安全监测系统

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇安全监测系统范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

安全监测系统范文第1篇

1监测监控使用情况简介

1）监测情况简介。一号煤矿的安全监测系统采用天地（常州）自动化股份有限公司的KJ95N型煤矿综合监测系统，监测、显示瓦斯、风速、负压、一氧化碳、粉尘、温度、风门开关等环境参数，具有故障闭锁和报警、就地和异地超限断电、风电瓦斯闭锁。安全监测系统信号传输采用信号电缆和光纤相结合的传输方式。设备使用的是该公司生产的JFl6B型通用监控分站和与子匹配的瓦斯、风速、温度、粉尘、一氧化碳传感器。2）存在问题。一号煤矿采用监控分站安装在回风顺槽内，与回风流处传感器在同一位置，容易造成安全监测数据不稳定等故障，大致有以下几点：a.违反《安全规程》、AQ6201-2006和AQ1029-2007安全监测仪器使用管理条列；b.监测监控分站易受到回风顺槽潮湿空气的侵蚀，造成数据传输不稳；c.容易成传输“隐形”故障，维护维修不便；以上问题容易造成设备使用寿命减短，所以必须挪移我矿安装在回风顺槽的监控分站。

2安全监测系统设备技术点分析

1）主要设备技术参数。a.电源采用KDW65型本质安全型电源，本电源有三路18V直流本安电源输出，其中第1路与第2路可用于传感器供电，第3路用于KJF18B型通用监测监控分站供电。b.传感器主要参数如下：瓦斯传感器：工作电压：直流18V；工作电流：≥65mA；测量范围：0～4%；输出频率：200～1000Hz频率。风速传感器：工作电压：直流10～18V；工作电流：≥45～60mA；测量范围：0.4～15m/s；频率输出：200Hz～1000Hz。一氧化碳传感器：工作电压：直流18V；工作电流：≥100mA；测量范围：0～1000×10-6CO频率输出；200～1000Hz。粉尘传感器：工作电压直流18V；工作电流：≤300mA测量范围：0～1000mg/m3，频率输出：200～1000Hz。温度传感器：工作电压：直流8～18V；工作电流：≥30mA；测量范围：-5℃～+45℃；频率输出：200Hz～1000Hz。c.KJF18B型通用监测监控分站有两列信号输入端子，左列为模拟量输入，共8路信号输入，右列为8路开关量信号输入。2）频率信号分析。频率信号，通常是由于信号的带宽而起的作用。带宽是信号频谱的宽度，也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差。信道带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，也就是限定了一个频率通带。如果信号与信道带宽相同且频率范围一致，信号能不损失频率成分地通过信道；但频率信号不可以远距离传输，易受外界干扰，且如果采用完全独立的信道传输线缆重复敷设严重。可以看出传感器频率全部在200～1000Hz。即带宽相同，且最低频率基点相同，可以在同一信道上传输，即回风流处5台传感器的信号负极线缆可以复用，得出以下改造措施：a.同一基点（信号负极）可以采用同一根线缆；b.不同信道之间的区分可以由不同线缆与同一根线缆（同一基点）之间配合。传输配合图如下：由上图可以看出A为公共信号基点，B、C、D、E与A基点组合不同信号的配合线缆，所以AB之间配合是风速传感器信号，AD之间配合是瓦斯传感器信号等。

3实际应用

因为原先一号煤矿监控分站与传感器同时安装回风顺槽的10到15米的位置，所以在改造过程中分站如果搬迁，势必造成每台传感器与分站之间线缆延长，线缆重复敷设严重，综上所述材料的选择可以依照下列几点考虑。

3.1材料选用使用说明

1）首先采用MYJ3*2.5+1*2.5型信号电缆做为回风流处所有传感器电源线缆，其芯线分为“红”“黄”“蓝”“绿”。两两一组引接18V直流电源，共两组18V电源。2）信号线缆采用MHYVP1*7*7/0.52型的7芯信号电缆，其芯线分为“红”“白”“蓝”“绿”“黑”“黄”“紫”，将回风流处传感器信号负极公用1色“白”，其余颜色为各个传感器信号正，其中瓦斯信号正采用“红”，风速信号正采用“蓝”一氧化碳信号正采用“绿”温度信号正采用“黑”粉尘信号正采用“黄”紫色为备用信号芯线。

3.2接线工艺

1）MYJ3*2.5+1*2.5型信号电缆输入侧一段直接接入KDW65型本质安全型电源18V电源输出。共引出两路（“红”“黄”为单独1组18v，“蓝”“绿”为单独1组18v），线缆输出侧接入回风流处接线盒内。2）MHYVP1*7*7/0.52型信号电缆始段直接接入KJF18B型通用监测监控分站，将线缆“白”色全部接入监控分站左列端子的信号负极上。其余线缆按照如下连接：a.瓦斯信号正采用“红”；b.风速信号正采用“蓝”；c.一氧化碳信号正采用“绿”；d.温度信号正采用“黑”；e.粉尘信号正采用“黄”。依照色谱顺序，分别接入左列端子的第1路瓦斯，2路风速，3路一氧化碳、4路温度、5路粉尘每组端子排的信号正。而MHYVP1*7*7/0.52型信号电缆末端也接入回风流处接线盒内。

4结论

安全监测系统范文第2篇

关键词：配电站；安全监测；系统组成；技术参数；监测方法 文献标识码：A

中图分类号：TM72 文章编号：1009-2374（2016）35-0021-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.010

配电站的安全监测系统是电力系统的重要组成部分，专门用来监测10kV线路、高压电力设备、变压器、配电站内部温度、湿度等，便于让电力部门了解配电站的具体情况，并利用安全监测系统来保护电力系统安全。本文通过对配电站安全监测系统的组成结构分析，提出了一些配电站安全监测系统的监测方法，对配电站的安全监测工作有一定的帮助。

1 安全监测系统组成

1.1 10kV高压监测部分

高压监测部分主要是监测断路器、搭接头等易引起故障的位置，包括湿度监测、温度监测、烟雾监测等方面，主要设备有温度传感器、湿度传感器、通讯设备、信号接收设备等，通过传感器获得监测数据，将监测数据经过通讯设备传输到中心处理系统，中心处理系统经处理后将指令发送到信号接收设备。

1.2 0.4kV低压监测部分

低压部分可以直接为供电，所以对于低压部分的监测是十分重要的。一般情况下，低压部分相比高压部分的温度会更高，所以对于低压部分的温度监测就显得尤为重要。低压部分主要监测断路器、刀闸、电容器温度、外界温度、湿度等。

1.3 变压器监测部分

变压器是配电站的重要组成部分之一，其内部结构比较复杂，所以对于变压器的安全监测要格外关注。变压器部分的监测除了监测内部线路的电压电流以外，还需要关注油温的变化。油温可以在一定程度上反映出内部线圈的温度，再结合外界温度和变压器的散热装置，可以大概地算出变压器的温度。

2 安全监测实施方案

2.1 电气连接点的监测

2.1.1 监测点的选取。电气连接点的监测点选取断路器、隔离刀闸、电容器等位置。

2.1.2 监测系统安装方式。将传感器的绑带和金属线接触，如图1所示：

2.2 变压器的监测

2.2.1 监测点的选取。低压侧将军帽的套管接线端以及散热板的油温，如图2所示：

2.2.2 安装方式。

2.3 外界环境监测

2.3.1 温度、湿度与烟雾监测。配电站需要安装温度传感器、湿度传感器以及烟雾浓度报警系统，以全面掌握配电站的环境情况。

2.3.2 安装方式。温度传感器与湿度传感器的安装可以利用支架支撑将其安装在墙壁上，然后将支架固定好；烟雾浓度报警系统一般是安装在天花板上；渗水检测器一般是安装在容易发生渗水或积水的位置，如图4所示：

2.3.3 移动监测报警法。移动监测报警指的是通过将之前的图像与当前图像进行对比，如果差异过大则视为入侵行为。这种方法只有监测系统处于防御状态，而且开启了这项特殊功能时才可以使用。

2.3.4 监测方法。可以将红外扫描与移动监测报警法相结合，实现对监测区域的有效监测。

将红外扫描探测器安装在视野比较开阔的位置，摄像头朝向监测区域内，一旦有带热辐射的人体进入监测范围内，10秒之后自动开启移动监测系统，并发出报警信号。这样可以有效减少系统误判断，提高监测准确度。

2.4 配电箱的设置

传感器采集到的数据通过通讯装置传输到配电器的接收模块，然后配电器根据需求分配电能。配电箱通常是设置在配电室的墙壁上，由室内220V的正常电源供电。安装效果如图5所示：

2.5 巡检专用手机软件

该软件有三个主要组成部分：工作任务部分、数据采集部分以及用户资料部分，所有任务清单都是根据客户指定的要求发送到任务平台，然后由配电站工作人员分配任务，将巡检过后的结果统一发送到后台处理中心。

2.5.1 用户资料部分。用户资料部分是用户通过正确输入账号密码即可登陆软件。该部分会立即显示用户资料，包括姓名、岗位职责、所属部门等。

2.5.2 工作任务部分。工作任务部分是指用户所接到的工作任务，并将工作任务的完成程度进行分类，分成“已完成任务”“未完成任务”以及包含两者的“全部”三大块。根据工作任务部分的情况可合理安排用户的工作进度和任务完成顺序，有效提高用户的工作效率。

2.5.3 数据采集部分。利用热成像技术对巡检现场的情况进行数据采集、储存，并通过设置调整数据信息的显示方式。

2.6 热成像技术

将热成像技术应用于配电站巡检当中，出现了小型化的红外热成像模块。这种模块占用空间比较少，而且能量消耗也比较低，便于移动。只需要将该模块通过数据线与手机连接在一起，就可以形成一个热成像装置，再结合手机专用的巡检软件，可以有效提高巡检效率，降低巡检人员的工作量。

当前市场上也出现过专业的手持热成像仪，但是手持热成像仪占用的空间比较大，所以移动起来也不太方便，使得巡检人员巡检效率降低。而新型热成像模块可以与手机连接在一起，只需要携带手机和模块以及数据线就可以完成热成像巡检工作，方便快捷，如图6所示：

3 后台处理系统

3.1 后台处理系统的组成

后台处理系统位于中心控制室内，里面包含了整个配电站运行系统的监测数据，利用这些监测数据就可以对配电站每个部分的运行情况进行分析、处理。

温度监测系统可以显示每个监测部位的实时温度数据，并可制作成温度曲线、报表等，具有很好的开放性；数据库内数据储存量十分庞大，可以再次对数据库进行开发。从温度监测系统的界面上可以观察到每个监测点所在的详细位置，并清楚地反映了各个监测点的温度变化状态。

温度监测报表可以将采集到的温度数据进行整理，自动生成报表，便于温度数据的储存以及历史记录的

查询。

温度曲线图则可以将各个监测点温度变化趋势直观地表示出来，使得监测人员对配电站各部位的温度变化情况有整体的把握，便于工作人员进行温度调整工作。

3.2 间接测温故障诊断技术

间接测温点所测得的温度会受到许多因素的影响，比如电路的回路发热功率、测温触头处电阻的热量、外界的温度、电柜的散热等。将间接测温点的温度变化与这些影响因素的变化规律进行比较研究，利用这种变化规律可以对设备的故障进行诊断。因为在设备正常运转状态下，各项参数变化都是很稳定、很规律的，所以温度变化也会相对稳定，如果温度变化规律出现了异常，那么就说明设备某一部分出现了故障。这个变化规律可以通过计算机模型的方式得到。将设备温度场分布情况模拟出来，最后得到各监测点温度升高参数。

故障诊断软件还包括其他部分：通讯部分、数据分析部分、报警部分、故障诊断部分、短信通知部分、系统管理部分、日志记录部分、用户授权部分、安全管理部分、服务中心部分等。

3.3 后台处理系统功能

（1）对配电站内部各项设备、露天电力设备以及设备环境等进行24小时实时监测；（2）对于各电气设备的接地设施的温度进行实时监测；（3）利用网络技术实现安全监测系统当中各计算机之间的正常通信；（4）自动在工作任务平台上定时发送工作任务，由巡检人员接受并完成以后，及时检查巡检结果；（5）利用通信系统将采集到的数据储存到计算机的总数据库内，以便于后期的数据分析和处理；（6）可将各个时间段的监测点温度数据调出，制作成温度曲线，通过比较各时间段温度曲线的变化，分析该时间段内设备的运行情况；（7）当监测点的温度超过预定上限、温度上升的速度超过预定最快上升速度时，立即开启自动报警功能，并以短信的方式通知负责该监测点所在区域的负责人，及时进行处理；（8）所采集到的温度数据储存到数据库内，可随时查询历史记录；（9）通过比较温度上升参数进行设备的故障诊断；（10）数据报表的生成打印；（11）用户权限管理分级，一共可分为三级。

4 系统技术参数设置

4.1 后台处理系统技术参数

（1）监测点数量的选择：一般是选择512个监测点，如果需要更多，可以设置1024个监测点；（2）系统可靠度参数：遥测不合格率要控制在0.01%以下；（3）系统实时性参数：遥测超越限度和遥信传送之间的时间不能超过5秒，所测数据的刷新时间也不能超过5秒；（4）系统画面的刷新时间也要控制在5秒以内；（5）储存到数据库内的数据信息至少要能保存一年以上。

4.2 数据采集设备技术参数

4.2.1 温度传感器技术参数。（1）准确度：测量误差控制在1℃以内；（2）最小分度值：0.1℃；（3）每次传输数据的间隔一般设置为4分钟；（4）测温范围：0℃～125℃。

4.2.2 电流传感器技术参数。（1）额定工作电压：小于35kV；（2）额定电流：10～1500A不等；（3）温度范围：40℃～110℃；（4）测温准确度：2℃以内。

4.2.3 热成像技术参数。（1）保证测温效果的最佳距离：5m以内；（2）热灵敏度控制：50mK以内。

5 结语

配电站正常运行直接关系到住户的正常用电，所以其安全控制必不可少。通过对配电站安全监测系统的研究，采取合适的监测设备安装办法，正确选取监测点，对配电站实行实时监测。同时将专业巡检软件应用到巡检当中，使人工巡检与设备监测相结合，提高监测的准确度。利用后台处理系统将所测得的数据收集整理入数据库，并制作成报表和曲线图，便于监测人员对设备运行情况的分析，及时处理故障，使安全监测系统发挥应有的作用。

参考文献

[1] 何芸.配电站安全监控技术应用研究[J].通信电源技术，2011，28（5）.

[2] 丁平，张晓光，蒋恒深，仝维仁，石晓妹.井下变电所及配电站在线监测监控系统的设计[J].矿山机械，2010，38（10）.

[3] 杨平，张建.基于VB和ARM的配电站信息显示与故障监控系统[J].煤矿机械，2014，35（8）.

安全监测系统范文第3篇

[关键词]煤矿 瓦斯监测 安全运行 分析

中图分类号：O50 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0367-01

一、电磁兼容性能

目前使用的监控系统普遍存在着假数干扰问题，尽管有些矿井使用了光纤传输，依旧没有解决冒大数的顽疾，传感器信号向分站传输大都采用200-1000Hz频率制式，分站采用脉冲计数方式工作，抗干扰防卫能力很差，极容易在此环节上引入干扰，现场的干扰源有以下3个来源：

1、煤矿井下特殊狭小的现场环境，传感器连线与动力电缆很难分开铺设，有些地方干脆就是挂在同一个电缆挂钩上，大型电器设备启动和停止时会释放出极其强烈的电磁脉冲辐射，强干扰脉冲能在瞬间完全淹没传感器信号，结果就造成了“冒大数”现象。

2、遇有线路接触不良，譬如接线盒压线螺栓松动，传感器接插件氧化、连接电缆接头氧化等等，就会造连接虚抖，致使规整的矩形脉冲被“切割”成许多杂散尖脉冲信号，结果造成大数假象。

3、井下变频设备工作时会释放强烈的电磁干扰，严重污染电源环境，干扰信号通过电源线路窜入分站，轻则造成假数干扰，严重会阻塞分站通信，甚至造成分站CPU频繁死机。 井下分站和地面计算机无法识别这些比常规信号还强烈的干扰，分站将这些干扰信号作为数据处理，就造成了难以克服的“大数干扰”，干扰问题普遍存在于目前使用的各种系统中，根据对神华宁夏煤业集团所属14个矿井进行调研，大多存在误报警，且次数频繁，极大损害了监控设备的可信度。为了克服脉冲干扰，许多系统都采用软件干扰滤除方法，即把传感器多次采集结果进行比较，经过多个采集周期后才能确认超限信息的“有效性”，为了加强滤除干扰能力，需要反复进行多次过滤，结果带来的是系统反应迟钝，断电闭锁动作缓慢，使真实超限的数据迟迟不能正确反映上来，无法达到煤矿安全监控标准30秒的最低要求。

二、分站后备电电源

目前分站中使用的后备电源，大都是铅酸免维护电池，电池放电完毕，一定要立即充电，否则电池机板将很快硫化损坏！使用中的后备电源，每次完全放电后，要经过48小时充电方能全部充满，每天都发生交流电停电的场合，电池将长期处于过放电状态，不能保证后备时间且极易损坏电池极板。

下面是几项蓄电池损坏的实例：

（1）井下工作面设备搬迁时，往往生产部门首先切断工作面电源，然后才逐步拆卸设备，带有后备电源的分站，在交流电停止那一刻开始，已经开始消耗后备电池中的电能，直到电池放光为止。如果这台设备不能迅速搬移到新工作地点，并且连接好电源将电池及时充电，那么这台分站中的电池组注定就报废了。用户要避免这种在不知不觉中损坏设备的习惯行为，一定要在拆装设备之前，用遥控器关闭分站电源。

（2）有些矿井工作面每天都要停电，注意：只要发生一次停电后没有及时恢复，电池就将全部放光储存的电能，恢复供电后充电不足24小时接着再次放光，这样长期处于欠充电的电池将很快损坏。

在进行后备电源容量的测试之前，一定要保证48小时的全充电（二天二夜），如果仅仅充电八小时就开始放电，电池组只能充到1/3不到的容量，将远远达不到全容量的指标！使用中要避免后备电池长期处于过度放电状态，仪器一旦过度放电后没有及时充电，会造成电池永久性损坏。建议为分站提供双电源或专用供电线路，保障系统电源的可靠性。

（3）仓储中的分站没有连接交流电源，不要轻易启动设备运行，一旦后备电源被启动，就将一直放电到电池终了，储存的环境得不到及时充电，电池将很快损坏。库存的分站要定期半年充电一次，升井检修的仪器，一定要充足电后再储藏，避免损坏电池。

三、系统防雷的若干问题（能改成井下的实际情况不）

除了大气放电造成的强电磁干扰外，还有一种来自矿井内部动力电源故障浪涌电流造成的破坏， 后者的破坏力往往远高于雷电的损坏力，特别在动力电源设备发生击穿短路、电缆短路放炮、电缆弧光短路等情况时，动力电源的相间会发生严重的不平衡。击穿点对地短路，造成很高的跨步电压（不同位置的两点大地电位差），能造成井下现场接地点与地面机房接地点很高的电位差。信号传输线跨接在这个高电位差的两地之间，与仪器之间形成放电回路，能在很短的时间内烧焦电路板，并使其碳化击穿，会破坏整个网络。用户往往在没有发生雷雨的季节也发生了击穿损坏，这就是动力电源浪涌造成的破坏。

（1）主通讯线采用光缆传输，因光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料，不易被腐蚀，而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受人为释放的电磁干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆，这一点对于强电领域（如电力传输线路和电气化铁道）的通信系统特别有利。

（2）有条件的话地面线路可以考虑采取埋地走线方案，穿入钢管作防护外皮埋入地下能取得良好防雷性能。

（3）如果实在没有条件使用屏蔽电缆，把四芯电缆中的二根剩余芯线，在井上井下分别良好接地，也可有效吸收感应能量获得明显的保护作用。

（4）传输线终端的井上下分别加装避雷器，不可以只安装地面，忽略井下。安装线路避雷器，可以得到很好的保护效果，千万不要拆掉避雷器运行系统。

（5）避雷器的保险管被击断后，要换上相同容量的备用保险管，当地购买不到相同规格保险管尽快与厂家联系，切不可以用大容量的代换，一般不要用大于500毫安的保险管，绝对不要用导线替代融丝。现场对损坏的保险管可以自己焊接，可以找来0.08到0.1漆包线替代熔丝焊接在玻璃管中。

（6）信号传输线不要同动力电缆挂在同一侧邦上，更不要挂在同一个电缆钩子上，否则动力电缆发生瞬间短路的浪涌电流会在传输线上感应出数千伏电压，能量非常强大。

（7）避雷器的接地线要良好接地，特别是安装在井下的避雷器尤其重要。

（8）雷电大作时，特别在机房附近落雷时，建议关闭地面主计算机，然后拔下主机和接口的电源插头，接有局域网的也要拔下网线插头，这样可以有效的保护计算机不被雷电击毁，但不能保护井下设备，只停电不拔下插头，主机照样容易被雷击毁。

（9）计算机外壳接地不能改善防雷性能，恰恰相反，机器外壳悬空能有效阻断放电通路，更有利于防雷。建议电脑插座中的保护接地不要连接大地（品字形插座中间的插孔），但要保证外置接口的外壳和电脑的外壳地连接在一起就可以（插在同一电源插座上，或用导线将二个插座的“保护地”连在一起），千万不可以只有一台接地而另一台外壳悬空（指通信接口和电脑的外壳）。

（10）在使用多个电源插座时，尤其是采用双回路电源供电的机房，千万要将几个电源插座中的保安接地相互牢靠连在一起。以保证电脑及接口的外壳“同电位”，否则电源浪涌和雷电极易损坏你的串行接口！千万不可以轻视此问题，即使不采用双回路供电，也是一样的危险，现场已经发现多起类似严重的事故。

四、总结

煤矿瓦斯监测系统目前虽然存在着一定的问题，但从各矿实际出发查找系统存在的不足，着实解决安全隐患 ，是保障系统安全稳定运行的基础。同时系统的稳定运行也离不开专业的技术支持，煤矿安全监测维护人员应加强计算机技术、电子技术、供电与安全等方面的学习，从而助推瓦斯监测系统长期安全可靠运行。

参考文献

[1] 李树刚，等.安全监测监控技术[M].西安：中国矿业大学出版社，2008.

[2] 娄明波.煤矿安全监控系统现状与发展的前景[J].化工之友，2007（07）：62-64.

安全监测系统范文第4篇

关键词：滑坡高边坡监测系统原理应用

1引言

滑坡是岩土工程界常见的一种地质病害，经常破坏路基，中断交通，影响公路的畅通和正常的运输与安全。大规模的滑坡病害，甚至可摧毁公路、破坏厂矿、掩埋村庄、甚至堵塞河道，造成严重的破坏后果和灾害损失，具有性质复杂、规模相对较大、灾害后果严重等特点。国内外开展对滑坡的研究工作较多，包括滑坡机理研究、滑坡防治措施以及滑坡监测等。

目前工程界对滑坡监测多采用位移变形法，即地表位移变形和深部位移变形监测法，包括全站仪法、倾斜盘法、钻孔测斜仪法、GPRS无线远程监控法等。但是，综合目前滑坡监测技术，其最大的缺陷就是仅局限于坡体岩土体的变形监测，而忽略坡体内的应力变化，因此对于前期已实施治理工程的滑坡稳定性分析及补强措施方面缺少必要的基础资料。鉴于我国近年基础建设工程快速发展、大量滑坡治理工程处于运营阶段的状况，本文阐述了位移应力相结合的新型滑坡及高边坡安全监测系统的原理及工程实践应用。

2 滑坡及高边坡的变形模式

滑坡及高边坡的变形破坏是一个比较复杂的过程，一般经历蠕滑、加速变形、变形相对减缓、破坏变形等阶段。通常根据滑坡及高边坡的破坏规模划分为浅表层变形、局部滑塌变形和深层整体变形。

2.1 浅表层变形

浅表层变形是指发生变形的岩土体处于坡体的表层或表面厚度较小部分，一般破坏规模较小。常见的破坏形态有：表层滑塌或溜坍，浅层滑坡等。发生浅表层变形的原因主要有以下几个方面：

⑴浅表层坡残积或全风化土层覆盖在强度较高的岩层上，岩层倾向边坡临空面造成上覆土层失稳或土层自身抗剪强度较低而失稳。

⑵受人工开挖或爆破等工程活动影响，坡体浅表层岩土体抗滑力降低，引起浅表层岩土体下滑变形。

⑶受自然界降雨、地震等不利因素作用，坡体浅表层岩土体物理力学指标降低或外界不利荷载作用下，引起稳定性降低而失稳。

2.2 局部滑塌变形

局部滑塌变形是指坡体局部岩土体发生呈现一定规律的变形破坏，其变形范围一般较小，但变形底面具有较明显的特征，如土体中呈圆弧或近圆弧状，岩层中沿结构面或层面变形等。局部滑塌变形厚度一般比浅表层变形要厚，其破坏规模也较大。发生局部滑塌变形的原因可归纳为以下几个方面：

⑴坡体岩体或风化成土体的原岩局部范围不利构造面发育，引起该部分岩土体沿不利结构面失稳。

⑵处于坡体应力集中或高应力区域的岩土体，当其内部应力达到不平衡状态时，易引发该部分岩土体失稳。

⑶受地形或其它因素限制，容易受外界不利因素频繁作用的区域，例如沟槽地带或边坡两侧区域等，因不利因素降低该部分岩土体的物理力学指标而失稳。

⑷因人工工程活动等改变原坡体岩土体的平衡状态，使局部岩土体因减小支撑抗力而失去平衡，产生滑塌变形。

2.3整体变形

整体变形是指滑坡或高边坡主体沿一定的软弱面(或软弱带)整体地向下滑动并以水平运动为主的变形破坏，其变形范围较大、深度较厚，变形体具有较强特征，底部滑动面按一定规律分布，土体中呈圆弧或近圆弧状，岩层中沿软弱结构面或层面呈连续或台阶式变形；表观形态有滑坡周界裂缝、滑坡出口、后缘陡坎等特征。整体变形一般性质复杂、规模较大、破坏后果严重。滑坡或高边坡发生整体变形的原因较多，主要有以下几个方面：

⑴坡体地层岩性具有上部强度低、底部强度高且透水性较差的特点，两者之间弹性模量差异较大，在一定的条件下诱发坡体沿着分界面整体变形。

⑵构成坡体的岩土体在地质构造上发育有断层破碎带、褶曲、顺倾单斜岩层及错落等不良地质结构，当坡体岩土体应力达到不平衡时，从而沿着上述不良地质结构发生整体变形。

⑶外界各种不利因素，例如大气降雨、地震等，降低坡体岩土体物理力学指标或改变岩土体应力平衡状态，诱发坡体整体变形。

⑷因人工工程活动等改变原坡体岩土体的平衡状态，尤其是坡体下部大量开挖，降低原坡体的抗滑支撑力，导致坡体整体变形。

⑸已实施的支挡或加固工程在运营期间受各种因素影响，有效荷载降低，破坏原有应力平衡状态，诱发坡体整体变形。

3 安全监测的原理

根据上述滑坡及高边坡变形模式及其机理的分析，实施全面有效的安全监测系统，对于有效预报坡体变形、提前实施治理或避让措施、减小破坏灾害损失具有重要的作用。为此，采用位移与应力综合监测系统不但能反应坡体的变形情况，而且通过应力能进一步了解坡体岩土体的应力状况。

3.1 深部位移监测原理

深部位移监测通常采用钻孔测斜仪进行监测，其工作原理是：在岩土体中施工钻孔、安装测斜管，当岩土体产生变形时，通过测量测斜管轴线与铅垂线之间夹角变化量，来监测土、岩石的侧向位移，如图1所示。

带有导向滑轮的倾斜仪在测斜管中按倾斜仪标距 逐段测出测斜管与铅垂线夹角 ，分别求出不同高程处水平位移 ，即

(1)

由测斜管底部测点开始逐段累加，可得任一高程处的实际水平位移 ，即

（2）

式中： 为测量段的水平位移； 为测量点的分段长度，即仪器标距； 为测量段测斜管与铅垂线的夹角； 为自孔底开始第 个测点的水平位移。

图1钻孔测斜仪工作原理图

根据不同高程测试的岩土移，绘制水平位移 ～深度曲线，即可掌握坡体岩土体的深部位移情况。

3.2 应力监测原理

当坡体发生变形时，作用于坡体内的支挡或锚固工程将限制该变形趋势，于是在其内部产生附加应力，该附加应力就是其应力变化量。目前工程界多采用振弦式传感器来测试该应 力变化量，支挡结构的应力监测采用应力或应变计，锚固工程应力监测则直接采用测力计。

振弦式传感器的工作原理为：根据弹性体振动理论，一根金属弦在一定的拉应力作用下，具有一定的自振频率，当其内部的应力变化时，它的自振频率也随之变化，金属丝振动频率与张力的平方根成正比。钢线的振动频率与其张力之间的关系为

（3）

式中，为钢弦的自振频率；为钢弦的长度；为单位长度钢弦的质量； 为钢弦的张力。

由于传感器钢线的长度和单位长度的质量为常量，通过测试传感器的振动频率按标定曲线即可计算出作用于其上的荷载。

3.3地表变形监测原理

地表变形监测包括地表裂缝监测和地表位移监测，分别采用游标卡尺或全站仪进行监测。由于坡体变形自软弱滑动面开始，逐步向地表发展，当位移变形达到一定界限时，变形岩土体与周围稳定岩土体之间将克服内部粘聚力而出现裂缝。因此，在地表设置观测桩，或者沿着垂直裂缝方向布置标志点，采用全站仪监测观测桩的坐标或采用游标卡尺量测裂缝两侧标志点的间距，可以对坡体地表位移进行监测。

4 安全监测技术的实践应用

4.1 工程概况

福建省某高速公路穿过一大型古滑坡，该古滑坡地处低山丘陵地貌、冲洪积沟谷，自然山坡较陡，坡度约40°，坡体中部斜坡坡度较缓，坡度约15～25°。地层岩性上部为第四系崩坡积块碎石土、粉质粘土，下部为三叠系砂土状强风化砂岩、弱风化砂岩组成。场区内岩层风化层较为深厚，岩层产状较为紊乱，倾角变化较大。发育两条断层构造，分别从从坡体后部和右侧穿过，断层附近贯通构造结构面和劈理带发育，岩层破碎。地下水发育，主要为坡残积风化层孔隙水和基岩孔隙、裂隙水，水量丰富。

施工期间本滑坡治理方案为：一级坡率1：0.5，设置C15片石混凝土挡墙；二级1：1.5，中部设置一排抗滑桩，两侧设置预应力锚索框架；三级1：1.75，中部设置一排抗滑桩，两侧设置预应力锚索框架；四～六级坡率1：2.0，采用拱形骨架植草防护，每级坡高设置为8m。

4.2 监测系统设置方案

该滑坡在施工期间一直发生蠕动变形，为了掌握滑坡的变形发展状况，保证施工及运营安全，对该滑坡体采用综合安全监测系统，具体布置方案如下：

1、深部位移监测

选择4个控制断面，分别在每个断面的坡顶以上10～20m以及坡体中上部、下部各布置3～4个监测孔，形成深部位移监测网。

2、应力监测

对应上述4个深部位移控制监测断面，在该断面或附近的抗滑桩内埋设钢筋计、预应力锚索上安装测力计，对支挡或锚固工程结构进行应力监测。

3、地表位移及裂缝监测

在上述4个断面及断面中间的各级平台上设置标志桩，并在滑坡后缘裂缝两侧埋设观测桩；当地表出现裂缝时，选择具有特征的裂缝进行布置观测点。

4.3监测结果

该滑坡体于2008年底竣工，运营期间一直处于调整期，但在2010年5月暴雨季节，发生较大变形，深部位移监测数据对该变形进行了详尽记录，应力监测也如实反应了锚固工程的荷载变化情况，尤其在暴雨期内当滑坡加速变形时，部分深部位移监测孔因位移过大遭到破坏，及时启动地表位移和裂缝监测，使位移监测数据保持连贯性，综合监测数据对滑坡稳定性状提供了科学精准的判断。根据监测资料，有关单位及时提出预警意见，并对既有支挡及锚固工程进行有效评估，然后采取有针对性的加固补强措施，最终滑坡趋于稳定，避免了重大安全事故的发生。各项监测典型曲线见图2～图4。

图2深部位移典型位移曲线图

图3锚固荷载变化典型曲线

图4地表位移监测典型曲线

5 结论

⑴滑坡及高边坡位移应力综合监测系统不但能有效监测坡移变形情况，而且结合应力监测能对既有工程进行有效评估，具有重要的安全和经济价值。

⑵当坡体变形较小时，主要通过深部位移对坡移进行监测；当坡体变形较大时，容易破坏深部位移监测孔，应及时进行地表位移和裂缝监测，以保持监测工作的连续性，掌握坡体变形情况，避免安全事故发生。

安全监测系统范文第5篇

［关键词］ 大坝安全监测； 设备； 选型

1工程概况

新立城水库位于吉林省伊通河中上游，距长春市区16km，控制流域面积1 970平方公里，总库容5．92亿立方米，是一座以防洪、供水为主的大型水库。水库按百年一遇洪水设计，按可能最大洪水校核。枢纽工程包括大坝、输水洞和溢洪道等主要建筑物。

2大坝渗流监测系统建设必要性

虽然新立城水库大坝现有安全监测设施对揭示水库存在的问题和保证大坝安全运行发挥了重要作用，但监测项目设置仍存在不足，不能适应新立城水库工程管理技术进步的要求；本次除险加固后，原设渗流监测设施无法全部保留，也不满足《土石坝安全监测技术规范》（sl60—1994）的要求，主要表现为：

（1） 大坝坝基坝体渗流监测虽已建立包括输水洞渗漏监测在内的6个监测断面，但监测仪器的布设基于当时大坝渗流状态，一是坝基高喷灌浆施工势必导致坝顶及上游监测设施损坏，二是原监测仪器布置难以满足建立灌浆体后的渗流监测要求。在灌浆体有效作用下，坝轴线下游布设的监测仪器尤其是坝体渗流监测仪器可能处于非有效工作状态，应针对大坝新的防渗体系布设和完善渗流监测测点。

（2） 在目前条件下减压井能起到一定的排水减压作用，但灌浆体建立后，减压井功效将发生根本的改变，应视具体情况更新监测方案。渗流量监测将以总堰为主进行监测。

3渗流监测系统技术方案设计

3．1渗流监测断面及测点设计

大坝除险加固主体工程为坝基高喷灌浆，其主旨为根治大坝坝基渗透隐患。对于灌浆完工后的防渗效果以及大坝渗流场的变化情况，均需要有针对性地在特定的位置安装监测设施，对其工程效果进行监测。

本次渗流监测设计充分考虑坝基地质情况及此次除险加固工程的工程内容，并结合原渗流监测系统的布置及系统运行成果，共布设14个监测断面，分别为0＋405、0＋605、0＋805、1＋005、1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005、2＋201、2＋401、2＋525。下面以几个典型断面为例阐述一下监测系统的布点原则。

（1） 0＋405断面。大坝0＋000~0＋400桩号处于坝址河道岸坡段，此坝段渗流隐患属于次要部位，建坝时未清至坝基风化岩石，基础仍为强透水层。尽管库区天然及淤积覆盖深厚，但了解坝基灌浆效果还是必要的。因此，此断面仅在灌浆断面前后各布置一个测点，监测其灌浆效果。

（2） 1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005断面。大坝1＋200~2＋200桩号处于坝址河床段，坝高超过15米。此坝段是大坝变形较大的坝段，也是坝基渗透隐患严重的坝段，应予以重点监测。因此，在1＋205、1＋405、1＋591、1＋805、1＋911、2＋005桩号各布置一个监测断面。其中，1＋405和2＋005断面布置及监测目的与0＋405断面相同；1＋205断面布置3条监测垂线，分别位于灌浆断面前、后及下游马道，每条垂线坝基坝体各布置一个测点，监测高压灌浆在坝基坝体防渗效果、坝基渗流压力分布和坝体浸润线。1＋591断面布置4条监测垂线，灌浆断面前、后各一个钻孔，每孔坝基坝体各设一个测点，监测高压灌浆效果，每条垂线坝基坝体各布置一个测点，监测灌浆在坝基坝体防渗效果、坝基渗流压力分布和坝体浸润线。下游马道和坝脚下游的两条垂线均沿用原渗流监测系统测点，监测坝基渗流压力分布和坝体浸润线；1＋805断面布置4条监测垂线，灌浆断面前、后布置与1＋591断面布置和监测目的相同，下游马道垂线上布置一个坝体测点，监测坝体浸润线，下游坝脚外坝基布置一个测点，与灌浆断面前、后坝基测点形成坝基监测断面，监测本断面坝基渗流压力分布情况；1＋911断面灌浆断面前坝基设一个测点，下游马道和坝脚下游的两条垂线均沿用原渗流监测系统测点，本断面3测点均为坝基测点，旨在监测灌浆在坝基的防渗效果。

（3） 2＋201、2＋401、2＋525断面。大坝2＋200~2＋600桩号为坝址主河槽段，亦即最大坝高段，是大坝渗流监测的重点坝段。为此，在2＋201、2＋401、2＋525断面各布置一个完整监测断面，监测坝基坝体渗流压力状态。其中2＋201、2＋401断面基于原渗流断面布置，并尽量利用原系统有效测点。

上述渗流监测断面及布设渗流测点构成大坝渗流监测体系，基于其监测成果，对大坝坝基、坝体渗流压力平面分布状态进行总体评价。

3．2大坝渗流监测系统仪器选型

大坝渗流安全监测和管理自动化系统，采用分布式自动化数据采集系统，各断面测点渗流监测数据传入从站的mcu，从站mcu数据无线传输到设在水库管理局工程管理处总控制室控制主站。

3．2．1仪器选型原则

掌握仪器的使用条件，了解其应用历史，包括仪器应用历史、正常使用年限、使用环境、故障率、准确度、精度等；考察生产厂家的生产能力，售后保证条件；足够的可靠性、耐久性及满足工程需要的使用精度要求；必须根据工程性态的预测结果、物理量的变化范围、使用条件、使用年限及性价比确定仪器类型、型号、量程及精度等级等。

3．2．2渗流压力监测仪器

渗流压力监测仪器品种和类型较多，有振弦式、差动电阻式、电阻应变片式以及电感式、气动式等类型，国内外生产厂家知名的就有20余家。各孔隙水压力计的性能指标和稳定性各有特点，通过性能价格比的综合比较，新立城水库大坝渗流监测所用孔隙水压力计选用美国geokon公司生产的振弦式4500系列孔隙水压力计。该类传感器全部采用受温度影响最小的不锈钢元件制造，振弦元件设在焊接成的真空密封腔内，钢弦的两端采用特殊锻压工艺技术固定，标准透水石是用带50微米小孔的不锈钢制成，从而保证了产品的高稳定性和微型化，具有坚固耐用、外形尺寸小、安装简便、测值稳定可靠、精度和分辨率高等特点，因而在国内许多大型水利工程中得到应用，如二滩水电站、三峡水利枢纽、丹江口水电站、葛洲坝枢纽、官厅水库、黄碧庄水库、潘家口水利枢纽、万家寨引黄入晋工程、丰满水电站等近百个水利工程的安全监测，取得了较好的监测效果。

3．3测控单元（mcu）选型

3．3．1选型原则

大坝安全监测自动化系统起步于20世纪80年代，在90年代得到较大的发展，国内外均有成熟的产品问世并在实际应用中日臻完善。考虑到进口产品虽在性能上具有较大的优势，但其价位高、维护不及时且对操作管理人员要求高（英文操作软件），建议大坝测控单元选用国内产品。

3．3．2本系统建议mcu选型

依据新立城水库大坝渗流监测系统工程的特点以及系统建设先进性的要求，数据采集单元（mcu），选用基康仪器（北京）有限公司生产的测量控制单元bgk－micro－40mcu。