GNSS技术在矿山尾矿库变形监测安全系统的应用

来源：网络 长期以来，由于尾矿库管理监测监控系统不完备、监测监控技术落后、专业监测人员缺乏等原因，造成许多尾矿库的运行参数检测误差较大，难以及时掌控尾矿库的各项安全技术指标，这些都极大影响尾矿库的安全管理。基于GNSS技术的中海达高精度实时在线变形监测预警系统在尾矿库的实施和应用，全面提升尾矿库安全监管和日常管理水平，增强企业、社会、政府对于尾矿库灾害的预警响应能力。

系统结构

高精度实时在线尾矿库变形监测系统由数据采集、数据传输、数据处理、分析预警、综合管理等五个子系统组成。该系统依托智能的软件系统，当金属矿山尾矿库监控对象出现异常时，能及时预报预警，提醒企业尽快启动相应的处理措施及预案，保障尾矿库的安全运行。

1、综合管理系统可有效进行用户管理、数据管理、系统运行管理，确保系统安全和数据安全，可方便进行参数设置、状态本地/远程浏览、数据本地/远程下载以及数据共享等。

2、数据采集系统采用多星多频高精度GNSS模块，数据采集系统一般由基准站、监测站以及包括野外电源和防雷装置组成的保障支持系统组成。

3、数据传输系统可采用RS232、专线有线/无线Modem、TCP/IP、GPRS无线、CDMA无线、3G无线、UHF无线电台、无线网桥及其他无线网络等方式，组建方便灵活。系统不仅支持野外就地拖拽式下载，还能实现远程实时数据流传输和文件包下载。

4、数据处理系统可进行长时间连续实时数据处理，数据解算采用先进的卡尔曼滤波集成单历元整数解算法，轻松达到毫米级定位精度，确保系统运行稳定及数据的可靠性。

5、分析预警系统的数据分析处理能力强大，分析角度多、手段丰富，能计算三维位移分量及各向变形速率，自动生成变形历时曲线、变形分布图和多因素相关图；能根据预设警界值进行风险判别并能实时以网页、短信、语音电话、警报声音、大屏幕显示等形式进行多渠道状态信息和预警信息的发布。

系统功能及特点

1、系统功能

1.1、系统1.5小时连续监测尾矿坝的水平精度优于±3mm、垂直精度优于±5mm，完全满足一般工程监测精度的要求；

1.2、系统能够进行长期、稳定、不间断运行，真正做到无人值守，操作简便，勿需进行手工重复劳动，可以节省大量人力物力；

1.3、能实现最高20HZ的高速数据采集，关键时候能完美再现监控变化过程的细节；

1.4、具有远程数据传输、远程状态浏览、远程系统设置以及数据管理、用户管理、安全管理等功能；网络通讯方式灵活，系统自动化程度高，可以方便实现远程控制、远程监测、远程数据下载与共享；

1.5、能根据实地地形数据生成三维仿真图形，能根据变形监测数据生成实体变形场等高图，并能生成变形场任意剖面图，这是传感器类、声纳类、光波类、影像类、频谱类监测手段不可比拟的；

1.6、能对变形监测数据进行初步分析与简单评价，并可根据数据的危险程度采用短信、网页、邮件、声音、大屏幕等方式和渠道进行分级发布，预警信息的发布，方便灵活。

2、系统特点

高精度实时在线变形监测系统具有目标明确、结构简单、流程清晰、功能完备等特点。为矿山随时随地掌握尾矿库安全和决策部门在关键时刻的决策分析提供了坚实的技术支持与信息参考，具体特点有：

2.1、数据采集快：轻松实现高达20HZ连续高速实时的精密数据采集；

2.2、变形监测精度高：算法先进，能运用小波精密分析法对数据进行分析处理，实现单历元毫米级高精度连续解算；

2.3、硬件层次少：系统组成简单、结构清晰、运行稳定、维护方便；

2.4、分析手段多：能计算三维位移分量及各向变形速率，能自动生成变形历时曲线图、变形空间分布图、多变量相关图，能根据实地地形数据生成三维仿真图，并能生成实体变形场等高图或渐变色谱图及其任意剖面图；

2.5、信息发布快：能对变形监测数据进行初步分析与简单评价，并能根据预设警界值和实测值进行对比判别，及时进行多渠道多形式预警信息或状态信息的发布，随时随地掌握运行状态，真正实现远程监控和无人值守；

2.6、应用范围广：本监控系统不仅能应用于各类尾矿库实时安全监测监控，还可以在滑坡地质灾害监测、矿山边坡变形监测、矿山采空区沉陷监测、海涂吹填区沉陷监测、水库大坝变形监测、堤防渠道变形监测、深基坑及周边影响区变形监测、大型桥梁健康监测、高层建筑及大型场馆健康监测等领域中广泛应用。

系统应用

基于GNSS技术的实时变形监测系统，通过分布在尾矿库的各种终端感应设备，实时在线全自动监测尾矿坝各种数据的变化，实践证明，该系统技术成熟、性能稳定、投资经济，应用广泛。

系统具有稳定可靠的采集、显示、存储、数据通信、管理、系统自检和报警功能；

系统具有远程控制功能，可通过串口利用网络对监控主机进行遥控监测，实现数据采集软件上的所有功能，并对数据采集软件中的历史数据有访问权限的进行提取；

系统可监测尾矿库的状态变化，在发现不正常现象时及时分析原因，采取措施，防止事故发生，以保证周围人民生命财产安全；

系统可定期进行观测数据的整编，为以后的设计、施工、管理提供资料；

系统可随时对观测资料进行分析，开展对尾矿库状态进行技术鉴定，总结经验，为制定安全措施、评价尾矿库状态提供数据；

系统能综合历史数据和实时采集的渗流、水位、形变等数据，按照国家有关标准进行相关过程线分析、位势分析、滞后时间分析、沉降分析、水平断面分析、纵断面分析、等值线分析、安全状态分析等有关该山体滑坡的安全分析；

系统具有良好的防雷抗干扰，确保系统不因雷击而损坏。

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