尾礦庫邊坡位移監(jiān)測方法
尾礦庫安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容:尾礦庫壩體位移監(jiān)測、尾礦庫庫區(qū)水位監(jiān)測、尾礦庫庫區(qū)視頻監(jiān)控、其他監(jiān)測內(nèi)容還包括如浸潤線、干灘、降雨量等。
尾礦庫發(fā)生潰壩災(zāi)害,壩體位移是其中最直觀的反應(yīng)指標。對尾礦庫壩體位移的掌握,可以及時發(fā)現(xiàn)尾礦壩位移率和位移速度,一旦出現(xiàn)險情,及時發(fā)布預(yù)警消息。尾礦庫壩體位移監(jiān)測的技術(shù)手段有很多,就觀測目的而言主要分為平面(水平)位移監(jiān)測、沉降(垂直)位移監(jiān)測以及全方位監(jiān)測壩體位移情況的三維位移監(jiān)測等。
平面(水平)位移監(jiān)測
平面位移監(jiān)測是指對尾礦庫壩體水平位移的監(jiān)測,有以下幾種方法:引張線法、真空激光準直法、小角度法和覘標法等。
沉降(垂直)位移監(jiān)測
沉降位移監(jiān)測是指監(jiān)測尾礦庫壩體的垂直位移情況,常用的方法有精密水準法、靜力水準法和分層沉降磁環(huán)法等。
三維位移監(jiān)測
以上各種監(jiān)測方法是將尾礦庫壩體位移監(jiān)測點的水平位移和垂直位移分別監(jiān)測,測量成果不具有同時性,降低了成果的科學(xué)性和使用價值。使用常規(guī)方法觀測周期長,無法實時地了解尾礦庫壩體的位移情況,其中一些方法的應(yīng)用還受制于壩型(直線型和曲級型)以及量程的限制。
在很長一段時期內(nèi),尾礦庫位移監(jiān)測基本采用了上述的方法,不能實現(xiàn)自動化、實時化的連續(xù)觀測,無法滿足安監(jiān)部門當前對于重大危險源的在線安全監(jiān)測要求。隨著測量儀器和測量技術(shù)的發(fā)展,市場上已經(jīng)出現(xiàn)能實時連續(xù)觀測監(jiān)測點水平位移和垂直位移的測量系統(tǒng),由于此系統(tǒng)測量可直接獲取監(jiān)測點的三維坐標值,故稱為“三維位移監(jiān)測系統(tǒng)”。該系統(tǒng)按監(jiān)測點位移數(shù)據(jù)的采集方式可分為GPS法和自動型全站儀極坐標差分法。采集到的數(shù)據(jù)可以通過明創(chuàng)慧遠在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)進行處理從而得到監(jiān)測位移情況。
GPS法
GPS法是基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)來進行尾礦庫壩體的位移監(jiān)測,利用GPS接收機實時采集監(jiān)測點的坐標,通過通過明創(chuàng)慧遠在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)解算監(jiān)測點的位移情況和位移速率。GPS法定實時監(jiān)測精度為:水平位移精度。采用GPS法進行尾礦庫壩體位移監(jiān)測的方式為:在監(jiān)測站位置安裝一臺或多臺GPS接收機,每個監(jiān)測點對應(yīng)一臺GPS接收機來獲得其位移信息,配合明創(chuàng)慧遠在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成三維位移監(jiān)測系統(tǒng)。
采用GPS法進行尾礦庫壩體位移監(jiān)測,其特點如下:
1、可以自動獲得實時監(jiān)測數(shù)據(jù),通過明創(chuàng)慧遠在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)生成三維坐標變化圖和三維坐標變化速率圖。
2、受地形限制較小,觀測點之間無需通視,只對空開闊,達到4顆衛(wèi)星即可實現(xiàn)精確觀測。
3、高度自動化,無人值守,全天候監(jiān)測,不受天氣情況的影響。
4、成本隨GPS監(jiān)測點數(shù)量的增加而增加。
自動型全站儀極坐標差分法
自動型全站儀是一種能進行自動搜索、跟蹤、辨識和精確找準目標并獲取角度、距離、三位坐標以及其他相關(guān)信息的智能型全站儀,又被稱為測量機器人。極坐標差分法通過自動型全站儀采集監(jiān)測點的坐標數(shù)據(jù),利用明創(chuàng)慧遠在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)來計算監(jiān)測點的位移情況。使用該方法后自動型全站儀的測量精度可以達到亞毫米級。
采用自動型全站儀極坐標差分法進行尾礦壩壩體位移的監(jiān)測的方式為:一臺全自動測量全站儀與數(shù)個監(jiān)測點目標(棱鏡)及明創(chuàng)慧遠在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成三維位移監(jiān)測系統(tǒng)。采用自動型全站儀極坐標差分法來進行尾礦庫壩體位移的監(jiān)測,其特點如下:
1、無需人工干預(yù),全自動采集,自動獲取三維坐標信息、傳輸、與處理監(jiān)測點的三維數(shù)據(jù)。
2、測量精度高,經(jīng)過軟件差分解算后可達到亞毫米級。
3、反射棱鏡價格低廉,監(jiān)測點的布設(shè)成本低,有利于增加監(jiān)測點數(shù)。
通過以上比較可以得知,目前三維位移監(jiān)測的方案主要有GPS法和自動型全站儀極坐標差分法,兩者采用不同的數(shù)據(jù)采集部分都可以實現(xiàn)監(jiān)測點坐標數(shù)據(jù)的自動采集,通過明創(chuàng)慧遠在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)來實現(xiàn)對尾礦庫壩體位移的監(jiān)測。
這兩種技術(shù),在尾礦庫壩體位移監(jiān)測中可以根據(jù)工程的具體情況,取長補短互相搭配使用,設(shè)計出最優(yōu)的方案,以達到最jia的監(jiān)測效果。從尾礦庫壩體位移監(jiān)測工作的需求來看,采用三維位移監(jiān)測技術(shù)還僅僅是開始。從目前尾礦庫安全的現(xiàn)狀來看,應(yīng)盡快在尾礦庫監(jiān)測監(jiān)控中配置這種真正意義上的三維位移監(jiān)測系統(tǒng)。將尾礦庫的安全管理納入現(xiàn)代科學(xué)的范疇之內(nèi),科學(xué)、即時、有效的監(jiān)測監(jiān)控,以確保人民生命財產(chǎn)的安全和社會的穩(wěn)定,為構(gòu)建和諧的生存環(huán)境,做出應(yīng)有的貢獻。