引言
尾矿库是尾矿坝所形成的储存区域,用于存储尾矿、矿渣和处理尾矿产生的废水,通常由土壤、岩石或混凝土构成[1]。目前世界上有超过2万座各类尾矿库。尾矿库作为矿山三大基础工程之一,也是矿山的重大危险源,其事故在世界93种事故、公害的隐患中,名列第18位[2]。1960至2013年,我国共发生100余起尾矿库事故,其中10起有重大伤亡[3-4]。并且截止到2015年底,我国具有危险隐患的尾矿库数量仍达1 425座[5]。尾矿库安全形势不容乐观,有效的监测对于保障尾矿库的安全至关重要。传统的尾矿库监测方法,一般采用经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等测量仪器,通过测定尾矿库坝体的水平位移和高程沉降监测其整体变形状态。但是,传统监测方式需要人工架设监测仪器,具有野外作业工作量大、自动化程度差、无法做到实时监测等缺点[6]。
为了降低监测成本、减少人工监测危险性,本文设计了一种GNSS与MEMS倾斜仪、渗压计、水位计、雨量计等多传感器集成的尾矿库自动监测系统。系统使用GNSS和MEMS倾斜传感器监测坝体位移和倾斜变形,渗压计监测坝体内孔隙压力,水位计监测坝体和地下水位变化,雨量计则作为气象辅助监测手段监测周边降水情况,通过变形、渗压、地下水等参量监测坝体。系统使用4G模块无线传输,并使用阿里云等通用型商用云服务平台作为网络媒介,用户通过登录云服务器与监测系统建立连接,可实现网络控制与数据传输,达到自动实时监测的目的。
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作者信息:
李翔,陈征,李宏,王文博,占伟伟,董云开,吴立恒
(应急管理部国家自然灾害防治研究院,北京 100085)