1、 XXXX 尾矿库在线安全监测系统 初 步 设 计 北京华测智创科技有限公司 二 O 一零 年 四 月 审核：叶绍勋 主设：薛甲山 设计：葛金秋 毛会勇 郝朝军 姚如镇 目 录 1 项目概述 . 1 1.1 项目名称 1 1.2 项目背景 1 1.3 尾矿库概况 2 2 设计依据 . 3 2.1 法律法规 3 2.2 技术规范 3 2.3 技术资料 4 2.4 其他资料 4 3 系统总体设计 .5 3.1 设计要求 5 3.2 设计原则 6 3.3 系统目标 6 3.4 监测内容设计 7 4 降雨量监测系统设计 .8 4.1 概述 8 4.2 点位布置 8 4.3 预警设置 8 4.4 设备选
2、型 9 4.5 设备安装 . 11 5 表面位移监测系统设计 13 5.1 概述 . 13 5.2 点位布置 . 13 5.3 预警设置 . 14 5.4 设备选型 . 14 5.5 设备安装 . 16 6 内部位移监测系统设计 21 6.1 概述 . 21 6.2 点位布置 . 21 6.3 预警设置 . 22 6.4 设备选型 . 23 6.5 设备安装 . 24 7 浸润线监测系统设计 28 7.1 概述 . 28 7.2 点位布置 . 28 7.3 预警设置 . 29 7.4 设备选型 . 29 7.5 设备安装 . 31 8 库水位监测系统设计 37 8.1 概述 . 37 8.2
3、点位布置 . 37 8.3 预警设置 . 37 8.4 设备选型 . 38 8.5 设备安装 . 40 9 干滩监测系统设计 42 9.1 概述 . 42 9.2 点位布置 . 42 9.3 预警设置 . 43 9.4 设备选型 . 43 9.5 设备安装 . 45 10 视频监测系统设计 47 10.1 概述 . 4 7 10.2 点位布置 . 47 10.3 设备选型 . 47 10.4 设备安装 . 48 11 通讯及防雷系统设计 49 11.1 通讯系统 . 49 11.2 防雷系统 . 49 12 供电及监控中心设计 54 12.1 供电系统 . 54 12.2 监控中心 . 58
4、13 技术保障及安全文明施工 61 13.1 技术保证措施 . 61 13.2 安全文明施工 . 62 14 监测资料的整编与分析 67 14.1 一般规定 . 67 14.2 资料整理和整编 . 67 14.3 资料的分析 . 68 15 售后服务及培训 69 15.1 售后服务承诺 . 69 15.2 质量保证 . 70 15.3 设备移交 . 70 15.4 系统及设备维护 . 71 15.5 培训方案 . 71 16 项目概算 73 16.1 项目效益分析 . 73 16.2 项目清单 . 73 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 1 页 1 项目概述 1.1
5、 项目名称 大店沟尾矿库安全在线监测系统项目。 1.2 项目背景 在世界 93 种事故、公害隐患中，尾矿库事故的危害名列第 18 位，直接造成百人以上死亡的尾矿库事故已不鲜见。 近几年来，我国尾矿库溃坝事故时有发生，使 人民群众生命财产安全受到极大威胁，同时也给环境安全带来严重危害。据统计，自 2005 年以来，全国发生尾矿库溃坝等重特大事故 19 起，其中，200 6年4月30 日陕西镇安尾矿库溃坝，造成 17 人死亡、5 人受伤；200 8 年 9 月 8 日山西襄汾“98”特别重大尾矿库溃坝事故，更是造成 277 人死亡。尾矿库的建设以及建设后的安全监管，已引起国家及各级人民政府的高度重
6、视。 目前我国尾矿库存在的主要隐患因素有：一是 筑坝尾矿粒度细。由于筑坝的尾矿粒度细，细尾矿的力学强度低、透水性差、 不易固结，造成坝体稳定性较差；二是上游法筑坝多。我国目前 85%的尾矿库采用上游法筑坝，较下游法和中线法筑坝的坝体稳定性差；三是尾矿库安全设计不规范。 我国的尾矿库建设整体质量不高，尾矿库防洪、抗震能力及坝体稳定性与发达国家 相比相对偏低；四是小型库多。我国矿山规模小，四等库及四等库以下的小型尾矿库占 90%以上；五是受地震威胁大。我国是多地震国家，尾矿库防震抗震是重要问题；六是失事后果严重。我国人口众多，尾矿库难以避开居民区和重要工业、交通设施，一旦失事则损失巨大。 为此，我
7、国以立法的形式特别强调了对尾矿设 施的安全监督，其中出台的法令就包括尾矿库安全监督管理规定 （国家安全生产监督管理总局令第 6 号） 。 另外，国家安全生产监督管理总局关于印发尾矿库隐患综合治理方案的通知（安监总管一2009112 号） 、国家安全生产监督管理总局关于加强非煤矿山安全监管支撑体系建设的意见 （安监总管一2009204 号） 、国家安全监管总局和国家防汛抗旱总指挥部关于做好矿山、尾矿库 等汛期安全生产工作的通知以及国尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 2 页 家安全监管总局2010 年度全国尾矿库专项整治行动具体安排等文件中还特别强调了对尾矿库安全监测系
8、统建设的要求。 1.3 尾矿库概况 略（包括库区地理位置 等级 周边 现状 已有监测项目等） 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 3 页 2 设计依据 2.1 法律法规 1、 尾矿库安全监督管理规定 （安全监管总局令第 38 号）2011.4.18； 2、 非煤矿矿山建设项目安全设施设计审查与竣工验收办法 （原国家安全监管局令第 18 号）2005.2.1； 3、 关于印发尾矿库隐患综合治理方案的通知 （安监总管-(2009)112 号） ； 4、 关于加强非煤矿山安全监管支撑体系建设的意见 （安监总管-( 2009)204号） ； 5、 关于进一步加强中小型金属非金
9、属矿山（ 尾矿库）安全基础工作改善安全生产条件的指导意见 （安监总管-(2009)44 号） ； 6、 国家安监总局关于在非煤矿山推广使用安全先进适用技术装备的指导意见（安监总管一2009177 号） ； 7、 国家安监总局办公厅关于做好尾矿库在线监测系统安装工作的通知 （安监总厅管一2010219 号） 。 2.2 技术规范 1、 尾矿库安全监测技术规范 （AQ 2030-2010） ； 2、 选厂尾矿设施设计规范 （ZBJl-90） ； 3、 尾矿库安全技术规程 （AQ2006-2005） ； 4、 岩土工程勘察规范 （GB50021-2001） ； 5、 岩土工程监测规范 （YS5229
10、-96） ； 6、 大坝自动监测系统设备基本技术条件 （SL268-2001） ； 7、 碾压式土石坝设计规范 （DL/T5395-2007） ； 8、 土石坝安全监测技术规范 （SL60-94） ； 9、 尾矿设施施工及验收规程 （YS5418-95） ； 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 4 页 10、 降水量观测规范 （SL21-2006） ； 11、 工程测量规范 （GB50026-2007） ； 12、 国家一、二等水准测量规范 （GB12897-91） ； 13、 国家三、四等水准测量规范 （GBl2898-91） ； 14、 计算机场地通用规范 （GB
11、/T2887-2011） ； 15、 建筑物防雷设计规范 (GB-50057-94)； 16、 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB-50343-2004)； 17、 视频安防监控系统工程设计规范(GB-50395-2007)； 18、 光缆线路自动监测系统工程设计规范(YD5066-2005)； 19、 信息技术设备用不间断电源通用技术条件 （GB/T14715-93） 。 2.3 技术资料 1、 尾矿库(选厂)安全技术保障条件 （中国选矿技术网） ； 2、 尾矿库设施设计参考资料 （中华人民共和国建设部 ZBJ-90） ； 3、 尾矿库安全运行在线监测应用技术指南 （国家安监局） 。 2.
12、4 其他资料 1、尾矿库筑坝设计报告（业主单位） ； 2、尾矿库平面布置图（业主单位） 。 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 5 页 3 系统总体设计 3.1 设计要求 1、尾矿库等级 尾矿库根据不同的等级有不同的监测项目及要求，其等级划分标准如下： 尾矿库等级划分标准 等级 全库容（ V/万 m3） 坝高（ H/m） 一 二等库，具备提高等级条件者 二 V10000 H100 三 1000V 10000 60H 100 四 100V 1000 30H 60 五 V 100 H 30 2、尾矿库安全等级 尾矿库安全等级划分： 危库、险库、病库、正常库。 3、尾矿库监
13、测要求 （1）一等、二等、三等、四等尾矿库应监测位移、浸润线、干滩、库水位、降水量，必要时还应监测孔隙水压力、渗透水量 、混浊度。五等尾矿库应监测位移、浸润线、干滩、库水位。 （2）一等、二等、三等尾矿库应安装在线监测系统，四等尾矿库宜安装在线监测系统。 尾矿库等级与监测项目一览表 项目 等级 一等 二等 三等 四等 五等 位移 * * * * * 浸润线 * * * * * 干滩 * * * * * 库水位 * * * * * 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 6 页 项目 等级 一等 二等 三等 四等 五等 降水量 * * * * / 孔隙水压 / / / /
14、/ 渗流量 / / / / / 混浊度 （水质） / / / / / 3.2 设计原则 1、监测系统既要有一定的先进性，又要有良好的实用性和可操作性，还需具有良好的扩展性，同时还要兼顾投资经济性。 2、监测系统需充分考虑工程的实际特点，合理设置监测相关项目，科学布置监测断面和点位，既要保证监测点的代表性，又 要体现其特殊性，系统要能有效、准确地反映尾矿库的运行状态。 3、监测系统要有能及时发现异常迹象的能力，需配置有效的分析处理软件，及时把握不利的发展变化趋势。 4、监测系统要有预警发布能力，能为各级安全生产管理提供实时信息服务。 3.3 系统目标 1、实现对尾矿库重要运行数据的实时采集、传输
15、、计算、分析，包括库水位、库区降雨量、坝体位移、库岸位移、坝体浸润 线、坝后渗流量以及干滩视频监控、大坝视频监控等，实时掌握尾矿库整体运行的安全状态。 2、直观显示各项监测、监控信息数据的历史变化过程及当前状态，为矿区安全生产管理人员提供简单、明了、直观、有效的信息参考。 3、一旦出现紧急异常情况（如库水位超过调洪保障水位、干滩长度小于汛限长度、坝体位移或位移速率超过警界值、坝体浸 润线异常超高、坝后渗流量异常超高等） ，系统能及时发出预警信息（包括声音报警、系统动画闪烁警报、监控大屏幕警报提示、相关管理人员和主管领导手机短信/邮件分级发布等） 。 4、有万维网接入时能实现尾矿库安全监测系统的
16、远程登录、远程访问、远程管理、远程控制和远程维护。 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 7 页 5、多级管理平台工作模式，可方便实现尾矿库安全监测信息在库区监测站、矿区监测中心站、矿所在集团公司管理站、矿所 在县、市、省安全生产主管部门等多级管理与信息共享。 3.4 监测内容设计 根据以上监测内容设置及尾矿库的实际情况，依据国家规范 “总体设计、分步实施” 的原则对本尾矿库监测系统布置设计降 雨量监测系统、库水位监测系统、浸润线监测系统、表面位移监测系统以及建设通 讯系统、电源系统、防雷系统等。尾矿库监测系统示意图如下： 尾矿库安全监测系统示意图 本尾矿库监测系统测点
17、布置汇总如下： 尾矿库在线监测系统监测点布置汇总表 序号 监测项目 测点数量 备注 1 降雨量 1 2 库水位 1 3 干滩 6 4 浸润线 24 5 表面位移 9 6 表面位移基准 1 7 内部位移 48 8 系统防雷 1 9 系统通讯 1 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 8 页 4 降雨量监测系统设计 4.1 概述 依据尾矿库安全监测技术规范AQ 2030201 0第7条： 监测设备用雨量器。有条件时 ，可用自记雨量计、遥 测雨量计或自动测报雨量计。 降雨量监测 监测内容 库区降雨量 监测目的 随时掌握库区降雨量，结合库水位控制最小干滩长度，预留调洪库容 监测
18、手段 容栅式雨量计、自计雨量计、遥测雨量计、自动测报雨量计等 一般要求 建议每 20Km2汇水面积设置一个监测点。 点位布置 点位要求 近库开阔处。 4.2 点位布置 1、布置要求 宜每 20Km2汇水面积设置一个监测点，测点应布置在近库开阔避风处。 2、布置设计 在尾矿坝坝体开阔处设置降雨量监测点 1 个点，详细布置请见附图。 4.3 预警设置 国家气象局对降雨量级别的划分如下：24 小时内的降雨量称之为日降雨量，凡是日雨量在 10 毫米以下称为小雨，10.024.9 毫米为中雨，25.049.9 毫米为大雨，暴雨为 50.099.9 毫米，大暴雨为 100.0250.0 毫米，超过 250
19、.0 毫米的称为特大暴雨。即： 小雨：日降雨量小于 10 毫米。 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 9 页 中雨：日降雨量 1025 毫米。 大雨：日降雨量 2550 毫米。 暴雨：日降雨量 50100 毫米。 特大暴雨：日降雨量 200 毫米以上。 现参考降雨级别对降雨量推荐预警设计如下： 1、一级预警值：降雨速率 1.0mm/min、小时降雨量 15mm、日降雨量 50mm。 2、二级预警值：降雨速率 2.0mm/min、小时降雨量 30mm、日降雨量 100mm。 3、三级预警值：降雨速率 4.0mm/min、小时降雨量 60mm、日降雨量 200mm。 监测
20、系统运行稳定后可根据当地水文气象资料以及实际监测数据对预警参数进行优化调整。 4.4 设备选型 4.4.1 选型分析 降雨量监测选用智能雨量站监测装置，智能雨量站监测常用仪器设备有虹吸式雨量计、称重式雨量计、翻斗式雨量计、容栅式雨量计等。 常用设备优劣势对比如下： （1）翻斗式雨量计结构简单、维护方便、可靠性较高、经济实惠，并且早已广泛应用于水文测报系统中。其工作原理是：当 雨水通过漏斗进入机械稳态组件构成的翻斗内，达到一定的量时，引起翻斗翻转并产生一个脉冲信号从而触发计数器。 （2）容栅式雨量计采用数字化电路设计，计量精度高、兼容性好、操作方便、可靠性好等优点，但维护难度大、用电要求高、使用
21、成本高等缺点。 （3）虹吸式雨量计计量精度低、可靠性低等缺点，其工作原理是：雨水流入筒内，浮子随之上升，同时带动浮子杆上的自记 笔上抬，在转动钟筒的自记纸上绘出一条随时间变化的降水量上升曲线。当浮子室 内的水位达到虹吸管的顶部时，虹吸管便将浮子室内的雨水在短时间内迅速排出而完成一次虹吸。虹吸一次，雨量为 10毫米。 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 10 页 综上分析，本项目降雨量监测子系统选择采用北京华测智创科技有限公司生产的 HC-6400 型翻斗式雨量计及 HC-6000 雨量计采集模块。 4.4.2 技术指标 HC-6400 型翻斗式雨量计主要技术参数如下：
22、 功能 指标 承雨口径 200 刃口锐角 40 45 分辨力 0.1mm、 0.2mm、 0.5mm、 1mm 可选 测量准确度 2%（室内人工降水、以仪器自身排水量为准） 雨强范围 0.01mm 4mm/min（允许通过最大雨强 8mm/min） 发讯方式 双触点通断信号输出 环境温度 -10 50 相对湿度 95%(40 ) 雨量计重量 216410 2Kg HC-6000 型雨量计采集模块主要技术参数如下： 功能 指标 信号类型 开关信号，开关频率 100Hz 分辨力 0.1mm 降雨强度测量范围 0.1 8mm/min（毫米 /分） 测量准确度 降水量 10mm，测量误差： 0.2mm
23、；降水量 10mm，测量误差： (0.2mm+1%F.S) 输出信号 RS-485 接口 /脉冲接口 电源电压 12VDC（ -5% +25%） 工作环境温度 0 +50 环境温度 -10 50 工作环境湿度 95%(40 ) 体积（直径高） 111104mm 4.4.3 系统工作原理 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 11 页 采集数据可以通过 RS485 通信接口电缆直接接入服务器电脑或者经过光纤、无线网桥、无线网络等方式传入服务器。翻斗式雨量计工作示意图如下所示： 降雨量监测系统工作示意图 4.5 设备安装 （ 1）雨量计水泥墩子施工 雨量计水泥墩详图如下所示
24、： 雨量计水泥墩 雨量计固定螺丝位图 雨量计安装的时候只需要用膨胀螺丝固定如上图的三个脚即可。雨量计立柱水泥墩浇筑方法和要求如下： 混凝土基础上建设， 依照 30cm*30cm*45cm 设计， 要凿开原有混凝土至少 15cm，用清洁水冲洗干净，露出原有钢筋，具体浇筑混凝土所需沙石、水泥等配比参见 GPS尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 12 页 基建墩。根据雨量计本身需求，设计墩身不需要配筋，砖石结构即可，在原有 24 方墩基础上外层涂抹砂灰厚度不小于 30mm，并作外观抛光处理，并在墩身顶端预埋固定钢件。 在土质基础上建造，依照 30cm*30cm*70cm 设
25、计,埋地深度不得小于 50cm；同时在墩身周边 20cm 内以硬质石子或沙石填埋夯实。确保稳定。并在墩身顶端预埋固定钢件。 （ 2）雨量计安装 雨量计安装在矿区办公楼楼顶处，避雷针需要用扁铁连接到办公楼的主体，以达到防雷的效果。安装实景图如下图所示： 雨量计安装实景图 （ 3）注意事项 受雨口水平度误差 2； 安置稳固、牢靠； 周边开阔， 2 米半径 30仰角范围内无遮挡； 由于雨量计安装在监控中心楼顶，电源和通讯可以用一根线传输。 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 13 页 5 表面位移监测系统设计 5.1 概述 依据尾矿库安全监测技术规范AQ 2030201 0
26、第5条： 位移监测用的平面坐标及水准高程，应与设计、施工和运行诸阶段的控制网坐标系统相一致。 断面选择和测点布置： 监测断面宜选在最大坝高断面、 有排水管通过的断面、地基工程地质变化较大的地段及运行有异常反应处。 初期坝顶和后期坝顶各布设一排，每 3060m 高差布设一排。 测点的间距，一般坝长小于 300m 时，宜取 20100m；坝长大于 300m 时，宜取 50200m；坝长大于 1000m 时，宜取 100300m。 各种基点均应布设在坚实土基上。 表面位移监测 监测内容 坝体表面位移 监测目的 掌握尾矿坝整体表面位置的变化及其变化速率（包括平面位移和垂直沉降） ，确定尾矿坝坝体整体位
27、移变形的情况，是确定尾矿库安全性的重要指标之一。 监测手段 GPS、水准仪、静力水准仪、全站仪、经纬仪、引张线 一般要求 测点和基点的结构必须坚固可靠，且不易变形，冰冻区应深入冰冻层以下0.5m。 垂直方向 初期坝顶和后期坝顶各布设一排，每 30 60m 高差布设一排，一般不少于 3排。 点位布置 水平方向 一般坝长小于 300m 时， 宜取 20 100m； 坝长大于 300m 时， 宜取 50 200m；坝长大于 1000m 时，宜取 100 300m。 5.2 点位布置 1、布置要求 测点和基点的自身结构和基础必须坚固可靠，且冰冻区测墩基础应深入冰冻层尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京
28、华测智创科技有限公司 第 14 页 以下 0.5m。点位布置要求垂直方向初期坝顶和后期坝顶各布设一排，每 3060m 高差布设一排，一般不少于 3 排。水平方向一般坝长小于 300m 时，宜取 20100m；坝长大于 300m 时，宜取 50200m；坝长大于 1000m 时，宜取 100300m。 2、布置设计 共设置 3 个纵向监测断面， 3 横向监测断面，分别位于初级坝坝顶标高 1555m处、 7#堆积坝标高 1590 处、 14 号堆积坝标高 1625 处。在尾矿库坝体附近的稳定山体上布置 1 个 GPS 基准点。详细布置请见附图。 5.3 预警设置 坝体表面位移监测推荐预警设计如下：
29、 1、一级预警值：水平方向上连续 5 天日平均位移速率超过 1mm/d 且位移方向基本一致； 5 日累计位移超过 6mm、期间日平均位移速率超过 0.5mm/d 且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的 2 倍值控制。 2、二级预警值：水平方向上连续 5 天日平均位移速率超过 1.5mm/d 且位移方向基本一致； 5 日累计位移超过 9mm、期间日平均位移速率超过 0.8mm/d 且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的 2 倍值控制。 3、三级预警值：水平方向上连续 5 天日平均位移速率超过 2mm/d 且位移方向基本一致； 5 日累计位移超过 15mm、期间日平均位移速率超过 1m
30、m/d 且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的 2 倍值控制。 监测系统运行稳定后可将实际监测数据报原设计单位并对预警值进行重新计算和优化调整。 5.4 设备选型 5.4.1 选型分析 尾矿库表面位移监测选用 GPS、测量机器人、静力水准仪 +双金属管标等设备。 常用设备优劣势对比如下： （ 1） GPS 三维精密位移监测方法先进、无须通视，布点灵活、方便。 GPS 不受尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 15 页 恶劣天气影响（如特大雷雨、暴雨天气） ，全天候 24 小时进行实时数据采集工作。数据可靠、同步输出、多种传输方式、系统稳定。 （ 2）测量机器人监测
31、精度高、但价格昂贵，要求监测点通视、数据不同步，数据稳定性差、容易受外界环境影响。 （ 3）静力水准仪 +双金属管标监测方式传统、单点价格 便宜、静力水准仪等古老传感器要求观测条件高，一组观测点要保证 在同一个高程点上，基准点需要设置在坝体两边山体上，并且要保证在同一个高程。 综上分析，本项目表面位移监测子系统选择采用北京华测智创科技有限公司生产的 N200 型 GPS。 5.4.2 技术指标 N200 型 GPS 主要技术参数如下： 功能 指标 位置精度 垂直： 5mm 1ppm；水平： 3mm 1ppm （基线 5km 之内） 通讯接口 2个 RS-232 通信口 首次定位时间 热启动：
32、35s ；冷启动： 65s 重捕获时间 L1： 1.0s （典型值） 输入电压 9 32 VDC 输入 时间精度 20ns 灵敏度 -80 -105dBm（天线输入电平） 工作温度 -40 +75 湿度 95% 无冷凝 5.4.3 系统工作原理 各 GPS 监测点与参考点接收机实时接收 GPS 信号，并通过数据通讯网络实时发送到控制中心，控制中心服务器 GPS 数据处理软件 GPSensor 实时差分解算出各监测点三维坐标，数据分析软件获取各监测点实时 三维坐标，并与初始坐标进行对比而获得该监测点变化量，同时分析软件根据事先设定的预警值而进行报警。GPS 表面位移监测的误差水平为3mm，高程方
33、向为5mm。 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 16 页 5.5 设备安装 1、 选点或放样 在选择连续运行的 GPS 基准站的位置时，原则如下： 基准站距离测区 3 公里以内为宜，尽量靠近数据传输网络； 基准站基础应相对稳固，最好建在稳定的基岩上或冻土层以下 2 米； 站点应选易于安置接收设备且视野开阔的位置，视场周围高度在 10 度以上不应有障碍物，以免 GPS 信号被吸收或遮挡； 站点应该远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等） ，其距离最好不小于 200m；远离高压输电线，其距离不得小于 50m，以避免电磁场对 GPS 信号的干扰； 站点附近不应有大面积
34、水域或强烈干扰 卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响； 远离震动源（如铁路、公路等） 50 米以上； 安置和保护 GPS 基准站设备。在无人看守时，保证设备安全，防止有人故意破坏。 2、观测墩配置 观测墩应严格按照图纸施工，其设计图如下所示： 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 17 页 GPS 监测子系统观测墩设计示意图 观测墩混凝土浇筑步骤如下： 1）混凝土原材料 a采用的水泥标号应不低于 325。制作不受冻融影响的混凝土标石，应优先采用矿渣和火山灰质水泥，不得使用粉煤灰水泥 。制作受冻融影响的混凝土标石，宜使用普通硅酸盐水泥。在制作受盐碱、海水或 工业污水
35、侵蚀地区的标石时，须使用抗硫酸盐水泥。在沙漠、戈壁等干燥环境中的标石，不得使用火山灰质水泥； b石子采用级配合格的 5 40mm 的天然卵石或坚硬碎石，不宜采用同一尺寸的石子； c沙子采用 0.15 3mm 粒径的中砂，含泥量不得超过 3%； d水须采用清洁的淡水，硫酸盐含量不得超过 1%； e外加剂可根据施工环境选用，如早强剂、减水剂、引气剂等，其质量应符合相应规定，不得使用含氯盐的外加剂。 2）混凝土配制 混凝土配制时其骨料配置及水泥、水、砂的用量及配合比例参照下表执行： 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 18 页 混凝土材料配置及用量表 水 水泥 砂 石 重量
36、 kg 重量 kg 重量 kg 重量 kg 骨料种类 级配粒径mm （体积 m3） （体积 m3） （体积 m3） （体积 m3） 配合比例 180 300 600 1226 0.6： 1： 2.2： 4.09碎石 5 40 （ 0.18） （ 0.30） （ 0.44） （ 0.82） 0.6： 1： 1.47： 2.73170 285 672 1248 0.6： 1： 2.36： 4.38卵石 5 40 （ 0.17） （ 0.28） （ 0.45） （ 0.83） 0.6： 1： 1.61： 2.963）混凝土施工 a调制混凝土，须先将砂、石洗净。浇灌标石时，须逐层充分捣固； b气温在
37、0以下时，必须加入防冻剂，拆模时间不得少于 24h，否则不准施工； c拆模时间可根据气温和外加剂性能决定，一般条件下，平均气温在 0以上时，拆模时间不得少于 12h。 3、观测墩建设 在以上选点位置，开挖基坑，按照相关标准，开挖用于承载混凝土墩的基坑，鉴于尾矿堆积坝土质比较松软的特点。 （1）开挖结束，坑槽周边夯实，应将坑壁土予以压实并喷洒少许（不宜过多）水，用于稳固边坡。（有预放电防雷接地的应在接地极安装后进行）； （2） 基岩基础的省去第 2、3 道工序，但应对基岩表面进行适当整理与冲洗； （3） 底部钢筋、中部主筋及部分 或全部箍筋绑扎、混凝土拌和（有预放电接地和去静电接地的，其预埋件及
38、其连接应同步完成）； （4）穿管安装固定、中部模板安装、固定（穿管两头需封口）； （5） 混凝土拌和、浇筑、振捣（按 30cm 厚度分层浇筑）； （6）上部主筋插入中部混凝土 20cm 并予以固定（中部混凝土浇筑完成 20 分钟内进行）； （7）中部模板拆除（混凝土强度需超过 30%方可进行本工序）； （8）中部及底部混凝土洒水养护； （9）坑槽回填（混凝土周边应贴 2cm 厚泡沫板或用 4cm 厚粗砂进行隔离分层回尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 19 页 填，泡沫板或粗砂外部回填料宜采用开挖料并适度夯实）； （10）上部箍筋绑扎； （11）上部 PVC 套管安装
39、、固定； （12）混凝土拌和、浇筑、振捣（按 30cm 厚度分层浇筑），直至管口下方 20cm处（注意保证穿管中心偏距应与强制对中盘穿线孔偏距一致）； （13）削掉穿管的多余部分并使管口大致 水平，重新用胶带进行封口（其管口高度低于模管高度 4mm 左右为宜）； （14）浇筑孔口剩余混凝土（手工振捣） ，并及时将安装有固定脚栓的强制对中底盘的脚栓插入混凝土，调整底盘以保证其 居中且表面水平，并确保穿管与穿线孔对正； （15）混凝土初凝期间每 5 分钟用水平尺检测并调整强制对中盘的水平度； （16）测墩周边地面平整并适当夯实，将 0.80.8m 方模安装并固定好，保持模板中心与测墩中心大致同心，
40、并使模板方向与附着主体大致平行或垂直； （17）砂浆或混凝土拌和； （18）地面找平层砂浆填抹或地台混凝土 浇筑（其间注意需用泡沫板、纸板、木板或沥青粗砂泥等进行隔离缝隔离）用模板进行隔离缝隔离施工的，需先对 0.50.5m 内 模内的砂浆或混凝土进行施工，待内 模内砂浆或混凝土初凝后并安装隔离材料后再进行外模内砂浆或混凝土施工； （19）找平砂浆或地台混凝土强度超过 30%后拆除模板； （20）测墩整体洒水养护。 观测墩施工实景图如下所示： 观测墩施工实景图 3、观测墩美观保护 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 20 页 （1）在拆模过程中，要注意不能野蛮拆卸，以
41、防出现损伤，更深层原因是保证之前经过严格整平的墩身出现倾斜。拆模后及 时对立柱周围底座板以上和地平面以下部分进行掩埋，并细心踩实，不得使用重器夯实。 （2）对于立柱表面要处理平整，涂成白色，在稳固的基础上，尽量做到美观大方，协调实用。 （3）由于设备，天线还没安装，但对中底盘已经随混泥土仪器浇筑安装了，所以在墩子建设全部完成后，应该把天线罩套上 ，并将天线保护罩配套螺丝拧上，以防被大风吹走或者非人为破坏。 4、设备安装调试 （1）天线罩安装 天线罩安装前，应该将天线电缆 AG-5 先穿进 PVC 管，然后将天线固定在强制对中器后，在将天线电缆接头与天线接头连接， 并拧紧，套上天线保护罩；注意将
42、天线保护罩配套螺丝拧上，以防被大风吹走或者非人为破坏。 （2）设备安装调试 表面位移设备安装主要是 GPS 主机安装，主机安装前，应该对每个监测点主机端口号进行规划，并做记录保存。 5、注意事项 （1）设备到场后需进行严格测试后才能安装，测试程序按相关要求进行。 （2）辅助设施需符合规范要求，如测墩应埋设于不冻土层以下至少 50cm 处，测墩应稳固、牢靠；在保护范围内应建设防直 击雷避雷针，具体见工程实施的技术要求。 （3）信号输入、数据输出、电源以及 GPS 主机需安装防感应雷保护装置。 （4）卫星信号采集天线连接螺栓垂直度偏差应控制在 4以内。 （5）卫星接收主机、信号电缆、卫星接收天线等
43、需做好防护，包括主机的防水屏蔽保护、天线信号连接电缆的套管保护以及 卫星接收天线或一体式主机的保护罩保护等。 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 21 页 6 内部位移监测系统设计 6.1 概述 依据尾矿库安全监测技术规范AQ 2030201 0第5条： 监测断面的布置应视尾矿库的等别、 坝的结构型式和施工方法以及地质地形等情况而定，宜布置在最大坝高断面及其它特征断面(原河床、地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等)上，可设 13 个断面。 每个监测断面上可布设 13 条监测垂线，其中一条宜布设在坝轴线附近。监测垂线的布置应尽量形成纵向监测断面。 监测垂线上测点的间距，
44、应根据坝高、结构形式、坝料特性及施工方法与质量等而定，一般 210m。每条监测垂线上宜布置 315 个测点。最下面一个测点置于初期坝基表面，以兼测坝基的沉降量。 内部位移监测 监测内容 坝体内部位移 监测目的 掌握尾矿坝坝体内部的位移变化及其变化速率，结合表面综合位移信息可确定尾矿坝坝体整体位移变形情况。 监测手段 多点位移计、固定测斜仪、钢丝水位位移计、引张线、激光准直仪等。 一般要求 监测断面的布置应视尾矿库的等别、坝的结构型式和施工方法以及地质地形等情况而定，宜布置在最 大坝高断面及其它特征断面(原河床、地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等)上。 垂直方向 布设 13 条监测垂线，其中一
45、条宜布设在坝轴线附近。监测垂线上测点的间距， 一般 210m。 每条监测垂线上宜布置 315 个测点。点位布置 水平方向 可设 13 个断面 6.2 点位布置 1、布置要求 尾矿库在线监控系统初步设计方案 北京华测智创科技有限公司 第 22 页 内部位移监测断面的布置应视尾矿库的等别、坝的结构型式和施工方法以及地质地形等情况而定，宜布置在最大坝高断面及其它特征断面(原河床、地质及地形复杂段、结构及施工薄弱段等)上，可设 13 个断面。每个监测断面上可布设 13 条监测垂线，其中一条宜布设在坝轴线附近。监 测垂线的布置应尽量形成纵向监测断面。监测垂线上测点的间距，应根据坝高、结 构形式、坝料特性
46、及施工方法与质量等而定，一般 210m。每条监测垂线上宜布置 315 个测点。最下一个测点应置于坝基表面，以兼测坝基的沉降量。有条件时， 可参照上述要求布设内部竖向位移监测。 2、布置设计 共设置 3 个纵向监测断面，3 个横向监测断面，分别位移初级坝坝顶标高 1555m处、 7#堆积坝标高 1590 处、 14#堆积坝标高 1625 处。标高 1555m 处每条监测垂线上布置 3 个监测点、标高 1590m 处每条监测垂线上布置 5 个监测点、标高 1625m 处每条监测垂线上布置 8 个监测点。详细布置请见附图。 6.3 预警设置 坝体内部位移监测推荐预警设计如下： 1、一级预警值：水平方向上连续 5 天日平均位移速率超过 1mm/d 且位移方向基本一致； 5 日累计位移超过 6mm、期间日平均位移速率超过 0.5mm/d 且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的 2 倍值控制。不同深度测点暂采用相同预警值。 2、二级预警值：水平方向上连续 5 天日平均位移速率超过 1.5mm/d 且位移方向基本一致； 5 日累计位移超过 9mm、期间日平均位移速率超过 0.8mm/d 且方向一致并未见收敛。垂直方向上按水平方向的 2 倍
