基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统及监测方法技术方案

本发明专利技术提出的基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统及监测方法，包括矿山及尾矿体周围卫星InSAR和无人机LiDAR数据、尾矿体上网格状分布的安全监测井、监测井套管外固定的三分量分布式声波传感光纤、分布式应变或位移传感光纤、分布式温度传感光纤、复合调制解调仪器。依托卫星InSAR和无人机LiDAR数据对采矿区和尾矿堆积体进行局部位移区域的实时位移调查，同时根据尾矿体上布设的安全监测井的井下套管外和尾矿体前端面埋置的网格状铠装监测光缆，实时监测尾矿体的温度、应变或形变、位移、微地震事件、地下水位的变化等参数，对可能发生尾矿体滑坡或溃坝的地段及时进行加固处理、发布预警信息，及时避免溃坝等地质灾害的发生。的发生。的发生。

【技术实现步骤摘要】
基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统及监测方法


[0001]本专利技术属于尾矿体安全监测及预警领域，具体涉及基于InSAR和分布式光纤传感技术的尾矿体安全监测系统及监测方法。

技术介绍

[0002]尾矿体或尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的、用以堆存金属非金属矿山矿石选别后排出的尾矿的场所，它是维持矿山正常生产的必要设施，也是金属非金属矿山的重大危险源，作为具有高势能的人造泥石流危险源，尾矿体或尾矿库一旦发生垮塌或溃坝事故，将会给下游人民的生命财产安全造成巨大损失，给周边环境造成严重污染。金属与非金属矿山是工业生产的高危行业，其事故发生起数和死亡人数在全国工业安全生产领域占较大的比重。我国尾矿体或尾矿库历史上曾发生过多起重特大事故，给人民生命财产安全造成了重大损失。
[0003]我国尾矿体或尾矿库数量多、分布广，许多尾矿体或尾矿库已运行了多年，库容量在逐渐减小，抵制自然灾害的能力不断下降，安全隐患日益增多。尾矿体或尾矿库的安全关系到其影响区域内人民生命财产及环境的安全，故而搞好尾矿体或尾矿库的安全监测意义重大。然而，许多尾矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统，其特征在于，包括矿山及尾矿体(1)周围的InSAR卫星(2)、尾矿体(1)上空的LiDAR无人机(3)、尾矿体(1)上网格状分布的安全监测井(4)、监测井套管外固定的铠装多参数监测光缆(5)、埋置在尾矿体(1)前端面的网格状铠装多参数监测光缆(5)，分布式光纤传感复合调制解调仪器(6)组成；所述铠装多参数监测光缆(5)由3根三分量分布式声波传感(DAS)光缆(51)、1根分布式应变传感(DSS)光缆(52)或分布式位移传感(DDS)光缆、2根分布式温度传感(DTS)多模光纤(53)组成，其中分布式声波传感(DAS)光缆(51)内设有3根高灵敏度单模光纤(56)，分布式应变传感(DSS)光缆(52)或分布式位移传感(DDS)光缆内设有1根高灵敏度单模光纤(56)；所述分布式光纤传感复合调制解调仪器(6)为多通道三分量分布式光纤声波传感、应变或位移传感、温度传感(DAS/DSS(DDS)/DTS)复合调制解调仪器；所述复合调制解调仪器(6)的两个DTS信号端口与铠装监测光缆(5)内的两根分布式温度传感(DTS)多模光纤(53)相连接，三个DAS信号端口与分布式声波传感(DAS)光缆(51)里的3根高灵敏度单模光纤(56)相连接，DSS或DDS信号输入端口与分布式应变传感(DSS)光缆(52)或分布式位移传感(DDS)光缆内的1根高灵敏度单模光纤(56)相连接。2.根据权利要求1所述的基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统，其特征在于，所述的2根分布式温度传感(DTS)多模光纤(53)放置在不锈钢细管内，其尾端熔接成U字型光纤连接段(54)，然后用U字形不锈钢管保护好熔接后的U字型光纤连接段(54)。3.根据权利要求1所述的基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统，其特征在于，所述的三分量分布式声波传感(DAS)光缆(51)内包含声波或地震波弹性体(55)，声波或地震波弹性体(55)上有固定有特种形态的3根高灵敏度单模光纤(56)，分布式声波传感(DAS)光缆(51)内的单模光纤(56)尾安装有消光器(57)。4.根据权利要求1所述的基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统，其特征在于，所述的分布式应变传感(DSS)光缆(52)或分布式位移传感(DDS)光缆内的高灵敏度单模光纤(56)外面紧密挤压有一层高强度复合材料层(58)，高强度复合材料层(58)外面有至少一层连续金属细管(59)对其进行紧包封装。5.根据权利要求1所述的基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统，其特征在于，所述的三分量分布式声波传感(DAS)光缆(51)、分布式应变传感(DSS)光缆(52)或分布式位移传感(DDS)光缆、2根分布式温度传感(DTS)多模光纤(53)和外层的铠装保护护套共同组成铠装多参数监测光缆(5)。6.根据权利要求1所述的基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统，其特征在于，所述复合调制解调仪器(6)连接有监测数据存储、处理和分析用的超级计算机工作站(7)。7.根据权利要求1到6任一项所述的基于InSAR和光纤传感技术的尾矿体安全监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)收集矿山及尾矿体(1)周围的InSAR卫星(2)的长周期InSAR地面形变数据，根据长周期InSAR地面时移形变数据，圈定尾矿体(1)上潜在的形变或位移风险区域并进行标记；(b)用搭载有LiDAR系统的LiDAR无人机(3)在步骤(a)圈定的尾矿体(1)上的潜在形变或位移风险区域上空定期飞行采集短周期高分辨率地面时移形变数据；(c)在尾矿体(1)上按照25米x 25米或50米x 50米的网格钻进一批尾矿体安全监测井
(4)到基岩层；(d)在所有的安全监测井(4)的套管外布设铠装监测光缆(5)，实时监测所有监测井(4)周围尾矿体(1)的温度、应变或形变、位移、微地震事件、地下水位的变化；(e)在尾矿体(1)前端面开挖25米x 25米或50米x 50米网格状浅沟布设铠装监测光缆(5)，随后在浅沟里灌注水泥浆，将铠装监测光缆(5)永久的固定在尾矿体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：余刚，张少华，苟量，许强，夏淑君，王熙明，安树杰，吴俊军，冉曾令，陈沅忠，张仁志，
申请(专利权)人：中油奥博成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：