一种尾矿库大坝变形监测系统的制作方法

本发明涉及尾矿库安全监测领域，尤其涉及一种尾矿库大坝变形监测系统。

背景技术：

尾矿库是筑坝拦截谷口或围地构成的，用以贮存金属和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。作为矿山选矿生产的主要设施，尾矿库既是事故易发部位，又是隐伏巨大安全隐患的危险源。尾矿库在线安全监测对于加强尾矿库的安全监管、掌握尾矿库的工作状态、实现尾矿库的科学运行和管理古意义重大。

现有的尾矿库大坝变形监测方法有人工监测、光纤监测等。人工监测由人工定期用传统仪器到现场进行测量，易受环境和现场条件的影响，且采集精度不高，信息滞后，同时还存在人员的人身安全问题。光纤监测是通过光纤传感器实施变形监测的方法，一种为作用型传感器，这种传感器的优点是结构紧凑，灵敏度高，但必须用特殊光纤，成本高。另一种为非作用型传感器，这种传感器无需特殊光纤及其他特殊技术，比较容易实现，成本低，但是灵敏度较低。

鉴于上述现有技术存在的缺陷，我们发明了这个尾矿库大坝变形监测系统，该发明一方面结构简单，实施操作简易，可以实时监测及预警。另一方面，本监测系统不仅可以获得尾矿坝体整体变形数据，而且可以得到坝体内部变形信息，数据全面且较为精确。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种尾矿库大坝变形监测系统。

为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种尾矿库大坝变形监测系统，包括待测大坝主体、坝体局部变形数据采集装置、gps坐标采集终端，所述坝体局部变形数据采集装置由多个半导体应变片组成，多个所述半导体应变阵列设置在所述待测大坝主体斜面上，每个所述半导体应变片通过电缆分别和与其相邻的半导体应变片连接，所述半导体应变片一侧设置有供电装置；所述待测大坝主体顶部设置有gps坐标采集终端，所述待测大坝主体一侧设置有用于作为参考点的gps坐标采集终端；所述gps坐标采集终端、坝体局部变形数据采集装置收集的信息均传递给本地坝体监测中心，所述本地坝体监测中心将信息传递给远程终端。

多个相互连接的半导体应变片一侧连接有坝体局部变形数据处理箱，所述坝体局部变形数据处理箱内设置有用于接收半导体应变片传递过来的信息的收集单元以及将收集的信息传递给本地坝体监测中心的无线通信单元。

所述待测大坝主体上的gps坐标采集终端设置有多个且依次等间距排布在待测大坝主体区域内。

所述供电装置由太阳能发电板和蓄电池组成。

所述半导体应变片呈阵列式植入在坝体侧表面以下0.003m³的长方体空间，所述长方体空间尺寸为0.1m×0.1m×0.3m，通过所述半导体应变片可测量待测大坝主体各局部应变。

所述本地坝体监测中心由用于接收数据处理箱传来的数据无线通信单元以及判定数据无线通信单元接收到的变形数据的判定单元，所述判定单元与报警单元连通。

本发明的有益效果在于：

(1)解决了已有装置的诸如精度不够、成本高、数据不全面等的缺陷；

(2)采用本系统进行监测时，可以同时监测尾矿库坝体整体和局部的实时变形，使系统更具实用性；

(3)可以自动对发生变形的尾矿坝实现预警，提高尾矿库安全管理；

(4)实现了尾矿坝远程实时、在线监测。

附图说明

下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的系统结构图；

图2为系统示意图。

其中，1－gps坐标采集终端，2－供电装置，3－坝体局部变形数据采集装置，4－坝体局部变形数据处理箱，5－本地坝体监测中心，6－远程终端，7－电缆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参见图1-2。

本发明公开了一种尾矿库大坝变形监测系统，包括待测大坝主体、坝体局部变形数据采集装置3、gps坐标采集终端1，所述坝体局部变形数据采集装置3由多个半导体应变片组成，多个所述半导体应变阵列设置在所述待测大坝主体斜面上，每个所述半导体应变片通过电缆7分别和与其相邻的半导体应变片连接，所述半导体应变片一侧设置有供电装置2；所述待测大坝主体顶部设置有gps坐标采集终端1，所述待测大坝主体一侧设置有用于作为参考点的gps坐标采集终端1；所述gps坐标采集终端1、坝体局部变形数据采集装置3收集的信息均传递给本地坝体监测中心5，所述本地坝体监测中心5将信息传递给远程终端6；作为参考点的gps坐标采集终端1在于，待测大坝上的gps坐标采集终端1与作为作为参考点的gps坐标采集终端1之间的距离为一个定值，当大坝发生偏移时这个距离就会改变，信息就会传递到本地坝体监测中心5。

多个相互连接的半导体应变片一侧连接有坝体局部变形数据处理箱4，所述坝体局部变形数据处理箱4内设置有用于接收半导体应变片传递过来的信息的收集单元以及将收集的信息传递给本地坝体监测中心5的无线通信单元。

所述待测大坝主体上的gps坐标采集终端1设置有多个且依次等间距排布在待测大坝主体区域内。

所述供电装置2由太阳能发电板和蓄电池组成。

所述半导体应变片呈阵列式植入在坝体侧表面以下0.003m³的长方体空间，所述长方体空间尺寸为0.1m×0.1m×0.3m，通过所述半导体应变片可测量待测大坝主体各局部应变。

所述本地坝体监测中心5由用于接收数据处理箱4传来的数据无线通信单元以及判定数据无线通信单元接收到的变形数据的判定单元，所述判定单元与报警单元连通。

本发明的使用原理简述如下：

如图1所示，一种尾矿库大坝变形监测系统及实施方法的系统结构图：所述监测点gps坐标采集终端1间隔一定间距(依大坝长度而定)设置在尾矿库坝体顶部，所述参考点gps坐标采集终端1设于尾矿库大坝安全区域；所述供电装置2包括太阳能发电板、蓄电池为整个尾矿库大坝变形监测系统供电；所述坝体局部变形数据采集装置3呈阵列式植入在坝体侧表面以下，通过电缆连入所述坝体局部变形数据处理箱4，通过无限通信传输数据到本地坝体监测中心5及远程终端6；

如图2所示，一种尾矿库大坝变形监测系统及实施方法的系统示意图；

1.通过gps坐标采集终端1构建实时gps监测控制网，在尾矿库大坝安全区域设置gps坐标采集终端1建立参考点，在尾矿库坝体顶部按一定间距(依尾矿库大坝长度而定)设置多个gps坐标采集终端1布置监测点，形成整体监测网络，用于监测尾矿库大坝整体变形；

2.gps坐标采集终端1所在位置坐标由gps坐标采集终端1中通信单元采集，由gps坐标采集终端1中无线通信单元传输到本地坝体监测中心5；本地坝体监测中心5判定单元实时计算所述监测点坐标与参考点坐标差值，若差值未变化，则表示大坝并未发生位移，若差值有变化，且差值变化值超过一定阈值，则判定为尾矿库坝体发生变形，通过本地坝体监测中心5中的报警单元发出报警信息；

3.坝体局部变形数据采集装置3主要通过半导体应变片工作，可准确测量所述半导体应变片所在位置的应变；半导体应变片呈阵列式植入在坝体地表以下，通过半导体应变片可测量尾矿库坝体各局部应变；各个半导体应变片之间通过电缆7连接，最终连入坝体局部变形数据处理箱4；

4.数据处理箱4通过收集单元接收坝体局部变形数据采集装置3传来的变形数据，通过无线通信单元传输到本地坝体监测中心5；本地坝体监测中心5通过无线通信单元接收坝体局部变形数据处理箱4传来的数据，判定单元判定接收到的变形数据，若监测数据超过阈值，则通过报警单元发出报警信息；

5.对整个尾矿库大坝变形监测系统用太阳能光伏板和蓄电池进行集中供电，本地坝体监测中心5利用gprs无线通信将变形数据及报警信息发送至远程终端6，实现远程实时监测；

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。