CN201229194Y - 尾矿库坝体浸润线自动化监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其在尾矿库坝体上设置有剖面，每个剖面上设置有测压管装置；在测压管装置内设置有传感器，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光缆传输到位于尾矿库远端的控制中心计算机；控制中心计算机的专用软件系统根据接收到的浸润线观测数据，绘制坝体浸润线分布图形，并根据浸润线的状态自动发出预警信号；本实用新型实现了尾矿库坝体浸润线数据在各种恶劣条件下的自动化采集和绘制，并根据浸润线状态自动发出预警，提高了矿山安全的现代化管理水平。

Description

尾矿库坝体浸润线自动化监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种尾矿库坝体浸润线的监测系统，特别是涉及一种实现了尾矿库坝体内浸润线数据的采集实时化、网络化、自动化，并且其浸润线分布图示是根据数学模型自动化绘制的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统。

背景技术

浸润线是关系到尾矿库坝体安全的一个重要指标，国家抗震规范明确规定：尾矿坝体内部的浸润线的埋深不能小于6～8米。为此，掌握坝体内部浸润线的动态变化情况，是了解坝体内部力学强度指标的重要参数。浸润线埋藏过浅，容易产生散浸现象，即坝体内部浸润线的水分从坝坡溢出，并且容易产生坝体表面沼泽化和液化现象，而产生坝体不稳定的隐患。

什么是浸润线？尾矿库坝体内渗水在库区内水位作用下，水流渗入尾矿坝中，将尾矿坝体分为上干下湿两部分，干湿土的分界线为浸润线。

目前我国矿山企业尾矿库坝体浸润线的监测，都是采用在坝体内设置多个监测点，并在监测点处钻孔埋设测压管，然后由人工定期到尾矿坝体现场，手工测量测压管内水位来采集浸润线数据。

矿山企业目前采用的这种尾矿坝体浸润线数据采集方法是利用人工携带仪器到现场实地测量，效率低下，所采集数据精度由于存在人为因素而造成误差较大，数据采集周期长，无法得到实时数据，不能真实反应实时的坝体浸润线内状态，且劳动量较大，特别是在雷雨季节等恶劣条件下，无法进行相关测量工作，因此不能客观反应出尾矿坝体内的真实浸润线状态，而且技术人员得靠手工绘制出坝体浸润线的分布状况。

由此可见，上述现有的尾矿库坝体浸润线监测方法在设备配置、监测方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决尾矿库坝体浸润线监测方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般的设备及尾矿库坝体浸润线监测方法又没有适切的方法及结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的尾矿库坝体浸润线监测方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，能够改进一般现有的尾矿库坝体浸润线监测方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有的尾矿库坝体浸润线监测方法存在的缺陷，而提供一种新的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，所要解决的技术问题是使其能够实现尾矿库坝体内浸润线数据的采集实时化、网络化和自动化，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本实用新型的另一目的在于，提供一种尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，所要解决的技术问题是使尾矿库坝体内浸润线分布图示能够根据数学模型自动化绘制，从而更加适于实用。

本实用新型的再一目的在于，提供一种尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，所要解决的技术问题是使其当浸润线数据不能满足生产需要时发出预警信息，从而更加适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于：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；在测压管装置内设置有传感器，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光缆传输到位于尾矿库远端的控制中心计算机；控制中心计算机的专用软件系统根据接收到的浸润线观测数据，绘制坝体浸润线分布图形；控制中心计算机根据浸润线的状态自动发出预警信号。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的采集室内的数据采集装置把从各个测压管装置采集来的数据汇总，通过光端机转换成光信号并通过光缆传输到位于尾矿库远端的控制中心内，控制中心内的光端机把接收到的光信号还原成电信号后再传送到控制中心计算机内。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的数据采集装置把从各个测压管装置内采集来的数据汇总后，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。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的无线发送设备和无线接收设备采用GSM和/或GPRS无线网络。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的尾矿库现场采集室内的数据采集装置采用交流供电，或者采用太阳能供电方式。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的测压管装置包括有：测压管、外箍接头、管口保护装置、渗压计、电缆和钢管；上述的测压管采用加工后的镀锌钢管或PVC管，测压管之间用外箍接头连接；上述外箍接头两端的内壁设有螺纹；上述的管口保护装置，为一金属结构体并设有开口，开口为门状装置，门四边全部密封，并设有门锁保护；所述的传感器采用渗压计，该渗压计悬吊安装在测压管内，该渗压计连接有电缆，敷设钢管保护渗压计电缆，该电缆分别连接到相关测控装置。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的测压管包括导管段、透水段、透水孔和管底；测压管的导管段是顺直光滑的圆柱形管，测压管的两端设有螺纹，与上述外箍接头两端内壁的螺纹配合连接；测压管的透水段上开设有透水孔，测压管的管底为密封结构。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的测压管的透水段外面包裹有无纺土工织物。

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的测压管装置的安装方法，主要包括以下步骤：

a)、钻孔

(1)在尾矿库坝体上设置剖面，并在每个剖面上为埋设测压管钻孔；

(2)钻孔完工后安装测压管；

(3)测压管钻孔深度根据现场钻孔地质情况进行调整，测压管埋设竣工后测量管口高程、轴距及孔深；

b)、测压管埋设

(1)测压管的部件在加工完成后，进行系统的试验性装配；

(2)测压管埋设前应对钻孔深度、地质剖面、孔底高程、孔内水位、有无坍孔，测压管的加工质量进行检查并记录；

(4)测压管埋设前在孔底填混凝土层，再将测压管逐段安装到位，然后再在管外回填反滤料，逐层夯实，直至设计透水管高度；

(5)测压管透水段上部，用混凝土回填封孔，回填至管口；

(6)安装管口保护装置，管口加锁保护；

(7)测压管安装完成后进行灵敏度检验“注水试验”；

前述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其中所述的渗压计的安装方法，主要包括以下步骤：

(1)检查渗压计外观是否有损坏；

(2)采用悬吊的方式将渗压计安装在测压管内；

(3)按照各个测压管渗压计的设计高程确定管口到传感器的电缆长度，将渗压计放入测压管中并在管口固定；

(4)将渗压计放在测压管中4小时以上，使渗压计内的温度和测压管内的水温一样，减少仪器安装率定时的误差；分别对每一支渗压计进行现场测试，测出各支仪器的初始测值和安装高程；

(5)测量测压管到水面的距离，并记录；

(6)利用该渗压计的率定参数，测量数据R0、T0、R1、T1；

(7)按设计方案，敷设渗压计电缆，用钢管保护，妥善接地，分别接入有关测控装置。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本实用新型的主要技术内容如下：

本实用新型提出一种尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其在尾矿库坝体上设置有剖面，每个剖面上设置有测压管装置；在测压管装置内设置有传感器，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光缆传输到位于尾矿库远端的控制中心计算机；控制中心计算机的专用软件系统根据接收到的浸润线观测数据，绘制坝体浸润线分布图形，并根据浸润线的状态自动发出预警信号；本实用新型实现了尾矿库坝体浸润线数据在各种恶劣条件下的自动化采集和绘制，并根据浸润线状态自动发出预警，提高了矿山安全的现代化管理水平。

借由上述技术方案，本实用新型尾矿库坝体浸润线自动化监测系统至少具有下列优点：

1、本实用新型尾矿库坝体浸润线自动化监测系统实现了尾矿坝体内浸润线数据的实时的网络化、自动化的采集，并利用自主开发的软件系统自动根据所采集数据绘制出坝体内的浸润线分布状态图形，并在浸润线数据不能满足生产的条件下发出预警信息。

2、本实用新型尾矿库坝体浸润线自动化监测系统数据采集实时，数据精度高，数据采集不受恶劣条件影响，不受人为因素影响，提高了监测的可靠性。

3、本实用新型尾矿库坝体浸润线自动化监测系统把现场技术管理人员从繁重的工作中解脱出来，降低了工作强度，提高了工作效率和现代化管理水平，保障尾矿库安全。

综上所述，本实用新型特殊的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类的装置和方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在装备的设置和安装使用方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的尾矿库坝体浸润线监测方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本实用新型的具体装备的设置及其结构，以及其安装使用方法由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是本实用新型尾矿库坝体浸润线自动化监测系统的设备配置及工作流程示意图。

图2是本实用新型尾矿库坝体浸润线自动化监测系统的测压管装置的结构示意图。

1：尾矿库坝体                   2：剖面

3：测压管装置                   4：测压管

5：传感器                       6：通信线缆

7：数据采集装置                 8：光缆

9：控制中心计算机               10：光端机

12：无纺土工织物                13：反滤料

14：管口保护装置                15：渗压计

16：电缆                        17：钢管

43：透水段                      431：透水孔

46：管底

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统其具体实施方式、步骤、装备的设置及其结构、特征及其功效，详细说明如后。

本实用新型尾矿坝体浸润线自动化监测系统，综合利用传感器技术、网络通信技术、软件技术等，是一高科技的装置。

请参阅图1所示，是本实用新型较佳实施例的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统的总体工作状态示意图。

本系统在尾矿库坝体1上根据需要设置多个剖面2，每个剖面设置多个测压管装置3，测压管的安装首先需用钻机打孔，然后用根据需要加工后的镀锌管或PVC等放入孔中形成测压管4。

在测压管内放置传感器5来监测管内水位变化情况，并通过通信线缆6传输到现场采集室内的数据采集装置7设备中，数据采集装置再将采集到的数据通过光缆8(也可采用GSM、GPRS等无线网络)传输到位于远端的控制中心计算机9中，计算机内的专用软件系统根据接收到的浸润线观测数据，利用相关数学模型绘出坝体浸润线分布图形，从而实现浸润线观测的自动化。

采集室内的数据采集装置可以采用220伏的交流供电，也可以采用太阳能供电方式。如果采用光缆通信传输，采集室内还应有光端机10设备，采集室内的数据采集装置7把从各测压管采集来的数据汇总后，通过光端机10转换成光信号由光缆8传输到远端的控制中心内，控制中心内的光端机10设备把接收到的光信号还原成电信号后再传送到控制中心计算机9内。

如果采用无线传送，则由采集室内的数据采集装置7把从各测压管内采集来的数据汇总后，直接在采集室内用无线发送设备发送到位于远端的控制中心，控制中心内的无线接收设备接收到数据后，再传送到控制中心计算机9内，所述的无线发送设备和无线接收设备可以采用GSM和/或GPRS无线网络。

本实用新型实现了尾矿库坝体浸润线数据在各种恶劣条件下的自动化采集和绘制，并根据浸润线状态自动发出预警，提高了矿山安全的现代化管理水平。

请参阅图2所示，是本实用新型较佳实施例的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统测压管装置的结构示意图。

测压管装置3主要包括有：测压管4、外箍接头、透水段43、透水孔431、管底46、无纺土工织物12、反滤料13、管口保护装置14、渗压计15、电缆16和钢管17；

上述的测压管4应采用材料为镀锌钢管，顺直而无弯曲、无压伤和裂纹，未受腐蚀；采用外箍接头相互连接，外箍接头两端的内壁设有螺纹；

测压管的导管段应顺直，内壁光滑无阻；

每段管子的两端应设有螺纹，管内皮垢应清除干净；

透水段43上钻透水孔431的毛刺应用绞刀清除，直到用手触摸不到刺手为止；

管底46为密封结构；

上述透水段43外面包裹足以防止土体颗粒进入的无纺土工织物12；

测压管装置还包括有：管口保护装置14，渗压计15，电缆16；

上述的管口保护装置14，为一金属结构体，并设有开口，开口为门状装置，门四边全部密封，并设有门锁保护；

本实用新型采用悬吊的方式将渗压计15安装在测压管4内，然后敷设渗压计电缆16，并用钢管17将其保护起来，同时分别接入有关测控装置。

请配合参阅图2所示，本实用新型较佳实施例的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其测压管装置的安装方法，主要包括以下步骤：

a)、钻孔

(1)在尾矿库坝体1上设置剖面2，并在每个剖面2上为埋设测压管4钻孔；

(2)钻孔完工后安装测压管；

(3)测压管钻孔深度根据现场钻孔地质情况进行调整，测压管埋设竣工后测量管口高程、轴距及孔深；

b)、测压管埋设

(1)测压管4的部件在加工完成后，进行系统的试验性装配；

(2)测压管4埋设前应对钻孔深度、地质剖面、孔底高程、孔内水位、有无坍孔，测压管4的加工质量进行检查并记录；

(4)测压管4埋设前在孔底填混凝土层，再将测压管4逐段安装到位，然后再在管外回填反滤料13，逐层夯实，直至设计透水管高度；

(5)测压管透水段43上部，用混凝土回填封孔，回填至管口；

(6)安装管口保护装置14，管口加锁保护；

(7)测压管4安装完成后进行灵敏度检验“注水试验”。

再请配合参阅图2所示，本实用新型较佳实施例的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其渗压计的安装方法，主要包括以下步骤：

(1)检查渗压计15外观是否有损坏；

(2)采用悬吊的方式将渗压计安装在测压管内；

(3)按照各个测压管渗压计15的设计高程确定管口到传感器的电缆16长度，将渗压计15放入测压管4中并在管口固定；

(4)将渗压计15放在测压管中4小时以上，使渗压计15内的温度和测压管4内的水温一样，减少仪器安装率定时的误差；分别对每一支渗压计15进行现场测试，测出各支仪器的初始测值和安装高程；

(5)测量测压管4到水面的距离，并记录；

(6)利用该渗压计15的率定参数，测量数据R0、T0、R1、T1；

(7)按设计方案，敷设渗压计电缆16，用钢管17保护，妥善接地，分别接入有关测控装置。

上述如此方法及结构构成的本实用新型尾矿库坝体浸润线自动化监测系统的技术创新，对于现今同行业的技术人员来说均具有许多可取之处，而确实具有技术进步性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1、一种尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于：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；

在测压管装置内设置有传感器，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光缆传输到位于尾矿库远端的控制中心计算机；

控制中心计算机的专用软件系统根据接收到的浸润线观测数据，绘制坝体浸润线分布图形；

控制中心计算机根据浸润线的状态自动发出预警信号。

2、根据权利要求1所述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于其中所述的采集室内的数据采集装置把从各个测压管装置采集来的数据汇总，通过光端机转换成光信号并通过光缆传输到位于尾矿库远端的控制中心内，控制中心内的光端机把接收到的光信号还原成电信号后再传送到控制中心计算机内。

3、根据权利要求1所述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于其中所述的数据采集装置把从各个测压管装置内采集来的数据汇总后，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。

4、根据权利要求3所述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于其中所述的无线发送设备和无线接收设备采用GSM和/或GPRS无线网络。

5、根据权利要求1所述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于其中所述的尾矿库现场采集室内的数据采集装置采用交流供电，或者采用太阳能供电方式。

6、根据权利要求1所述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于其中所述的测压管装置包括有：测压管、外箍接头、管口保护装置、渗压计、电缆和钢管；

上述的测压管采用加工后的镀锌钢管或PVC管，测压管之间用外箍接头连接；上述外箍接头两端的内壁设有螺纹；

上述的管口保护装置，为一金属结构体，并设有开口，开口为门状装置，门四边全部密封，并设有门锁保护；

所述的传感器采用渗压计，该渗压计悬吊安装在测压管内，该渗压计连接有电缆，敷设钢管保护渗压计电缆，该电缆分别连接到相关测控装置。

7、根据权利要求6所述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于其中所述的测压管包括导管段、透水段、透水孔和管底；

测压管的导管段是顺直光滑的圆柱形管，测压管的两端设有螺纹，与上述外箍接头两端内壁的螺纹配合连接；测压管的透水段上开设有透水孔；

测压管的管底为密封结构。

8、根据权利要求7所述的尾矿库坝体浸润线自动化监测系统，其特征在于其中所述的测压管的透水段外面包裹有无纺土工织物。

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