金川集团竖井结构健康监测系统技术方案 - 图文_0

1、金川集团竖井结构健康监测系统技术方案 - 图文 金川矿区竖井结构健康监测项目技术方案 第一章：工程总体概述 1 金川矿区竖井结构健康监测项目技术方案 一、项目背景 由于地质历史时期受过多次构造运动影响，经历了各次构造运动作用、变质作用和多期岩浆的侵入作用，给矿区留下以断裂为主的构造形迹，地质构造复杂，水平应力高，断裂、节理、裂隙十分发育，加之本区现今可能仍处于构造活动期，这就为地面和地下工程的稳定带来极为不利的影响。随着开采深度不断增加，规模和范围不断扩大，采动影响加剧，矿山开采技术条件进一步恶化，构造发育，矿岩破碎，岩体整体性、稳定性极差，地表裂缝发育扩展，地面沉降加剧，应力值增大，基建和开

2、采过程中，许多位于层状碎裂与碎裂结构等不良岩层中的竖井发生严重变形和破坏。许多竖井多次修复，竖井支护成本居高不下。频繁的事故发生，不仅使国家、企业蒙受巨大的经济损失，而且给众多家庭带来不幸，因此深部井巷和采场稳定性控制，地压监测以及井巷病害监测预警等问题成为迫切需要解决的重要事情。 在经济全球化趋势下，公司要加快发展，加强企业在国际市场上的竞争力，保证公司的可持续发展，资源是最关键因素。立足于现有探明储量矿产资源，进行持续、稳定、安全开采，是资源问题最紧迫、最现实问题。目前，矿山已进入深部开采阶段，开采面积不断增大，多中段回采已成现实。与浅部中段回采相比，深部多中段回采难度越来越大，开采强度大

3、、开采扰动剧烈、围岩及充填体变形破坏明显、井巷围岩稳定性急速下降、地应力场分布状态的复杂多变等一系列问题，严重制约着矿山安全生产，矿山存在着发生突发性、破坏性事故的隐患，为解决制约矿山开采过程中重大技术难题，实现矿山可持续安全生产，进行本项研究工作，具有极其重要的现实意义和深远意义。 本项目提供竖井结构健康监测系统设备、安装及调试，提供监测所需的应用软件（包含操所软件、数据库及其它各种应用类软件）的研发、供货、安装与调试、运营指导、软件升级、数据库更新等技术支持和服务。 竖井结构健康监测系统控制终端建议设置在距竖井4公里内设置工作站，系统构成独立系统，系统信息可采用有线（光缆传输）和无线传输（

4、无线发射）两种传输方式，结构健康监测系统通过布设监测设备（终端传感器或探测器、分析仪、采集设备），达到监测目的。 本次结构健康监测工程工作范畴，相关设备的采购、运输、仓储等；然后，仪器和设备现场安装；现场布线、现场组、数据采集系统安装、包括软件和硬件；进行系统信息化集成，运营阶段的技术培训，资料保存及移交等售后服务。 二、竖井结构健康监测系统技术建议书编制及施工技术依据 2 金川矿区竖井结构健康监测项目技术方案 本工程竖井结构健康监测的施工安装、软件设计、安装调试、组测试等均以合国家标准、地方标准、经北京市质量技术监督局备案的企业标准 竖井工程结构健康监测系统设计参考资料 电气装置安装工程电缆

5、线路施工及验收规范gb 5016892 民用安防监视系统工程技术标准gb 5019894 自动化仪表工程施工及验收规范gb50093-2002 计算机信息系统集成通用规范 计算机软件产品开发文件编制指南gb 856688 通信光缆线路工程与施工新技术及验收规范 建设项目环境保护管理条例 软件工程术语 gb/t11457-89 信息处理-数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序络图和系统资源图的文件编辑符号及约定 gb1526-89(iso 5807-85) 软件开发规范 gb8566-88 计算机软件单元测试 gb/t 15532-95 软件文档管理 gb/t16680 计算机软件配置管理规范

6、 gb/t12505-90 fbgd系列光纤光栅位移传感器安装使用手册 fbgs系列光纤光栅应变传感器安装使用手册 fbgt系列光纤光栅温度传感器安装使用手册 光纤光栅络传感解调设备安装使用手册 北京品傲光电科技有限公司企业标准q/hdpio003-2006 三、竖井结构监测目的 本项目实施的目的是：建立一套科学、有效、实用的井巷病害监测技术，可及时有效地发现井巷病害的前兆，预警病害发生的危险地段，为病害治理提供科学依据。这种诊断技术既可服务于运营中的井巷，也可用于建设中的井巷。为保证井巷运营安全和施工质量提供技术信息与依据，节省井巷病害治理成本，具有巨大的、潜在的经济效益和社会效益。 本项目

7、拟引入具有坚实研究基础和成功应用经验的国防科技技术分布式光纤传感器技术和分布式光纤监测技术，分布式光纤和点式光栅技术，均为光传感技术，主 3 金川矿区竖井结构健康监测项目技术方案 要差别为终端探测器件，分布式采用连续式光纤，而光栅技术采用点式传感器，目前为止，针对矿井、夯道等矿区结构监测，上述两种监测方式为最优方式。用于矿山井巷的工程结构的变形监测，通过应用研究，使之成为先进有效的、切实可行的实用技术。提供井巷变形的关键监测数据，为了解井巷围岩的变形特征和力学特征，为矿山安全管理提供技术保障和决策，对防治矿山灾害和保障矿山安全生产具有重要的意义。 由于矿区特殊的地质条件，随着矿产资源采掘向超深

8、矿山进军，随之而来的是地应力的增大，使深部岩体结构和构造更加复杂，岩石力学性状、强度指标、变形特征、破坏特性均不同于浅部，矿床开采引发的重大事故可能会更加频繁。深部高应力下的地质灾害频发，如硬岩中的岩暴，软岩中的变形破坏、岩层移动等，严重的影响着矿山的安全生产，金川集团有限公司对矿山的安全生产极为重视，已经对部分矿区的井巷病害进行了监测，但由于场地条件恶劣，复杂多变，这就对监测技术有了特殊的要求。由于光纤质轻、径细、强抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温、信号衰减小、集信息感知与传输于一体的特点，以光纤为材料开发的光纤传感技术，解决了不少以往采用常规监测技术难以胜任的测量问题，即使在强磁场和具有爆炸性气

9、体等恶劣环境下，也能够进行高精确度、高速度和安全的远距离监测。由此可见，光纤传感技术因为其自身的优良属性，在井巷病害监测方面有其独有的优越性，能更好的为矿山安全生产服务。 因此，开展本项目的研究，应用先进的分布式光纤监测技术，实时动态地掌握井巷及采场的变形情况及地应力分布情况，及时提出经济合理的解决方案，以保证矿山的整体稳定，构造“以人为本”的和谐矿山，实现矿山可持续发展，为矿山安全提供科学依据，为后续采矿的顺利进行提供技术保障和决策，并为国内外矿山企业在进行安全管理时，提供参考。 四、系统功能 对竖井施工期和运营期的结构行为及影响进行监测和数据分析，随竖井的健康状况以及使用寿命进行评估，并判断竖井结构在设计基准