CN201237502Y - 尾矿库干滩自动化监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种尾矿库干滩自动化监测系统，在尾矿库干滩上设置多个剖面，每个剖面设两个监测点，在上述监测点处设置干滩高程监测仪，测量该监测点处的高滩高程数据，通过无线传输方式传送至数据采集设备；上述数据采集设备所汇集的高滩高程数据，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，结合库区水位数据，解算库区的安全高差和调洪高差是否处于尾矿安全生产规范所要求的安全标准内，并根据解算结果自动发出相关预警信息。本实用新型实现了尾矿库干滩数据在各种恶劣条件下的自动化采集，真正实现了尾矿库干滩数据、安全高差、调洪高差在各种条件下的实时监测，具有产业上的利用价值。

Description

尾矿库干滩自动化监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种尾矿库干滩的监测系统，特别是涉及一种实现了干滩数据的采集实时化、网络化和自动化的尾矿库干滩自动化监测系统。

背景技术

在矿山企业，沉积滩是水力冲积尾矿形成的沉积体表层，常指露出水面部分；滩长是指由滩顶至水边线的水平距离；而最小干滩长度是设计洪水位时的干滩长度。

请参阅图1所示，图1是矿山企业的沉积滩及其干滩长度的示意图。

滩顶3是沉积滩面与堆积坝外坡的交线，为沉积滩的最高点；库水位1与沉积滩4的边界线是水边线2，“滩长”是指由滩顶3至水边线2的水平距离；上述的“滩长”就是指干滩长度。

干滩长度是关系到生产的重要参数，多个滩长度过长，会造成回水能力不足，而影响生产的水质。干滩长度过短，则造成调洪能力的不足，或可能造成浸润线提前从坝坡出露的隐患，从而影响坝体的安全和防洪防汛指标的确定。

现在普遍采用的干滩监测方式是利用经纬仪、全站仪等传统的测量设备人工进行测量工作，首先测量尾矿库区水位和干滩面交接处的水边线坐标，然后再测出干滩面和坝体交接处坐标，通过手工计算得出干滩长度，然后同尾矿安全生产规范对表看是否可以满足生产需要，具体方式描述如下：

请参阅图2所示，是现有的尾矿库干滩监测方法的工作原理示意图。

设现状的库水位为Hs，先在沉积滩上用皮尺量出滩顶测量点A1至干滩特征点A1的长度Lg，再测出滩顶测量点A1至水边线的长度Ls，如果Ls>Lg，即认为安全滩长满足设计要求。否则，认为安全滩长不满足设计要求。

如上所述，目前矿山企业尾矿库干滩数据的采集方法，是人工利用仪器到尾矿现场测量干滩长度的方式进行，这种数据采集方法的缺点为：效率低，工作量大，采集数据精度容易出现人为误差，数据采集周期长，无法得到实时数据，不能真实反应实时的干滩状态，特别是在雾天、雷雨季节等恶劣条件下更需要了解干滩情况时，没有任何方法可以进行相关测量工作，因此，对尾矿库的安全生产造成了严重的威胁；此外，在干滩坡比不断变化的情况下，仅仅依靠测量干滩长度的数据，也还不能完整地反映尾矿库的安全状况。

由此可见，上述现有的尾矿库干滩监测方法在设备配置、测量方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决尾矿库干滩监测方法存在的问题，相关单位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，而一般产品又没有适切的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干滩监测方法存在的缺陷，本设计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，以期创设一种新型结构的尾矿库干滩自动化监测系统，能够改进一般现有的尾矿库干滩监测方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，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，克服现有的尾矿库干滩监测方法存在的缺陷，而提供一种新的尾矿库干滩自动化监测系统，所要解决的技术问题是使其利用测量干滩高程数据的方式取代传统测量干滩长度的方式，实时得出干滩是否满足生产的判断，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，提供一种尾矿库干滩自动化监测系统，所要解决的技术问题是使尾矿库内干滩数据的采集实时化、网络化、自动化，从而更加适于实用。

本实用新型的再一目的在于，提供一种尾矿库干滩自动化监测系统，所要解决的技术问题是，使其当干滩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的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种尾矿库干滩自动化监测系统，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；在上述监测点处设置干滩高程监测仪，测量该监测点的高滩高程数据，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高滩高程数据，通过光缆传送至控制中心内的计算机中，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，解算库区的安全高差和调洪高差。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的尾矿库干滩自动化监测系统，其中所述的采集室内的数据采集设备把从各个监测点处采集来的高滩高程数据汇总，是通过光端机转换成光信号并通过光缆传输到控制中心内，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。

前述的尾矿库干滩自动化监测系统，其中所述的采集室内的数据采集设备把从各个监测点处采集来的高滩高程数据汇总，采用GSM和/或GPRS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，解算库区的安全高差和调洪高差。

前述的尾矿库干滩自动化监测系统，其中所述的尾矿库现场采集室内的数据采集设备采用交流供电，或者采用太阳能供电方式。

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干滩自动化监测系统，在尾矿库干滩上设置多个剖面，每个剖面设两个监测点，在上述监测点处设置干滩高程监测仪，测量该监测点处的高滩高程数据，通过无线传输方式传送至数据采集设备；上述数据采集设备所汇集的高滩高程数据，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，结合库区水位数据，解算库区的安全高差和调洪高差是否处于尾矿安全生产规范所要求的安全标准内，并根据解算结果自动发出相关预警信息。本实用新型实现了尾矿库干滩数据在各种恶劣条件下的自动化采集，真正实现了尾矿库干滩数据、安全高差、调洪高差在各种条件下的实时监测，具有产业上的利用价值。

借由上述技术方案，本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统至少具有下列优点：

1、本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统实现了干滩数据采集在各种条件之下的全自动化，不受恶劣天气的影响。

2、本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统采用测量干滩高程数据的方式，只要安全高差和调洪高差满足设计要求，就能满足规范要求，而无须检测安全滩长。

3、本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统具有更好的适应性和更高的可靠性，在干滩坡比不断变化的情况下，利用本实用新型监测方法，也可准确判断库区是否符合安全生产条件。

4、本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统在尾矿库的安全高差、调洪高差不能满足生产需要时，可以自动及时发出预警。

综上所述，本实用新型特殊结构的尾矿库干滩自动化监测系统，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构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，且较现有的尾矿库干滩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。

本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是现有矿山企业的沉积滩及其干滩长度的示意图。

图2是现有的尾矿库干滩监测方法的工作原理示意图。

图3是本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统安全超高检测的工作原理示意图。

图4是本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统的设备配置及工作流程示意图。

1：库水位                             2：水边线

3：滩顶                               4：沉积滩

6：初期坝高度

Hs：库水位高程                        S：水边线

A1：滩顶测量点                        B1：干滩测量点

Lg：滩顶到干滩特征点距离              Ls：滩顶到水边线距离

A2：滩顶监测点                        B2：干滩特征点

Ha：滩顶高程                          Hb：干滩特征点高程

Ha-Hb：安全高差                       Ht：调洪高差

10：光端机                            11：尾矿库干滩

12：剖面                              13：监测点

13a：第一监测点                       13b：第二监测点

14：干滩滩顶                          16：干滩高程监测仪

17：数据采集设备                      18：光缆

19：控制中心计算机

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干滩自动化监测系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图3所示，是本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统安全超高检测的工作原理示意图。

尾矿库干滩自动化监测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B2，并安装干滩高程监测仪16；

(3)用干滩高程监测仪测出干滩特征点B2点的干滩特征点高程Hb；用干滩高程监测仪测出滩顶监测点A2点的滩顶高程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。

对于坝前干滩坡度较大者，只要安全滩长满足要求，安全超高一般都能满足要求，而无须检测安全超高；对于坝前干滩坡度较缓者，只要安全超高满足要求，安全滩长一般都能满足要求，而无须检测安全滩长。

请参阅图4所示，是本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统安全超高检测装置的结构配置示意图。

根据国家尾矿安全生产规范要求，在尾矿库干滩11上设置多个剖面12，每个剖面12设两个监测点13，其中第一监测点13a放置在靠近坝体的干滩滩顶14处，第二监测点13b则对应地放在从坝体向库区水位方向国家标准规定的距离处(如二等库需距离100米，三等库需距离70米)。

每个监测点13处均放置干滩高程监测仪16，用来测量出该监测点13处的高滩高程数据，并通过无线传输方式传送至现场采集室内的数据采集设备17，然后由现场采集室内的数据采集设备17，通过光缆18(或采用GSM、GPRS等无线传输方式)传送至控制中心计算机19中，计算机内的专用软件根据每一个剖面12的滩顶和滩内两处高程数据，并结合库区水位数据，从而根据软件内设置好的算法解算出库区的安全高差和调洪高差是否可以满足生产要求，并根据解算结果发出相关预警信息。

本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统采集室内的数据采集设备17把从各个监测点13处采集来的高滩高程数据汇总，是通过光端机10转换成光信号并通过光缆18传输到控制中心内，控制中心内的光端机10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19内。

本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统，其中所述的采集室内的数据采集设备17把从各个监测点13处采集来的高滩高程数据汇总，还可以采用GSM和/或GPRS无线传输方式传送至控制中心计算机19中，计算机19内的专用软件根据每一个剖面12的滩顶和滩内两处高程数据，解算库区的安全高差和调洪高差，并根据解算结果发出相关预警信息。

本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统的尾矿库现场采集室内的数据采集设备17采用交流供电，或者采用太阳能供电方式。

综上所述，本实用新型尾矿库干滩自动化监测系统的监测方法，主要包括以下步骤：

(1)设置在上述监测点13处的干滩高程监测仪16，测量各个监测点13处的高滩高程数据，通过无线传输方式传送至现场采集室内的数据采集设备17；

(2)上述数据采集设备17所汇集的干滩高程数据，通过光缆或无线传输方式传送至控制中心计算机19中；

(3)上述控制中心计算机19内的专用软件根据每一个剖面12的滩顶和滩内两处高程数据，结合库区水位数据，解算库区的安全高差和调洪高差；

(4)控制中心计算机19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；

(5)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19自动发出相关预警信息。

本实用新型实现了尾矿库干滩数据在各种恶劣条件下的自动化采集，并能结合库区水位数据实时计算出库区安全高差和调洪高差是否满足生产需求，软件也实现了根据计算结果自动发出预警信息，真正实现了尾矿库干滩数据、安全高差、调洪高差在各种条件下的实时监测，受到用户的好评。

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的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许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内容，依据本实用新型的技术实质对以上的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 (4)

1、一种尾矿库干滩自动化监测系统，其特征在于：在尾矿库干滩(11)上设置多个剖面(12)，每个剖面(12)设两个监测点(13)，其中第一监测点(13a)设置在靠近坝体的干滩滩顶(14)处，第二监测点(13b)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；

在上述监测点(13)处设置干滩高程监测仪(16)，测量该监测点(13)处的高滩高程数据，通过无线传输方式传送至现场采集室内的数据采集设备(17)；

上述数据采集设备(17)所汇集的高滩高程数据，通过光缆(18)传送至控制中心内的计算机(19)中，计算机(19)内的专用软件根据每一个剖面(12)的滩顶和滩内两处高程数据，解算库区的安全高差和调洪高差。

2、根据权利要求1所述的尾矿库干滩自动化监测系统，其特征在于其中所述的采集室内的数据采集设备(17)把从各个监测点(13)处采集来的高滩高程数据汇总，是通过光端机(10)转换成光信号并通过光缆(18)传输到控制中心内，控制中心内的光端机(10)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(19)内。

3、根据权利要求1所述的尾矿库干滩自动化监测系统，其特征在于其中所述的采集室内的数据采集设备(17)把从各个监测点(13)处采集来的高滩高程数据汇总，采用GSM和/或GPRS无线传输方式传送至控制中心计算机(19)中，计算机(19)内的专用软件根据每一个剖面(12)的滩顶和滩内两处高程数据，解算库区的安全高差和调洪高差。

4、根据权利要求1所述的尾矿库干滩自动化监测系统，其特征在于其中所述的尾矿库现场采集室内的数据采集设备(17)采用交流供电，或者采用太阳能供电方式。

Images