尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)在會寶嶺鐵礦的應(yīng)用

介紹了光纖傳感原理、光纖傳感系統(tǒng)的組成，并對系統(tǒng)在會寶嶺鐵礦的應(yīng)用進行了了描述，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，表明光纖傳感技術(shù)能真實反映出監(jiān)測對象的物理變化過程，該系統(tǒng)的安裝能加強尾礦庫安全監(jiān)測的管理力度。

0 引 言

當前，我國尾礦庫安全運行的主要技術(shù)參數(shù)如壩體形變位移、庫水位、浸潤線埋深等，均由人工定期采用傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進行測量，安全監(jiān)測工作量大，受天氣、人工、現(xiàn)場條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人為誤差。同時，人工監(jiān)測還存在不能隨機動態(tài)監(jiān)測尾礦庫的各項技術(shù)參數(shù)，難以及時掌握尾礦庫各項安全技術(shù)指標等缺點，這些都將影響尾礦庫的安全生產(chǎn)和安全管理水平。

光纖傳感無電安全監(jiān)測技術(shù)是本世紀興起的前沿應(yīng)用學(xué)科，既用光纖感測信號又用光纖傳輸信號，是目前傳感技術(shù)最杰出的代表，是自動檢測的革命性技術(shù)。光纖光柵傳感器是一種新型全光纖無源器件，與普通傳感器相比，具有不可比擬的優(yōu)勢和特點：它本質(zhì)防爆、無電傳感、化學(xué)性能穩(wěn)定、傳輸距離遠、可用于對外界參量的絕對測量，這種特性在傳感器領(lǐng)域中引起了革命。

1 光纖傳感原理

光纖的材料為石英，由芯層和包層組成。通過對芯層摻雜，使芯層折射率n1比包層折射率n2大，形成波導(dǎo)，光就可以在芯層中傳播。當芯層折射率受到周期性調(diào)制后，即成為光柵。該文原載于中國社會科學(xué)院文獻信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導(dǎo)報》雜志http：//www.ems86.com總第526期2013年第43期-----轉(zhuǎn)載須注名來源光柵會對入射的寬帶光進行選擇性反射，反射一個中心波長與芯層折射率調(diào)制相位相匹配的窄帶光，中心波長為布喇格波長。

2 應(yīng)用

會寶嶺鐵礦尾礦庫建設(shè)在選廠以南，距選廠約1.5km的山溝內(nèi)。尾礦庫匯水面積為0.54km2，溝長1.1km，溝底縱坡為4%，庫內(nèi)無居民。尾礦堆積壩初期壩標高125m，最終壩頂標高150.0m，總壩高48m，總庫容807萬m3。尾礦庫等級為四等。尾礦庫排洪設(shè)施布置于溝谷處，尾礦庫的洪水及澄清水通過450m長1m×1m排洪泄槽和500m長直徑為1m排洪涵管排至尾礦庫下游截滲壩內(nèi)，截滲壩為溢水壩，超標準洪水可從截滲壩溢流排到下游，截滲壩壩前設(shè)回水泵站，由該泵站將截滲壩所存水回送至選廠高位水池供選礦廠重復(fù)利用。尾礦壩防洪標準：初期壩為50年一遇，中后期為200年一遇。在初期壩西壩肩上部山包上設(shè)有尾礦庫管理站，管理站房內(nèi)設(shè)有照明、通訊、尾礦庫安全運行綜合監(jiān)控中心、器材儲藏室、搶險物資等。尾礦庫堆壩設(shè)計：利用尾礦干砂堆筑加高壩體，堆積高度25米，平均堆積邊坡1：5，尾礦后期壩采用上游法尾礦筑壩，尾礦放礦方法采用沉積法分散放礦。

光纖尾礦庫安全監(jiān)測系統(tǒng)由五個監(jiān)測子系統(tǒng)組成，具體為壩體滲壓監(jiān)測、壩體表面位移的監(jiān)測、庫區(qū)水位監(jiān)測、滲流量監(jiān)測、排水量監(jiān)測、庫區(qū)雨量監(jiān)測、視頻監(jiān)測、干灘監(jiān)測，其基本結(jié)構(gòu)拓撲示意如圖2所示。

該系統(tǒng)由光纖光柵解調(diào)儀、通訊光纜、光纖滲壓傳感器、光纖水位傳感器、光纖位移傳感器、雨量計、量水堰計、攝像頭等組成。

傳感器通過接續(xù)盒與主光纜連接，將波長信號傳送到位于值班房的光纖光柵解調(diào)儀中，光纖光柵解調(diào)儀將傳感器波長的變化解調(diào)為物理量變化。設(shè)備現(xiàn)場安裝圖如下所示。

3 運行分析

系統(tǒng)安裝完畢后，通過人工監(jiān)測數(shù)據(jù)與系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行比較，兩者數(shù)值相吻合，變化規(guī)律一致；系統(tǒng)試運行一個月，軟硬件均穩(wěn)定可靠，達到安全監(jiān)測的目的。

4 結(jié)論

此次采用光纖傳感技術(shù)尾礦庫安全實時在線監(jiān)測，獲取并分析了相關(guān)參數(shù)，得到如下結(jié)論：

（1）系統(tǒng)為礦山提供了尾礦庫生產(chǎn)運行狀況的真實數(shù)據(jù)，能夠?qū)ξ驳V庫安全隱患提出預(yù)警，以便礦山有針對性地加強尾礦庫安全隱患治理，改善尾礦庫安全運行條件，實現(xiàn)尾礦庫長期安全運行。

（2）自動化監(jiān)測系統(tǒng)操作簡單，數(shù)據(jù)及時有效，避免了傳統(tǒng)監(jiān)測手段的復(fù)雜操作、人為性及檔案管理繁鎖。

（作者單位：山東省蒼山縣臨沂會寶嶺鐵礦有限公司）