东川河隧洞在线监测与预警系统研究

论文摘要

本文主要是针对东川河引水隧洞在线安全监测系统进行研究。目的在于建立一套完整的在线监测系统,实时、准确地掌握隧洞的状态信息,并以监测分析结果为依据指导矿山正常生产,使矿山生产决策科学化。本文的主要内容是结合东川河引水隧洞的实际情况设计在线安全监测系统,把目前最先进的光纤传感技术、光纤通讯技术和计算机网络技术系统的结合在一起,形成一套完善的光纤监测系统。与传统的工程安全监测系统相比提高了监测数据的精度和抗干扰能力；监测数据的传输方式也更加稳定、可靠、安全；同时,该监测系统在资源共享、可扩展性、稳定性、通用性和标准化等方面都具有较大优越性。由于东川河引水隧洞围岩构造复杂、稳定性极差,且距离露天采场较近,矿山的正常生产活动对隧洞的安全有一定的不利影响。因此系统使用多种监测手段,采用了大量的传感器。本文所设计的监测系统将多个数据源的不同种类数据进行数据融合,建立相应的数据融合模型,确定科学的数据处理与分析方法,以提高及时发现和处理隧洞病害的能力,对隧洞常见病害进行综合分析,为矿山的生产决策提供实时、准确的隧洞状态信息。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 矿区概况及地质情况
• 1.3 国内外隧洞在线安全监测研究现状
• 1.3.1 传感器的发展情况
• 1.3.2 监测项目的发展情况
• 1.3.3 监测方式的发展情况
• 1.4 本文研究的目的及主要内容
• 第2章 监测系统的构成
• 2.1 隧洞地质构造介绍
• 2.1.1 工程背景
• 2.1.2 自然地理
• 2.1.3 地形地貌
• 2.1.4 地质构造
• 2.1.5 地层岩性
• 2.1.6 水文地质
• 2.2 隧洞围岩地质分析
• 2.2.1 进口段围岩地质结论
• 2.2.2 出口段围岩地质结论
• 2.3 传感器的选择
• 2.3.1 差动电阻式传感器
• 2.3.2 振弦式传感器
• 2.3.3 光纤传感器
• 2.3.4 传感器的选择
• 2.4 监测断面的选择
• 2.4.1 监测内容的选取
• 2.4.2 监测断面的选择
• 第3章 数据采集、管理、分析系统
• 3.1 系统总体结构
• 3.1.1 系统网络结构
• 3.1.2 系统逻辑结构
• 3.1.3 系统层次结构
• 3.2 数据采集实现方案设计
• 3.2.1 主流通讯方案
• 3.2.2 采用通讯方案
• 3.3 数据模型设计
• 3.3.1 传感器类型信息表
• 3.3.2 传感器使用信息表
• 3.3.3 监测点信息表
• 3.3.4 传感器实时数据表
• 3.3.5 传感器历史数据表
• 3.3.6 报警方案表
• 3.3.7 报警计划表
• 3.3.8 报警信息表
• 3.3.9 调度值班信息表
• 3.4 系统功能设计
• 3.4.1 通讯服务端子系统
• 3.4.2 实时监测客户端子系统
• 3.4.3 查询分析子系统
• 3.5 系统运行平台选型
• 3.5.1 操作系统
• 3.5.2 数据库系统
• 3.5.3 开发工具
• 3.5.4 操作系统选择说明
• 3.6 系统主要技术指标
• 第4章 隧洞监测系统预警方法研究
• 4.1 预警方法
• 4.1.1 指标预警
• 4.1.2 突变预警
• 4.1.3 综合预警
• 4.1.4 设备故障报警
• 4.2 报警方式
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 创新点
• 5.2.1 光纤传感器的使用
• 5.2.2 数据融合模型的建立
• 5.3 隧洞安全监测系统存在的问题和不足
• 5.3.1 传感器耐久性问题
• 5.3.2 缺乏相关的设计标准问题
• 5.4 不足与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文