摘要：長(zhǎng)期以來(lái)，由于尾礦庫(kù)管理監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)不完備、監(jiān)測(cè)監(jiān)控技術(shù)落后、專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)人員缺乏等原因，造成許多尾礦庫(kù)的運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)誤差較大，難以及時(shí)掌控尾礦庫(kù)的各項(xiàng)安全技術(shù)指標(biāo)，這些都極大影響尾礦庫(kù)的安全管理。基于GNSS技術(shù)的中海達(dá)高精度實(shí)時(shí)在線變形監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在尾礦庫(kù)的實(shí)施和應(yīng)用，全面提升尾礦庫(kù)安全監(jiān)管和日常管理水平，增強(qiáng)企業(yè)、社會(huì)、政府對(duì)于尾礦庫(kù)災(zāi)害的預(yù)警響應(yīng)能力。
　　關(guān)鍵詞：GNSS技術(shù)，尾礦庫(kù)，變形監(jiān)測(cè)，預(yù)警系統(tǒng)
　　
　　0引言
　　金屬礦山尾礦庫(kù)的安全關(guān)系到礦山環(huán)境以及其影響區(qū)域內(nèi)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全[1]。國(guó)務(wù)院將非煤礦山企業(yè)全面開(kāi)展安全達(dá)標(biāo)、強(qiáng)制推行先進(jìn)適用的技術(shù)裝備、強(qiáng)制淘汰落后技術(shù)產(chǎn)品等內(nèi)容列入《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》（國(guó)發(fā)〔2010〕23號(hào)）中，并提出明確要求和政策措施，要求對(duì)三等以上尾礦庫(kù)要在2011年底前達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)化最低等級(jí)，2013年底前，所有金屬非金屬礦山和尾礦庫(kù)要達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)化最低等級(jí)，并明確要求100萬(wàn)立方米以上尾礦庫(kù)要安裝全過(guò)程在線安全監(jiān)控系統(tǒng)[2]。基于GNSS技術(shù)的尾礦庫(kù)安全監(jiān)測(cè)
　　監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)于加強(qiáng)尾礦庫(kù)的安全監(jiān)管，掌握尾礦庫(kù)的安全現(xiàn)狀，減少尾礦庫(kù)的事故發(fā)生具有重要意義。
　　1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　高精度實(shí)時(shí)在線尾礦庫(kù)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、分析預(yù)警、綜合管理等五個(gè)子系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)依托智能的軟件系統(tǒng)，當(dāng)金屬礦山尾礦庫(kù)監(jiān)控對(duì)象出現(xiàn)異常時(shí)，能及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警，提醒企業(yè)盡快啟動(dòng)相應(yīng)的處理措施及預(yù)案，保障尾礦庫(kù)的安全運(yùn)行[3]。
　　1）綜合管理系統(tǒng)可有效進(jìn)行用戶(hù)管理、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)運(yùn)行管理，確保系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)安全，可方便進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)本地/遠(yuǎn)程瀏覽、數(shù)據(jù)本地/遠(yuǎn)程下載以及數(shù)據(jù)共享等。
　　2）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用多星多頻高精度GNSS模塊，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般由基準(zhǔn)站、監(jiān)測(cè)站以及包括野外電源和防雷裝置組成的保障支持系統(tǒng)組成。
　　3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可采用RS232、專(zhuān)線有線/無(wú)線Modem、TCP/IP、GPRS無(wú)線、CDMA無(wú)線、3G無(wú)線、UHF無(wú)線電臺(tái)、無(wú)線網(wǎng)橋及其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等方式，組建方便靈活。系統(tǒng)不僅支持野外就地拖拽式下載，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流傳輸和文件包
　　下載。
　　4）數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)解算采用先進(jìn)的卡爾曼濾波集成單歷元整數(shù)解算法，輕松達(dá)到毫米級(jí)定位精度，確保系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定及數(shù)據(jù)的可靠性。
　　5）分析預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析處理能力強(qiáng)大，分析角度多、手段豐富，能計(jì)算三維位移分量及各向變形速率，自動(dòng)生成變形歷時(shí)曲線、變形分布圖和多因素相關(guān)圖；能根據(jù)預(yù)設(shè)警界值進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)判別并能實(shí)時(shí)以網(wǎng)頁(yè)、短信、語(yǔ)音電話(huà)、警報(bào)聲音、大屏幕顯示等形式進(jìn)行多渠道狀態(tài)信息和預(yù)警信息的發(fā)布。
　　2系統(tǒng)功能及特點(diǎn)
　　2.1系統(tǒng)功能
　　1）系統(tǒng)1.5小時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)尾礦壩的水平精度優(yōu)于±3mm、垂直精度優(yōu)于±5mm，完全滿(mǎn)足一般工程監(jiān)測(cè)精度的要求；
　　2）系統(tǒng)能夠進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定、不間斷運(yùn)行，真正做到無(wú)人值守，操作簡(jiǎn)便，勿需進(jìn)行手工重復(fù)勞動(dòng)，可以節(jié)省大量人力物力；
　　3）能實(shí)現(xiàn)最高20HZ的高速數(shù)據(jù)采集，關(guān)鍵時(shí)候能完美再現(xiàn)監(jiān)控變化過(guò)程的細(xì)節(jié)；
　　4）具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程狀態(tài)瀏覽、遠(yuǎn)程系統(tǒng)設(shè)置以及數(shù)據(jù)管理、用戶(hù)管理、安全管理等功能；網(wǎng)絡(luò)通訊方式靈活，系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可以方便實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)下載與共享；
　　5）能根據(jù)實(shí)地地形數(shù)據(jù)生成三維仿真圖形，能根據(jù)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成實(shí)體變形場(chǎng)等高圖，并能生成變形場(chǎng)任意剖面圖，這是傳感器類(lèi)、聲納類(lèi)、光波類(lèi)、影像類(lèi)、頻譜類(lèi)監(jiān)測(cè)手段不可比擬的；
　　6）能對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析與簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，并可根據(jù)數(shù)據(jù)的危險(xiǎn)程度采用短信、網(wǎng)頁(yè)、郵件、聲音、大屏幕等方式和渠道進(jìn)行分級(jí)發(fā)布，預(yù)警信息的發(fā)布，方便靈活[4]。
　　2.2系統(tǒng)特點(diǎn)
　　高精度實(shí)時(shí)在線變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有目標(biāo)明確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流程清晰、功能完備等特點(diǎn)。為礦山隨時(shí)隨地掌握尾礦庫(kù)安全和決策部門(mén)在關(guān)鍵時(shí)刻的決策分析提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持與信息參考,具體特點(diǎn)有：
　　1）數(shù)據(jù)采集快:輕松實(shí)現(xiàn)高達(dá)20HZ連續(xù)高速實(shí)時(shí)的精密數(shù)據(jù)采集；
　　2）變形監(jiān)測(cè)精度高:算法先進(jìn)，能運(yùn)用小波精密分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)單歷元毫米級(jí)高精度連續(xù)解算；
　　3）硬件層次少:系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)清晰、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便；
　　4）分析手段多:能計(jì)算三維位移分量及各向變形速率，能自動(dòng)生成變形歷時(shí)曲線圖、變形空間分布圖、多變量相關(guān)圖，能根據(jù)實(shí)地地形數(shù)據(jù)生成三維仿真圖，并能生成實(shí)體變形場(chǎng)等高圖或漸變色譜圖及其任意剖面圖；
　　5）信息發(fā)布快:能對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析與簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，并能根據(jù)預(yù)設(shè)警界值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比判別，及時(shí)進(jìn)行多渠道多形式預(yù)警信息或狀態(tài)信息的發(fā)布，隨時(shí)隨地掌握運(yùn)行狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)人值守；
　　6）應(yīng)用范圍廣:本監(jiān)控系統(tǒng)不僅能應(yīng)用于各類(lèi)尾礦庫(kù)實(shí)時(shí)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控,還可以在滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)、礦山邊坡變形監(jiān)測(cè)、礦山采空區(qū)沉陷監(jiān)測(cè)、海涂吹填區(qū)沉陷監(jiān)測(cè)、水庫(kù)大壩變形監(jiān)測(cè)、堤防渠道變形監(jiān)測(cè)、深基坑及周邊影響區(qū)變形監(jiān)測(cè)、
　　大型橋梁健康監(jiān)測(cè)、高層建筑及大型場(chǎng)館健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。
　　3系統(tǒng)應(yīng)用
　　系統(tǒng)由庫(kù)區(qū)監(jiān)測(cè)終端（GPS）、網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理服務(wù)中心、預(yù)警發(fā)布系統(tǒng)四部分組成，如圖1所示。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的典型配置方案可以有定期經(jīng)濟(jì)型、永久基站型、分體網(wǎng)絡(luò)1型、分體網(wǎng)絡(luò)2型、一機(jī)多天線系統(tǒng)等五種形式，以滿(mǎn)足不同現(xiàn)場(chǎng)的需要。
　　該系統(tǒng)是全天候、全方位的，可以不受時(shí)間、氣候的影響，建立尾礦庫(kù)安全監(jiān)控、安全分析評(píng)價(jià)，安全預(yù)警，安全指揮管理系統(tǒng)，對(duì)尾礦庫(kù)的安全狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)、分析與預(yù)報(bào)，能確保尾礦庫(kù)的安全管理，同時(shí)，提高安全監(jiān)管部門(mén)對(duì)尾礦庫(kù)安全管理這方面的能力，有效避免尾礦庫(kù)事故的發(fā)生。
　　
　　圖一基于GNSS技術(shù)的尾礦庫(kù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)組成
　　4結(jié)束語(yǔ)
　　基于GNSS技術(shù)的實(shí)時(shí)變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)分布在尾礦庫(kù)的各種終端感應(yīng)設(shè)備，實(shí)時(shí)在線全自動(dòng)監(jiān)測(cè)尾礦壩各種數(shù)據(jù)的變化，實(shí)踐證明，該系統(tǒng)技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定、投資經(jīng)濟(jì)，應(yīng)用前景廣闊。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]尾礦庫(kù)安全監(jiān)督管理規(guī)定［S］.北京：國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令第
　　6號(hào).2006年4月21日
　　[2]AQ2006-2005尾礦庫(kù)安全技術(shù)規(guī)程［S］.北京：國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管
　　理總局.2005年12月7日
　　[3]李忠奎.尾礦庫(kù)潰壩監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].有色金屬.2008（11）:
　　35-37
　　[4]王峰.淺談尾礦庫(kù)在線監(jiān)測(cè)技術(shù).[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè).2010，（30）:
　　80-83