CN204514426U - 一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，包括监控计算机、解调仪、终端盒、接续盒、光纤渗压传感器、渗压管，在渗压管内分层安放光纤渗压传感器，光纤渗压传感器通过3mm铠装钢缆与接续盒连接，所述的接续盒通过多芯光缆与终端盒连接，所述的终端盒通过3mm黄色光缆与解调仪连接，所述的解调仪内设有可调谐窄带光纤F-P滤波器，并通过RS232或USB接口与监控计算机连接。本实用新型提出的尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，具有脉络清晰、实施简单、预警可靠、扩展性好等特点。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种安全监测预警系统，尤其是涉及一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统。
背景技术：
浸润线是尾矿库的生命线，传统的尾矿库浸润线监测方法，均采用单一报警指标，没有实现预警分级；采用的传感器为传统的振弦式传感器，灵敏度一般，抗雷击、抗干扰、工作温度等适应性一般；难以实现自动预警。
发明内容：
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，包括监控计算机、解调仪、终端盒、接续盒、光纤渗压传感器及渗压管，在尾矿库顶利用干钻成孔，其孔径为φ108mm，在渗压管内分层安放光纤渗压传感器，渗压管孔径为φ75mm，光纤渗压传感器通过3mm铠装钢缆与接续盒连接，所述的接续盒通过多芯光缆与终端盒连接，所述的终端盒通过3mm黄色光缆与解调仪连接，所述的解调仪内设有可调谐窄带光纤F-P滤波器，并通过RS232或USB接口与监控计算机连接；由所述的解调仪发射出C波段宽带光，经3DB耦合器进入光纤通道，入射光遇到光纤渗压传感器后发生反射，把反映水压力的窄带光反馈到光纤通道，通过接续盒、终端盒进入解调仪，通过光纤F-P滤波器进入光电转换器，将光信号转换为模拟电信号并进行低通滤波，通过模数转换，把模拟电信号转换为数字电信号，发送到监控计算机。建立分级预警方法和指标，采用软件进行数据分析和分级预警。
本实用新型提出的尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，具有脉络清晰、实施简单、预警可靠、扩展性好等特点。
附图说明：
图1 本实用新型尾矿库浸润线在线安全监测预警系统结构图。
图2-1 渗压管结构示意图。
图2-2 渗压管安装结构图
图3 光纤光栅渗压传感器结构图。
图4 数据监测、转换、采集及传输过程图。
图5 软件系统框架图。
图中：1钻孔护管、2密封、3渗压管、4光纤渗压传感器、5原尾砂、3-1过滤管段、3-2沉淀管段、3-3滤水孔、滤水孔3-3、3-4土工织物、3-5铅丝、4-1弹性应变片、4-2光纤光栅、4-3透水网。
具体实施方式：
下面结合说明书附图对本实用新型进行详细描述。参照附图，对本实用新型优选实施例进行详细的描述，其中所有相同的附图标记表示相同的部件。
如图1、3、4所示，一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，包括监控计算机、解调仪、终端盒、接续盒、光纤渗压传感器、渗压管，在尾矿库顶按照选定位置利用干钻成孔，孔径φ108mm，选用φ75mm渗压管，光纤渗压传感器分层安放在测压管内，所述的光纤渗压传感器通过3mm铠装钢缆与接续盒连接，所述的接续盒通过多芯光缆与终端盒连接，所述的终端盒通过3mm黄色光缆与解调仪连接，所述的解调仪内设有可调谐窄带光纤F-P滤波器，并通过RS232或USB接口与监控计算机连接；由所述的解调仪发射出C波段宽带光，经3DB耦合器进入光纤通道，入射光遇到光纤渗压传感器后发生反射，把反映水压力的窄带光反馈到光纤通道，通过接续盒、终端盒进入 解调仪，通过光纤F-P滤波器进入光电转换器，将光信号转换为模拟电信号并进行低通滤波，通过模数转换，把模拟电信号转换为数字电信号，发送到监控计算机进行处理。
如图2-1、2-2所示，所述的渗压管3包括过滤管段3-1、沉淀管段3-2，过滤管段3-1下端留有长1.0-1.5m的沉淀管段3-2，所述的渗压管3管底封闭；过滤管段3-1设有滤水孔3-3，滤水孔3-3呈梅花状布置；过滤管段3-1及滤水孔3-3用铅丝3-5缠绕，外包土工织物3-4。过滤管段3-1长度取设计最高浸润线以上2.0m至最低浸润线以下2m。
如图3所示，所述的光纤渗压传感器有2组，每组为4个。所述的光纤渗压传感器由弹性应变片4-1、光纤光栅4-2、透水网4-3构成，并采用全不锈钢封装，确保了传感器可以在复杂环境中应用。
施工及工作步骤：
(1)针对某尾矿库，在选定位置利用干钻成孔，其孔径为φ108mm，选用φ75mm渗压管，光纤渗压传感器分层安放在渗压管内。
所述的渗压管3结构如图2-1所示，包括过滤管段3-1、沉淀管段3-2，过滤管段3-1设有φ6mm的滤水孔3-3，滤水孔3-3纵向间距50-100mm，呈梅花状布置。过滤管段3-1及滤水孔3-3用12-14#铅丝3-5缠绕，外包土工织物3-4。过滤管段3-1长度取设计最高浸润线以上2.0m至最低浸润线以下2m。过滤管段3-1下端，留有长1.0-1.5m的沉淀管段3-2，所述的渗压管3管底封闭。
如图2-2所示，在尾矿库顶按照选定位置利用干钻成孔，其孔径优选φ108mm，孔口设置钻孔护管1和密封2，在所成钻孔内下入φ75mm渗压管3，光纤渗压传感器4分层安放在渗压管3内，逐层设置密封2并用原尾砂5回填。
(2)针对某尾矿库，按照规范要求，布设光纤光栅渗压传感器，传感 器结构如图3所示。
(3)数据监测、采集、转换及传输。如图4所示，首先由光纤光栅解调仪发射出C波段宽带光，经3DB耦合器进入测量光纤通道，入射光遇到光纤光栅渗压计后发生反射，把反应水压力的窄带光反馈到光纤通道，进入光纤光栅解调仪，通过光纤F-P滤波器进入光电转换器，将光信号转换为模拟电信号并进行低通滤波，通过模数转换，把模拟电信号转换为数字电信号，进行数据处理，发送到监控计算机进行处理。
传感器工作时，利用调制解调仪发出的连续宽带光，经传输光缆传送到传感器；透水网的主要作用在于过滤渗透水，阻止杂质进入测量腔体；当水进入测量腔体时，弹性应变片反映出当前水压力，然后光纤光栅上会反映出当前水压力的窄带光，传感器将与压力值有关的窄带光反射回到光纤光栅调制解调仪中，解调出来反射波长的变化量，进而就得出了待测点的压力信息。
(4)浸润线分级预警值获取：建立尾矿库稳定性计算模型，先从设计和规范中分别读出规定的最小浸润线埋深值，然后从所有读取的最小值中选择最为安全的也就是最大的埋深值，作为正常状态与警戒状态的分界值；接下来不断地减小浸润线埋深，并计算出每一个浸润线埋深值所对应的安全系数，当安全系数等于1.0时停止计算，将此时的浸润线埋深值作为警戒状态与危险状态的分界值。以这两个分界值作为尾矿库监测预警的依据。
(5)软件自动分析及预警
采用现有软件实现在线监测、数据分析和分级预警，软件系统框架图如图5所示。
在本实用新型特定实施例中被描述时，本领域技术人员应该认识到本实用新型可以在不超出权利要求书的精神和范围内进行修正。
Claims (6)
1.一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，包括监控计算机、解调仪、终端盒、接续盒、渗压管（3）、光纤渗压传感器（4），其特征在于，在渗压管（3）内分层安放光纤渗压传感器（4），光纤渗压传感器（4）通过3mm铠装钢缆与接续盒连接，所述的接续盒通过多芯光缆与终端盒连接，所述的终端盒通过3mm黄色光缆与解调仪连接，所述的解调仪内设有可调谐窄带光纤F-P滤波器，并通过RS232或USB接口与监控计算机连接；由所述的解调仪发射出C波段宽带光，经3DB耦合器进入光纤通道，入射光遇到光纤渗压传感器（4）后发生反射，把反映水压力的窄带光反馈到光纤通道，通过接续盒、终端盒进入解调仪，通过光纤F-P滤波器进入光电转换器，将光信号转换为模拟电信号并进行低通滤波，通过模数转换，把模拟电信号转换为数字电信号，发送到监控计算机进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，其特征在于，所述的渗压管（3）包括过滤管段（3-1）、沉淀管段（3-2），过滤管段（3-1）下端留有长1.0-1.5m的沉淀管段（3-2），所述的渗压管（3）管底封闭；过滤管段（3-1）设有滤水孔（3-3），滤水孔（3-3）呈梅花状布置；过滤管段（3-1）及滤水孔（3-3）用铅丝（3-5）缠绕，外包土工织物（3-4）。
3.根据权利要求2所述的一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，其特征在于，过滤管段（3-1）长度取设计最高浸润线以上2.0m至最低浸润线以下2m。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，其特征在于，所述的光纤渗压传感器有2组，每组为4个。
5.根据权利要求4所述的一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，其特征在于，所述的光纤渗压传感器由弹性应变片（4-1）、光纤光栅（4-2）、透水网（4-3）构成，并采用全不锈钢封装。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种尾矿库浸润线在线安全监测预警系统，其特征在于，所述的光纤渗压传感器由弹性应变片（4-1）、光纤光栅（4-2）、透水网（4-3）构成，并采用全不锈钢封装。
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