【正文】 ，造成125 人死亡， 4000 人無(wú)家可歸； 1985 年 7 月中旬，意大利東北部的普瑞皮爾尾礦庫(kù)潰壩，造成 250 人死亡。當(dāng)前，我國(guó)尾礦庫(kù)安全運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)如壩體形變位移、庫(kù)水位、浸潤(rùn) 線埋深等，均由人工定期用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，安全監(jiān)測(cè)工作量大、受天氣、人工、現(xiàn)場(chǎng)條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人工誤差。我國(guó)安全生產(chǎn)市場(chǎng)急需尾礦庫(kù)潰壩災(zāi)害的實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)的技術(shù)和產(chǎn)品。 水利工程和高邊坡工程的監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展較快。 20 世紀(jì) 70 年代末，以傳感器為基礎(chǔ)的大壩自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開始應(yīng)用于葛洲壩水利樞紐、新豐江水利工程等壩體位移的監(jiān)測(cè)中。目前，多傳感器數(shù)據(jù)融合的大壩變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化技術(shù)是大壩和高邊坡工程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究發(fā)展趨勢(shì)。這些因素在尾礦壩體內(nèi)形成一個(gè)龐大 滲流場(chǎng)。這就是尾礦壩滲流場(chǎng)異常復(fù)雜的原因。如圖 1 所示，圖中孔隙水壓力為 0 的線即為尾礦 壩的浸潤(rùn)線。具體地說(shuō)：一個(gè)完善的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)文本中會(huì)給出防洪所需的調(diào)洪水深，并要求在設(shè)計(jì)洪水位（即最高洪水位）時(shí)，要同時(shí)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的最小安全超高和最小安全干灘長(zhǎng)度的要求。由此可見(jiàn)，庫(kù)水位的連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)也是尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容之一。 安全灘長(zhǎng)檢測(cè)法 示意圖 如圖所示，設(shè)現(xiàn)狀庫(kù)水位為 Hs，先在沉積灘上用皮尺量出 [Lg]，并插上標(biāo)桿 a，用儀器測(cè)出 a 點(diǎn)地面標(biāo)高 Ha，當(dāng) Ht = Ha – Hs≥ [Ht] 時(shí)，即認(rèn)為安全灘長(zhǎng)滿足設(shè)計(jì)要求。同理，也有安全超高檢測(cè)法。 下 圖給出了尾礦庫(kù)尾礦壩的典型變形矢量圖，從圖中可知壩體下游坡發(fā)生向下和偏向下游的變形。據(jù)此推算出來(lái)的總干灘長(zhǎng)度和調(diào)洪干灘長(zhǎng)度自然也是極不可信的。因此，灘頂標(biāo)高和設(shè)計(jì)最高洪水位下允許達(dá)到的干灘標(biāo)高，是尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)需 要測(cè)定的指標(biāo)。 綜上所述，金屬非金屬礦山尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括：浸潤(rùn)線；庫(kù)水位；灘面標(biāo)高；壩體位移；視頻圖像。 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)： 該系統(tǒng)可以同時(shí)監(jiān)測(cè)尾礦庫(kù)壩的浸潤(rùn)線、庫(kù)水位和壩位移等 參數(shù)； 可同時(shí)進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量、靈敏度高、測(cè)量精度高； 長(zhǎng)距離、高質(zhì)量信號(hào)傳輸，長(zhǎng)期可靠性好； 可擴(kuò)展能力強(qiáng)、單點(diǎn)測(cè)量成本低、應(yīng)用范圍廣； 具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、趨勢(shì)分析、有效預(yù)警功能； 在野外工作，系統(tǒng)采用光纖進(jìn)行信號(hào)監(jiān)測(cè)與傳輸，不受雷擊影響。大型尾礦庫(kù)在一些薄壩段也應(yīng)設(shè)有監(jiān)測(cè)剖面。尾礦壩壩坡浸潤(rùn)線監(jiān) 測(cè)儀器分兩 類。 這兩種方法可供選擇 . 浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)位置的選擇，應(yīng)根據(jù)《尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程》（ AQ2021－ 2021）中規(guī)定的計(jì)算工況所得到的壩體浸潤(rùn)線位置來(lái)埋設(shè)。設(shè)計(jì)時(shí)所給出的浸潤(rùn)線位置應(yīng)是監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)深度的最重要的依據(jù)。 浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè) 點(diǎn)分布圖 1 浸潤(rùn)線監(jiān)測(cè) 點(diǎn)分布圖 2 在尾庫(kù)壩剖面上布置多個(gè)測(cè)量點(diǎn)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)上先打孔，將測(cè)壓管埋入孔中，再將光纖光柵滲壓傳感器安裝到測(cè)壓孔內(nèi)。 傳感器主要參數(shù) : 標(biāo)準(zhǔn)量程 0MPa～ 1MPa (可以 定制量程 ) 測(cè)量精度 177。既準(zhǔn)確，又適時(shí)。本方案中設(shè)計(jì) 6 個(gè)水位檢測(cè)點(diǎn) . 水位 監(jiān)測(cè) 點(diǎn)分布圖 安裝電子水位傳感器在水位監(jiān)測(cè)管內(nèi)，電子庫(kù)水位傳感器采用無(wú)線傳輸，通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)射到遠(yuǎn)處的無(wú)線接收裝置，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量信號(hào)的無(wú)線傳輸。 傳感器參數(shù)：壓力范圍： 1 10MPa (可選 ) 精度： 177。C* 精度： 177。C 總量程內(nèi) 無(wú)線電收發(fā)器頻 率： 功 率 : 1mW 使用范圍 : 可達(dá) 1000 米的可視直線距離。 匹配接收器： USB, RS232, GSM/GPRS 及自產(chǎn)的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)功能性 記錄間隔： 1 秒至 18 小時(shí) 數(shù)據(jù)記錄：在傳感器內(nèi)，數(shù)據(jù)記錄可達(dá) 6 個(gè)周 3． 壩體位移監(jiān) 測(cè) 設(shè)計(jì)僅在壩體表面設(shè)置位移觀測(cè)樁。 根據(jù)壩的長(zhǎng)短至少選擇 5～ 10 個(gè)監(jiān)測(cè)剖面。 每個(gè)剖面均勻設(shè)置 4～ 6 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。 本方案 選擇 4 個(gè)監(jiān)測(cè)剖面。將監(jiān)測(cè)點(diǎn)依次與 GPS 定位裝置相連，然后在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)打固定樁，深度根據(jù)壩體進(jìn)行調(diào)整，在每個(gè)固定樁之間安裝位移傳感器，通過(guò)位移傳感器監(jiān)測(cè)固定樁之間，固定樁與 GPS 定位裝置之間的位移變化，從而監(jiān)測(cè)整個(gè)壩體的位移。 本方案設(shè)計(jì)六路視頻監(jiān)控 ,兩路監(jiān)控庫(kù)區(qū)、兩路監(jiān)控子壩、兩路監(jiān)控初期壩 . 將視頻信號(hào)通過(guò)光纖傳至中控室 , 視頻系統(tǒng) 圖 （ 五 ） 系統(tǒng)的特點(diǎn)和 技術(shù)要求 分散性 系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是地域極為分散， 和 監(jiān)測(cè)中心相距幾公里甚至幾十公里。 實(shí)時(shí)性 監(jiān)測(cè)中心需要及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。 準(zhǔn)確性 數(shù)據(jù)的采集與傳輸要非常準(zhǔn)確。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 高可靠性 選用國(guó)際上可靠性商品化、符合工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的成熟定型產(chǎn)品，如測(cè)量點(diǎn) RTU，通訊選用目前使用中認(rèn)為質(zhì)量、通訊速度和效果、功能等最好的 GPRS 模塊。 先進(jìn)性 首先，我們從設(shè)備選型上，選用成熟且先進(jìn)的產(chǎn)品，設(shè)備制造商有一定規(guī)模，如計(jì)算機(jī)選擇業(yè)界公認(rèn)的研華工業(yè)計(jì)算機(jī)，組態(tài)軟件選擇已經(jīng)經(jīng)過(guò)多年用戶考驗(yàn)過(guò)的調(diào)度軟件，不但組態(tài)全面豐富、配置靈活、報(bào)表功能強(qiáng)大，還支持各 種數(shù)據(jù)庫(kù)、通訊方式、網(wǎng)絡(luò)查詢等； 其次，我們從設(shè)計(jì)上采用目前國(guó)內(nèi)（國(guó)際）上認(rèn)為最先進(jìn)、最好的手段和方法，如支持多種通訊的組網(wǎng)方法、軟件多種安全防護(hù)、組態(tài)功能畫面、優(yōu)化調(diào)度等等。 開放性 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為開放式結(jié)構(gòu)。 實(shí)用性 生動(dòng)、豐富的組態(tài)畫面和圖像控制技術(shù)，顯示直觀、明了，方便；事件（如報(bào)警，超界、斷電等）發(fā)生時(shí)，系統(tǒng) 立即彈出報(bào)警窗口，并有提示或聲光報(bào)警。如：現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制柜采用 IEC439《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備組件》和《低壓開關(guān)成套設(shè)備》；壓力等傳感器的外殼防護(hù)執(zhí)行IEC529《外殼防護(hù)等級(jí)》等等。所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均采用國(guó)內(nèi)外知名品牌，如 GPRS 模塊選用目前使 用中認(rèn)為質(zhì)量、通訊效果、通訊速度、功能等做好的產(chǎn)品。 可擴(kuò)展性 擴(kuò)展時(shí)對(duì)現(xiàn)行的設(shè)備及軟件重新設(shè)置的要求做??；擴(kuò)展或修改時(shí)不降低系統(tǒng)的可靠性、可用性及安全性。 系統(tǒng)硬件 的可擴(kuò)展性 硬件設(shè)備包括 RTU 及儀表等設(shè)備，都必須要求具有可擴(kuò)展，硬件設(shè)備不需要修改、增加擴(kuò)展模塊或很少修改、增加擴(kuò)展模塊，就能適應(yīng)重設(shè)、功能變換等要求。把目前能想到的都考慮到，并預(yù)留，大大地增加了硬件的擴(kuò)展性。 對(duì)于調(diào)度中心的上位機(jī)組態(tài)軟件，我們采用經(jīng)過(guò)多年使用、完善的具有網(wǎng)絡(luò)檢查和標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器形式的調(diào)度組態(tài)軟件，用戶可以進(jìn)行簡(jiǎn)單二次開發(fā)、報(bào)表制定、參數(shù)配置等用戶化，更能適應(yīng)和貼切具體用戶的實(shí)際應(yīng)用，具有極強(qiáng)的可擴(kuò)展性。 特別值得提出的是 RTU,其軟件可擴(kuò)展性一般不容易做到，我們采用和硬件預(yù)留點(diǎn)結(jié)合，全部編程，無(wú)需修改和增加投資，用戶自己都可以實(shí)現(xiàn)其擴(kuò)展功