摘要：長期以來，由于尾礦庫管理監測監控系統不完備、監測監控技術落后、專業監測人員缺乏等原因，造成許多尾礦庫的運行參數檢測誤差較大，難以及時掌控尾礦庫的各項安全技術指標，這些都極大影響尾礦庫的安全管理。基于GNSS技術的中海達高精度實時在線變形監測預警系統在尾礦庫的實施和應用，全面提升尾礦庫安全監管和日常管理水平，增強企業、社會、政府對于尾礦庫災害的預警響應能力。
　　關鍵詞：GNSS技術，尾礦庫，變形監測，預警系統
　　
　　0引言
　　金屬礦山尾礦庫的安全關系到礦山環境以及其影響區域內人民生命財產的安全[1]。國務院將非煤礦山企業全面開展安全達標、強制推行先進適用的技術裝備、強制淘汰落后技術產品等內容列入《國務院關于進一步加強企業安全生產工作的通知》（國發〔2010〕23號）中，并提出明確要求和政策措施，要求對三等以上尾礦庫要在2011年底前達到安全標準化最低等級，2013年底前，所有金屬非金屬礦山和尾礦庫要達到安全標準化最低等級，并明確要求100萬立方米以上尾礦庫要安裝全過程在線安全監控系統[2]。基于GNSS技術的尾礦庫安全監測
　　監控系統的應用對于加強尾礦庫的安全監管，掌握尾礦庫的安全現狀，減少尾礦庫的事故發生具有重要意義。
　　1系統結構
　　高精度實時在線尾礦庫變形監測系統由數據采集、數據傳輸、數據處理、分析預警、綜合管理等五個子系統組成。該系統依托智能的軟件系統，當金屬礦山尾礦庫監控對象出現異常時，能及時預報預警，提醒企業盡快啟動相應的處理措施及預案，保障尾礦庫的安全運行[3]。
　　1）綜合管理系統可有效進行用戶管理、數據管理、系統運行管理，確保系統安全和數據安全，可方便進行參數設置、狀態本地/遠程瀏覽、數據本地/遠程下載以及數據共享等。
　　2）數據采集系統采用多星多頻高精度GNSS模塊，數據采集系統一般由基準站、監測站以及包括野外電源和防雷裝置組成的保障支持系統組成。
　　3）數據傳輸系統可采用RS232、專線有線/無線Modem、TCP/IP、GPRS無線、CDMA無線、3G無線、UHF無線電臺、無線網橋及其他無線網絡等方式，組建方便靈活。系統不僅支持野外就地拖拽式下載，還能實現遠程實時數據流傳輸和文件包
　　下載。
　　4）數據處理系統可進行長時間連續實時數據處理，數據解算采用先進的卡爾曼濾波集成單歷元整數解算法，輕松達到毫米級定位精度，確保系統運行穩定及數據的可靠性。
　　5）分析預警系統的數據分析處理能力強大，分析角度多、手段豐富，能計算三維位移分量及各向變形速率，自動生成變形歷時曲線、變形分布圖和多因素相關圖；能根據預設警界值進行風險判別并能實時以網頁、短信、語音電話、警報聲音、大屏幕顯示等形式進行多渠道狀態信息和預警信息的發布。
　　2系統功能及特點
　　2.1系統功能
　　1）系統1.5小時連續監測尾礦壩的水平精度優于±3mm、垂直精度優于±5mm，完全滿足一般工程監測精度的要求；
　　2）系統能夠進行長期、穩定、不間斷運行，真正做到無人值守，操作簡便，勿需進行手工重復勞動，可以節省大量人力物力；
　　3）能實現最高20HZ的高速數據采集，關鍵時候能完美再現監控變化過程的細節；
　　4）具有遠程數據傳輸、遠程狀態瀏覽、遠程系統設置以及數據管理、用戶管理、安全管理等功能；網絡通訊方式靈活，系統自動化程度高，可以方便實現遠程控制、遠程監測、遠程數據下載與共享；
　　5）能根據實地地形數據生成三維仿真圖形，能根據變形監測數據生成實體變形場等高圖，并能生成變形場任意剖面圖，這是傳感器類、聲納類、光波類、影像類、頻譜類監測手段不可比擬的；
　　6）能對變形監測數據進行初步分析與簡單評價，并可根據數據的危險程度采用短信、網頁、郵件、聲音、大屏幕等方式和渠道進行分級發布，預警信息的發布，方便靈活[4]。
　　2.2系統特點
　　高精度實時在線變形監測系統具有目標明確、結構簡單、流程清晰、功能完備等特點。為礦山隨時隨地掌握尾礦庫安全和決策部門在關鍵時刻的決策分析提供了堅實的技術支持與信息參考,具體特點有：
　　1）數據采集快:輕松實現高達20HZ連續高速實時的精密數據采集；
　　2）變形監測精度高:算法先進，能運用小波精密分析法對數據進行分析處理，實現單歷元毫米級高精度連續解算；
　　3）硬件層次少:系統組成簡單、結構清晰、運行穩定、維護方便；
　　4）分析手段多:能計算三維位移分量及各向變形速率，能自動生成變形歷時曲線圖、變形空間分布圖、多變量相關圖，能根據實地地形數據生成三維仿真圖，并能生成實體變形場等高圖或漸變色譜圖及其任意剖面圖；
　　5）信息發布快:能對變形監測數據進行初步分析與簡單評價，并能根據預設警界值和實測值進行對比判別，及時進行多渠道多形式預警信息或狀態信息的發布，隨時隨地掌握運行狀態，真正實現遠程監控和無人值守；
　　6）應用范圍廣:本監控系統不僅能應用于各類尾礦庫實時安全監測監控,還可以在滑坡地質災害監測、礦山邊坡變形監測、礦山采空區沉陷監測、海涂吹填區沉陷監測、水庫大壩變形監測、堤防渠道變形監測、深基坑及周邊影響區變形監測、
　　大型橋梁健康監測、高層建筑及大型場館健康監測等領域中廣泛應用。
　　3系統應用
　　系統由庫區監測終端（GPS）、網絡通訊系統、監測數據處理服務中心、預警發布系統四部分組成，如圖1所示。監測系統的典型配置方案可以有定期經濟型、永久基站型、分體網絡1型、分體網絡2型、一機多天線系統等五種形式，以滿足不同現場的需要。
　　該系統是全天候、全方位的，可以不受時間、氣候的影響，建立尾礦庫安全監控、安全分析評價，安全預警，安全指揮管理系統，對尾礦庫的安全狀態進行實時的監測、分析與預報，能確保尾礦庫的安全管理，同時，提高安全監管部門對尾礦庫安全管理這方面的能力，有效避免尾礦庫事故的發生。
　　
　　圖一基于GNSS技術的尾礦庫實時在線監測預警系統組成
　　4結束語
　　基于GNSS技術的實時變形監測系統，通過分布在尾礦庫的各種終端感應設備，實時在線全自動監測尾礦壩各種數據的變化，實踐證明，該系統技術成熟、性能穩定、投資經濟，應用前景廣闊。
　　
　　參考文獻
　　[1]尾礦庫安全監督管理規定［S］.北京：國家安全生產監督管理總局令第
　　6號.2006年4月21日
　　[2]AQ2006-2005尾礦庫安全技術規程［S］.北京：國家安全生產監督管
　　理總局.2005年12月7日
　　[3]李忠奎.尾礦庫潰壩監測預警系統設計研究[J].有色金屬.2008（11）:
　　35-37
　　[4]王峰.淺談尾礦庫在線監測技術.[J].中國高新技術企業.2010，（30）:
　　80-83