坝基渗漏、接触渗漏和绕坝渗漏，渗流量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

排水流量监测模块用于监控尾矿库的排水流量，排水流量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接。

其中，视频监控系统包括若干监控摄像头，若干监控摄像头呈5-8m的范围均匀安装在尾矿库内，监控中心内设有显示器模组，显示器模组用于显示摄像头采集的监控视频，视频监控系统通过数据信息传输线路与监控中心连接。

其中，报警装置包括若干声光报警器和若干蜂鸣器，声光报警器和蜂鸣器起到警示的作用，若干声光报警器和蜂鸣器间隔分布在尾矿库内，声光报警器和蜂鸣器均通过电气/信号传输线路与监控中心连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种用于尾矿库的安全监测系统，包括监控中心、动力稳定性采集单元和调洪库容采集单元，其特征在于：还包括Zigbee协调器、调洪库容三维推演装置、动力稳定性分析装置、视频监控系统和报警装置；

所述动力稳定性采集单元用于采集动力稳定性分析装置需要使用的数据，所述动力稳定性采集单元通过数据信息传输线路与第一Zigbee模块连接；

所述调洪库容采集单元用于采集调洪库容三维推演装置需要使用的数据，所述调洪库容采集单元通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述第一Zigbee模块和第二Zigbee模块均通过数据信息传输线路与Zigbee协调器连接；

所述Zigbee协调器通过数据信息传输线路与监控中心连接；

所述调洪库容三维推演装置对尾矿库的库容进行三维推演，所述调洪库容三维推演装置通过数据信息传输线路与监控中心连接；

所述动力稳定性分析装置对尾矿库的动力稳定性进行分析，所述动力稳定性分析装置通过数据信息传输线路与监控中心连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于尾矿库的安全监测系统，其特征在于，所述动力稳定性采集单元包括湿润线监测模块、内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块；

所述湿润线监测模块用于监测浸润线高低变化，浸润线从坝外逸出则说明坝坡的稳定性很差，有可能发生滑坡事故，所述湿润线监测模块通过数据信息传输线路与第一Zigbee模块连接；

所述内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块分别用于监测尾矿库内子坝的位移变化量，从而监测尾矿库规程坝边坡的坡度，坝边坡的坡度直接决定尾矿库的稳定性，所述内部位移监测模块、表面位移监测模块和岸坡位移监测模块均与第一Zigbee模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于尾矿库的安全监测系统，其特征在于，所述调洪库容采集单元包括干滩监测模块、库水位监测模块、水质监测模块、降雨量监测模块、澄清距离监测模块、渗流量监测模块和排水流量监测模块；

所述干滩监测模块用于监控干滩的长度，所述干滩监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述库水位监测模块用于监控尾矿库内的水位变化，所述库水位监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述水质监测模块用于监控尾矿库内的水质，所述水质监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述降雨量监测模块用于监控尾矿库内的降雨量，所述降雨量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述澄清距离监测模块用于监控尾矿库内水量的澄清距离，所述澄清距离监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述渗流量监测模块用于监控尾矿库内的渗流量，从而监控尾矿库内的渗透性，所述渗流量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接；

所述排水流量监测模块用于监控尾矿库的排水流量，所述排水流量监测模块通过数据信息传输线路与第二Zigbee模块连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于尾矿库的安全监测系统，其特征在于，所述视频监控系统包括若干监控摄像头，若干所述监控摄像头呈5-8m的范围均匀安装在尾矿库内，所述监控中心内设有显示器模组，所述显示器模组用于显示摄像头采集的监控视频，所述视频监控系统通过数据信息传输线路与监控中心连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于尾矿库的安全监测系统，其特征在于，所述报警装置包括若干声光报警器和若干蜂鸣器，所述声光报警器和蜂鸣器起到警示的作用，若干所述声光报警器和蜂鸣器间隔分布在尾矿库内，所述声光报警器和蜂鸣器均通过电气/信号传输线路与监控中心连接。