监测设备的制作方法

1.本发明涉及尾矿库监测的技术领域，尤其是涉及一种监测设备。


背景技术：

2.尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿(废砂)的场所，是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，因此，要求必须在坝上建设安全在线监测系统进行实时监控。其中，坝体浸润线是尾矿坝重要的安全指标，坝体浸润线的在线监测是整个尾矿库在线监测系统的重要组成部分。
3.现有技术中，尾矿库的监测主要是在坝体上进行竖向埋管，将孔隙水压力计安装在竖向管内进行监测渗透压，但是，在竖向埋管时，具有以下问题：
4.后续放矿是容易垂直冲击监测孔，导致监测孔发生位移，导致监测设备损坏。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决在坝体上进行竖向打孔存在上述的一系列的技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供的一种监测设备，用于尾矿库的孔隙水压力监测，所述尾矿库包括坝体，所述监测设备包括：第一管段、第二管段和外部终端；
8.所述第一管段和所述第二管段均设置于所述坝体内，且所述第一管段和第二管段的轴线均与水平面平行；
9.所述第一管段内形成有与外界隔绝的容纳腔，所述容纳腔内设置有位移传感器，所述位移传感器用于监测所述第二管段的位置信息，并将所述第二管段的位置信息反馈至所述外部终端；所述第二管段用于监测所述坝体的孔隙水压力，并将监测到的孔隙水压力信息反馈至所述外部终端。
10.进一步的，所述第一管段包括第一管体、堵头和第一接头；
11.所述第一管体一端与所述堵头密封连接，另一端与所述第一接头密封连接，所述堵头、第一接头和第一管体之间形成所述容纳腔；
12.所述第二管段与所述第一接头相连。
13.进一步的，所述第二管段包括第二管体和孔隙水压力传感器；
14.所述第二管体的侧壁开设有多个渗水孔，所述第二管体的外侧壁包覆有土工布，所述第二管体的内部填充有粗砂，所述孔隙水压力传感器设于所述粗砂内；
15.所述第二管体两端均设置有第二接头，所述第一接头与其中一个所述第二接头相连。
16.进一步的，还包括第三管段，所述第三管段内设置有第一电缆和第二电缆；
17.所述第一电缆一端与所述位移传感器相连，另一端与所述外部终端相连；
18.所述第二电缆一端与所述孔隙水压力传感器相连，另一端与所述外部终端相连。
19.进一步的，所述第三管段包括第三管体，所述第三管体包括相对设置的第一端和
第二端，所述第一端设置有第三接头；
20.所述第三接头与远离所述第一管体的第二接头相连；所述第三接头上开设有与第一电缆和所述第二电缆配合的第一穿孔，所述第一穿孔内设置有第一密封结构；
21.所述第一电缆穿过所述第一穿孔和所述第二管段与所述位移传感器相连；
22.所述第二电缆穿过所述第一穿孔与所述孔隙水压力传感器相连。
23.进一步的，所述第一端内还设置有用于密封所述第三管体的第二密封结构；
24.所述第一电缆穿过所述第二密封结构与所述位移传感器相连，所述第二电缆穿过所述第二密封结构与所述孔隙水压力传感器相连。
25.进一步的，还包括第四管段；所述第四管段包括第四管体，所述第四管体的两端设置有第四接头，其中一个所述第四接头与所述第一接头相连，另一个所述第四接头与所述第二接头相连；
26.所述第四管体内填充有第三密封结构。
27.进一步的，第三密封结构上开设有与所述第一电缆配合的第二穿孔；
28.所述第一电缆部分位于所述第二穿孔内，且所述第一电缆与所述第二穿孔之间设置有第四密封结构。
29.进一步的，所述监测设备在所述坝体筑坝初期预埋于所述坝体内。
30.进一步的，所述尾矿库包括放浆口，所述第一管段和所述第二管段的轴线与所述放浆口的轴线平行。
31.本发明的有益效果：
32.本发明提供的一种监测设备，用于尾矿库的孔隙水压力监测，尾矿库包括坝体，监测设备包括：第一管段、第二管段和外部终端。第一管段和第二管段均设置于坝体内，且第一管段和第二管段的轴线均与水平面平行。第一管段内形成有与外界隔绝的容纳腔，容纳腔内设置有位移传感器，位移传感器用于监测第二管段的位置信息，并将第二管段的位置信息反馈至外部终端；第二管段用于监测坝体的孔隙水压力，并将监测到的孔隙水压力信息反馈至外部终端。
33.通过第一管段和第二管段水平设置于坝体内，在放矿时，矿浆沿滩面流动时，相对于竖直布置的孔，受放矿冲击较小，不易发生折断。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明实施例提供的监测设备的结构示意图。
36.图标：100-第一管段；110-第一管体；120-第一接头；130-堵头；140-位移传感器；150-第一电缆；
37.200-第二管段；210-第二管体；220-第二接头；230-孔隙水压力传感器；240-第二电缆；
38.300-第三管段；310-第三管体；320-第三接头；
39.400-第四管段；410-第四管体；420-第四接头。
具体实施方式
40.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“连接”和“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.本发明的一个实施例提供了一种监测设备，其中，所述监测设备用于尾矿库的孔隙水压力监测，所述尾矿库包括坝体。
44.如图1所示，所述监测设备包括：第一管段100、第二管段200和外部终端。所述第一管段100和所述第二管段200均设置于所述坝体内，且所述第一管段100和第二管段200的轴线均与水平面平行。所述第一管段100内形成有与外界隔绝的容纳腔，所述容纳腔内设置有位移传感器140。所述容纳腔与外界隔绝，用以避免坝体内的水分渗透进容纳腔内，影响位移传感器140的使用寿命。所述位移传感器140用于监测所述第二管段200的位置信息，并将所述第二管段200的位置信息反馈至所述外部终端；所述第二管段200用于监测所述坝体的孔隙水压力，并将监测到的孔隙水压力信息反馈至所述外部终端。
45.在本实施例中，所述外部终端用于接收来自于位移传感器140监测的第二管段200的位置信息，以及第二管段200监测到的孔隙水压力信息。其中，第二管段200的位置信息包括第二管段200距离坝体表面的距离信息。通过利用位移传感器140对第二管段200进行定位，再利用第二管段200监测到的孔隙水压力进行浸润线的位置，可精确测量尾矿库滩面的浸润线分布情况。
46.上述内容已经提及，第一管段100和第二管段200的轴线均与水平面平行。
47.其中，水平面，即相对完全静止的水所形成的平面。在布置监测设备时，可利用如水平尺等设备，保证其监测设备能够与水平面平行。
48.在本实施例中，由于第一管段100和第二管段200设置在坝体内时，其是与水平面平行的，在放矿时，矿浆沿滩面流动时，相对于竖直布置的孔，受放矿冲击较小，不易发生折断。
49.可选的，在本实施例中，第一管段100和第二管段200还可以单独使用进行测绘。
50.可选的，在本实施例中，所述监测设备可以通过在坝体上开设长条形孔的方式，将其放置于坝体内。
51.可选的，在本实施例中，所述监测设备还可以通过在坝体筑坝初期，预埋于所述坝体内。
52.但是，在本实施例中，在坝体上打孔时，存在以下问题：
53.只能够在坝体或者具有一定承载力的尾矿干滩面进行打工，湿滩承载力较差，难以打孔；
54.会破坏坝体或者滩面的原位状态，影响监测初期监测数据进度；
55.对于存在冻土层地区会破坏冻土原位状态。
56.故而，优选的，所述监测设备通过在坝体筑坝初期，预埋于所述坝体内。随着坝体高度的不断增高，其被埋于坝体内，因此，相比于打孔设置监测设备的方式，本实施例中的监测设备设置时无需打孔，故而也就无需考虑坝体的承载力、对坝体破坏以及冻土层等问题，而又因其受放矿影响小、适应性更强、数据的准确度较高。
57.尤其是针对于分布有冻层的寒冷地区尾矿库内超孔隙水压力的监测。该技术水平铺设孔隙水压力传感器230，不穿透冰层，可真实反映冻层之间饱和尾砂内超孔隙水压力的积累、发展和消散过程。
58.在本实施例中，尾矿库还包括用于放矿的放浆口，所述第一管段100和所述第二管段200的轴线与所述放浆口的轴线平行，以最大程度的避免放矿过程中，矿浆沿滩面流动时对监测设备造成冲击。
59.如图1所示，所述第一管段100包括第一管体110、堵头130和第一接头120。所述第一管体110为两端敞口的管，其中一端与堵头130密封连接，另一端与所述第一接头120密封连接，在所述堵头130、第一管体110和第一接头120之间，形成了与外界隔绝，且密闭设置的容纳腔。所述位移传感器140设置于所述容纳腔内。所述第二管段200与所述第一接头120相连。
60.在本实施例中，第一管段100为分体设置，便于安装位移传感器140。
61.可选的，在所述第一管体110与所述堵头130之间，以及所述第一管体110与所述第一接头120之间设置有密封垫。
62.可选的，在本实施例中，所述第一管体110、堵头130和第一接头120的材质相同，可以为pe(聚乙烯)材质，也可以为合金钢等。第一管体110、堵头130和第一接头120之间可以通过焊接、胶接或者热熔等方式进行连接。
63.在实际使用中，可选的，堵头130和第一接头120可以为盲板法兰。
64.如图1所示，所述第二管段200包括第二管体210和孔隙水压力传感器230。第二管体210为两端敞口设置的管。所述第二管体210的侧壁开设有多个渗水孔，坝体上内的水能够由渗水孔伸入所述第二管体210内。所述第二管体210的外侧壁包覆有土工布，土工布可以通过装订，或者绑扎等方式外包于第二管体210的侧壁上。所述第二管体210的内部填充有粗砂，所述孔隙水压力传感器230设于所述粗砂内，当粗砂饱和后，将孔压传递给孔隙水压力传感器230，孔隙水压力传感器230将孔隙水压力传递给外部终端。
65.所述第二管体210两端均设置有第二接头220，所述第一接头120与其中一个所述第二接头220相连。
66.可选的，在本实施例中，所述第二管体210和第二接头220的材质相同，可以为pe(聚乙烯)材质，也可以为合金钢等。第二管体210和第二接头220之间可以通过焊接、胶接或
者热熔等方式进行连接。
67.在实际使用中，可选的，第二接头220可以为盲板法兰。
68.如图1所示，还包括第三管段300，所述第三管段300内设置有第一电缆150和第二电缆240；所述第一电缆150一端与所述位移传感器140相连，另一端与所述外部终端相连，所述第二电缆240一端与所述孔隙水压力传感器230相连，另一端与所述外部终端相连。位移传感器140通过第一电缆150与外部终端之间实现数据传输；孔隙水压力传感器230通过第二电缆240与外部终端之间实现数据传输。
69.在本实施例中，第三管段300为传输电缆的保护段，第一电缆150和第二电缆240设置于第三管段300内，第三管段300延至少延伸至坝体外，第一电缆150和第二电缆240与外部终端相连，并向外部终端传输数据。
70.在本实施例中，位移传感器140和孔隙水压力传感器230与外部终端之间通过电缆连接，准确度高，保证监测的准确性。
71.可选的，在本实施例中，位移传感器140和孔隙水压力传感器230与外部终端之间还可以通过无线连接。
72.在本实施例中，所述第三管段300包括第三管体310，所述第三管体310的包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有第三接头320。所述第三接头320与远离所述第一管体110的第二接头220相连。所述第一电缆150依次穿过所述第三接头320和所述第二管体210与所述位移传感器140相连，所述第二电缆240穿过所述第三接头320与所述孔隙水压力传感器230相连。所述第三接头320上开设有与第一电缆150和所述第二电缆240配合的第一穿孔，所述第一穿孔与两条电缆之间设置有第一密封结构。通过设置第一密封结构，避免水进入到第三管体310内。
73.在本实施例中，位移传感器140和孔隙水压力传感器230与外部终端之间通过有线连接，其工况稳定，受外界干扰较小。
74.可选的，在本实施例中，所述第三管体310和第三接头320的材质相同，可以为pe(聚乙烯)材质，也可以为合金钢等。第三管体310和第三接头320之间可以通过焊接、胶接或者热熔等方式进行连接。
75.在实际使用中，可选的，第三接头320可以为盲板法兰。
76.相应的，在本实施例中，所述第一电缆150依次穿过所述第一接头120、两个第二接头220和第三接头320伸入第三管体310内，在第一接头120、第二接头220和第三接头320设置于与第一电缆150对应的孔，孔内设置有用于对孔进行密封的密封胶，避免水由孔进入到第一管体110、第二管体210和第三管体310内。
77.相应的，在本实施例中，所述第二电缆240依次穿过第二接头220和第三接头320伸入第三管体310内。同样，在第二接头220和第三接头320上对应设置有与第二电缆240对应的孔，并且，在孔内设置有用于对孔进行密封的密封胶，避免水由孔进入到第二管体210和第三管体310内。
78.如图1所示，所述第三管体310内第一端内还设置有用于密封所述第三管体310的第二密封结构。所述第一电缆150穿过所述第二密封结构与所述位移传感器140相连，所述第二电缆240穿过所述第二密封结构与所述孔隙水压力传感器230相连。
79.本实施例中，通过设置第二密封结构，将第三管体310与外界隔绝，避免因水深入
到第三管体310内影响第一电缆150和第二电缆240的正常使用。
80.可选的，在本实施例中，第二密封结构可以为填堵于第一端的热熔胶、膨胀混凝土或者膨润土等隔水密封材料。
81.如图1所示，还包括第四管段400。所述第四管段400包括第四管体410，所示第四管体410两端敞口设置，所述第四管体410的两端设置有第四接头420，其中一个所述第四接头420与所述第一接头120相连，另一个所述第四接头420与所述第二接头220相连。所述第四管体410内填充有第三密封结构。
82.通过在设置第四管体410，能够避免水渗入到第一管体110内，影响位移传感器140正常使用。
83.可选的，在本实施例中，第三密封结构可以为填堵于第四管体410内的热熔胶、膨胀混凝土或者膨润土等隔水密封材料。
84.相应的，在本实施例中，第一电缆150还穿过第四接头420和第三密封结构。
85.在本实施例中，第三密封结构上开设有与所述第一电缆150配合的第二穿孔。所述第一电缆150部分位于所述第二穿孔内，且所述第一电缆150与所述第二穿孔之间设置有第四密封结构。
86.可选的，在本实施例中，所述第四密封结构可以为密封胶。
87.在本实施例中，通过设置第一、第二、第三和第四密封结构，对各部分进行分段密封，各个监测段可以独立使用，又可以依次拼接使用。
88.在本实施例中，所述监测设备，第一管段100、第四管段400、第二管段200和第三管段300依次相连。第一接头120、第二接头220、第三接头320和第四接头420均为法兰，第一接头120和其中一个第四接头420通过螺栓连接，另一个第四接头420与其中一个第二接头220通过螺栓连接，另一个第二接头220通过螺栓与第三接头320相连。
89.在本实施例中，第一接头120和堵头130焊接于第一管体110的两端，第二接头220焊接于第二管体210的两端，第三接头320焊接于第三管体310上，第四接头420焊接于第四管体410的两端。
90.本实施例中，使用时，所述监测设备各管段可预先制作，克服了恶劣条件下进行传统尾矿库浸润线监测设施现场施工困难的缺点。该监测设施可适用于上游法、下游法、中线法等各种尾矿坝型。
91.本实施例提供的监测设备，使用时，首先将其在坝体筑坝初期预埋与坝体内，并保证其轴线与水平面平行，以及其轴线与排浆口平行。
92.可选的，在本实施例中，所述监测设备中，第一管段100和第二管段200的数量可以为一个，也可以为多个，即，监测设备包括有多个第一管段100和第二管段200，多个第一管段100和多个第二管段200依次连接使用。
93.优选的，第一管段100和第二管段200的数量相同。
94.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。