一種尾礦庫幹灘參數監測系統及方法

2023-09-17 11:36:15 5

一種尾礦庫幹灘參數監測系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種尾礦庫幹灘參數監測系統及方法，包括設置在幹灘壩體頂部的平行設置的多個雷射測距儀、第一通信模塊、設置在尾礦庫庫區水面上的超聲波液位計、第二通信模塊及上位機；所述雷射測距儀通過第一通信模塊與上位機進行通信，所述超聲波液位計通過第二通信模塊與上位機進行通信；在幹灘上任意選取多個幹灘監測點，每個幹灘監測點由一個雷射測距儀監測；利用所述系統對幹灘進行監測，利用事先採集的數據和實時採集的數據建立和實時修正幹灘水面分界線模型，獲得了實時的幹灘的面積，提高了幹灘測量的實時性與準確性，為預警提供了準確的信息，避免了安全隱患。
【專利說明】一種尾礦庫幹灘參數監測系統及方法【技術領域】[0001]本發明屬於土木工程安全監測領域，涉及一種尾礦庫幹灘參數監測系統及方法。【背景技術】
[0002]尾礦庫壩體前幹灘的測量是尾礦庫安全監測中非常重要的環節，幹灘的主要參數包括幹灘長度、幹灘面積和幹灘水面分界線，這些參數隨著外部因素變化而變化，這些外部因素包括尾礦礦砂的注入、尾礦中水量的變化、雨水陽光等會引起幹灘的變化，導致尾礦會出現一定程度的危險，幹灘的這些參數直接決定了壩體的穩定程度，幹灘監測和維護不到位會導致壩體失穩乃至潰壩。因此需要在重點區域和特殊位置進行相應的監測，實時測量幹灘長度、幹灘面積和幹灘水面分界線，作為維護保養的依據。目前尾礦庫幹灘的監測系統和方法主要著重於其長度的測量，而缺乏幹灘全局的參數測量，且長度測量大都採用單一傳感器測量，很難實現全天候全方位的實時測量，無法及時提供警報信息。

【發明內容】

[0003]本發明針對上述【背景技術】中存在的尾礦庫幹灘監測參數單一、測量不及時的問題，提供了一種尾礦庫幹灘參數監測系統及方法。
[0004]一種尾礦庫幹灘參數監測系統，包括設置在幹灘壩體頂部的平行設置的多個雷射測距儀、第一通信模塊、設置在尾礦庫庫區水面上的超聲波液位計、第二通信模塊及上位機；
[0005]所述雷射測距儀通過第一通信模塊與上位機進行通信，所述超聲波液位計通過第二通信模塊與上位機進行通信；
[0006]在幹灘上任意選取多個幹灘監測點D，每個幹灘監測點D由一個雷射測距儀監測；多個幹灘監測點D分別位於多個雷射測距儀所在的豎直平面內；
[0007]所述雷射測距儀用於測量幹灘監測點與雷射測距儀之間的距離。
[0008]雷射測距儀與垂直平面的夾角使用傾角儀事先測定。
[0009]所述第一通信模塊和第二通信模塊為無線通信模塊，採用GPRS通信、短波數傳、Zigbee、CDMA或無線區域網。
[0010]一種尾礦庫幹灘參數監測方法，採用所述的尾礦庫幹灘參數監測系統，監測過程如下:
[0011]步驟1:通過全站儀測量得到的尾礦庫幹灘中多個幹灘剖面上監測點的橫坐標、縱坐標以及灘頂高程；
[0012]所述監測點的橫坐標是指測量監測點的雷射測距儀所在的位置距離壩體頂部的距離，所述監測點的縱坐標是指監測點的幹灘長度距離；
[0013]步驟2:利用步驟I獲得的每個監測點的橫坐標及縱坐標，採用多項式擬合的數學方法建立幹灘曲線模型；[0014]幹灘曲線模型為
【權利要求】
1.一種尾礦庫幹灘參數監測系統，其特徵在於，包括設置在幹灘壩體頂部的平行設置的多個雷射測距儀、第一通信模塊、設置在尾礦庫庫區水面上的超聲波液位計、第二通信模塊及上位機； 所述雷射測距儀通過第一通信模塊與上位機進行通信，所述超聲波液位計通過第二通信模塊與上位機進行通信； 在幹灘上任意選取多個幹灘監測點D，每個幹灘監測點D由一個雷射測距儀監測；多個幹灘監測點D分別位於多個雷射測距儀所在的豎直平面內； 所述雷射測距儀用於測量幹灘監測點與雷射測距儀之間的距離。
2.根據權利要求1所述的尾礦庫幹灘參數監測系統，其特徵在於，所述第一通信模塊和第二通信模塊為無線通信模塊，採用GPRS通信、短波數傳、Zigbee、CDMA或無線區域網。
3.—種尾礦庫幹灘參數監測方法，其特徵在於，採用權利要求1或2所述的尾礦庫幹灘參數監測系統，監測過程如下: 步驟1:通過全站儀測量得到的尾礦庫幹灘中多個幹灘剖面上監測點的橫坐標、縱坐標以及灘頂高程； 所述監測點的橫坐標是指測量監測點的雷射測距儀所在的位置距離壩體頂部的距離，所述監測點的縱坐標是指監測點的幹灘長度距離； 步驟2:利用步驟I獲得的每個監測點的橫坐標及縱坐標，採用多項式擬合的數學方法建立幹灘曲線模型； 幹灘曲線模型為
4.根據權利要求3所述的尾礦庫幹灘參數監測方法，其特徵在於，所述步驟3依據三角函數獲得幹灘長度BE的計算過程如下: (1)由余弦定理計算出監測距離灘頂的距離BD;
5.根據權利要求4所述的尾礦庫幹灘參數監測方法，其特徵在於，通過設置尾礦參數的安全範圍，判斷步驟4獲得的尾礦水位、步驟5獲得的幹灘面積或幹灘長度是否超出尾礦參數的安全範圍，若超出了，則觸發預警信號； 所述設置尾礦參數的安全範圍包括尾礦水位的安全範圍[a，b]、幹灘面積的安全範圍[c，d]以及幹灘長度的安全範圍[e，f]。
6.根據權利要求5所述的尾礦庫幹灘參數監測方法，其特徵在於，所述步驟2中建立的幹灘曲線數學模型利用步驟3獲得的實時幹灘長度進行修正。
7.根據權利要求6所述的尾礦庫幹灘參數監測方法，其特徵在於，利用可視化模塊將上位機獲得的幹 灘面積、幹灘形狀、幹灘長度、幹灘坡度及尾礦水位進行顯示。
【文檔編號】G01D21/02GK103837196SQ201410097396
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月17日 優先權日:2014年3月17日
【發明者】莫培旺, 肖赤心 申請人:湖南五舟檢測科技有限公司