CN105785998B - 一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法 - Google Patents
一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法，尾矿库建好使用监测系统时，开通GPS和北斗双模信息收集控制装置的无线信号，同时，开通滩顶监测装置和水边线自动跟踪机器人与GPS和北斗定位系统的无线和网络数据信号；GPS和北斗双模信息收集控制装置发出指令，启动水边线自动跟踪机器人水边线监测装置的引导，沿水边线环绕行走一圈；把水边线与滩顶监测装置的位置数据存储在信息处理中心；初始的位置数据设定为安全的参照数据；需要检测时，由GPS和北斗双模信息收集控制装置命令水边线自动跟踪机器人环绕沿水边线行走一圈，采集的行走路线与初始的安全参照数据进行对比和分析数据的变化，及时掌控尾矿库的安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿山企业的尾矿库安全监测预警系统，尤其是一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法。
背景技术
尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所；含有暂时不能处理的有用或有害成分，随意排放，将会造成资源流失，大面积覆没农田或淤塞河道，污染环境。由于尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的危险源。在长达十多年甚至数十年的期间里，各种自然的(雨水、地震、鼠洞等)和人为的(管理不善、工农关系不协调等)不利因素时时刻刻或周期性地威胁着它的安全。事实一再表明，尾矿库一旦失事，将给工农业生产及下游人民生命财产造成巨大的灾害和损失，因此必须对尾矿库进行安全监测和管理。
在尾矿库安全技术领域中，该沉积体的表层露出水面部分通常被称为沉积滩或干滩；干滩的最高点位于干滩与尾矿坝外坡的交汇处，此处通常被称为滩顶；干滩的滩顶至尾矿库内水边线之间的水平距离通常被称为干滩长度。干滩长度是衡量尾矿库是否安全运行的重要指标，如果超标可能引发库内水位漫顶、尾矿库溃坝等安全事故，因此必须对尾矿库的干滩长度进行监测。
目前，对尾矿库的干滩长度进行测量的方法主要包括光学图像识别法、激光测量法；其中，光学图像识别法和激光测量法受气候条件和光线条件的影响十分严重，在大风扬沙、大雾、大雨或者夜晚等能见度较低的情况下，摄像头无法获取到尾矿库的清晰图像，激光也会被吸收，因此这两种方法此时的测量精度极低，甚至无法完成测量；所以寻找一种方法对尾矿库的干滩长度进行实时、连续的检测是十分有必要的；对减少尾矿库的事故发生具有重要意义；鉴于上述原因，现提出一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的尾矿库干滩长度进行测量的方法存在的问题，现存的方法主要包括光学图像识别法、激光测量法，在大风扬沙、大雾、大雨或者夜晚等能见度较低的情况下，摄像头无法获取到尾矿库的清晰图像，激光也会被吸收，因此这两种方法此时的测量精度极低，甚至无法完成测量，通过合理的设计，提出一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法，通过水边线自动跟踪机器人能随时跟踪水边线的变化，解决了现有技术中存在的恶劣天气情况下，无法得到监测信号和监测的结果不准确，从而无法及时预测灾害的难题，即使是恶劣天气遇到降雨，水位发生突变，水边线自动跟踪机器人可以正常运行，及时跟踪到变化的水边线位置，从而及时得到干滩长度，做出预警，防止意外发生，可靠性高，使用方便。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法，所述的尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统，是由尾矿坝，干滩、水平面、水边线自动跟踪机器人，滩顶监测装置、GPS和北斗双模信息收集控制装置、滩顶信息收集装置、跟踪机器人信息收集装置、显示器、报警器、信息处理中心构成；尾矿坝内侧设置尾矿沉积的干滩，沿干滩顶部的长度均布设置至少三个滩顶监测装置，干滩下方与水平面之间设置水边线，水边线的干滩上设置水边线自动跟踪机器人；水边线自动跟踪机器人和滩顶监测装置分别与GPS和北斗双模信息收集控制装置之间设置网络数据信号；
安全控制室中设置GPS和北斗双模信息收集控制装置，GPS和北斗双模信息收集控制装置一侧上部设置滩顶信息收集装置，滩顶信息收集装置一侧设置跟踪机器人信息收集装置、GPS和北斗双模信息收集控制装置另一侧上部设置显示器，显示器一侧设置报警器；GPS和北斗双模信息收集控制装置中部设置信息处理中心；
GPS和北斗双模信息收集控制装置与滩顶监测装置之间设置无线联通信号，GPS和北斗双模信息收集控制装置与水边线自动跟踪机器人之间设置无线联通信号；GPS和北斗双模信息收集控制装置中设置SIM卡，SIM卡中设置安全电话号码；
尾矿库建好使用监测系统时，开通GPS和北斗双模信息收集控制装置的无线信号，同时，开通滩顶监测装置和水边线自动跟踪机器人与GPS和北斗双模信息收集控制装置的无线和网络数据信号；然后，通过GPS和北斗双模信息收集控制装置对滩顶监测装置和水边线自动跟踪机器人具体位置进行信号检测确定畅通。
GPS和北斗双模信息收集控制装置发出指令，启动水边线自动跟踪机器人行走功能，水边线自动跟踪机器人通过自带的水边线监测装置的引导，沿水边线环绕行走一圈；GPS和北斗双模信息收集控制装置对水边线自动跟踪机器人的行走路线定位，把水边线与滩顶监测装置的位置数据存储在信息处理中心，存储的水边线与滩顶监测装置之间的距离为初始数据，初始的位置数据设定为安全的参照数据。
在对尾矿库进行安全检测时，由GPS和北斗双模信息收集控制装置，通过无线信号命令水边线自动跟踪机器人环绕沿水边线行走一圈，把现有采集的行走路线与初始的安全参照数据进行对比和分析数据的变化；数据变化在范围内的为安全，不会报警、数据变化超出范围的为不安全，不安全时，报警器启动报警提示，通过显示器可以直接观察和判断对比数据超出的范围值，同时，GPS和北斗双模信息收集控制装置主动通过SIM卡拨通安全员的紧急通知电话，及时做好安全处理。
有益效果是：本发明通过水边线自动跟踪机器人能随时跟踪水边线的变化，解决了现有技术中存在的恶劣天气情况下，无法得到监测信号和监测的结果不准确，从而无法及时预测灾害的难题，即使是恶劣天气遇到降雨，水位发生突变，水边线自动跟踪机器人可以正常运行，及时跟踪到变化的水边线位置，从而及时得到干滩长度，做出预警，防止意外发生，可靠性高，使用方便。
本发明滩顶检测装置安装有北斗GPS双模定位系统，能准确检测滩顶的三维位置信息，并将检测的位置信息以无线信号发送给信息处理中心。尾矿库滩顶高程的测点布设，应沿坝(滩)顶方向布置测点，当滩顶一端高一端低时，应在低标高段选较低处检测1～3个点；当滩顶高低相同时，应选较低处不少于3个点；其它情况，每100m坝长选较低处检测1～2个点，但总数不少于3个点。由于滩顶位置会发生变化，所以定期使用滩顶检测装置对相应滩顶位置进行监测一次，并把滩顶位置信息发送给信息处理中心进行保存。
所述的水边线自动跟踪机器人是履带式机器人，能在尾矿上进行行走。水边线自动跟踪机器人安装有水边线检测装置，水边线检测装置利用连通器原理检测水边线位置，所以水边线自动跟踪机器人能根跟踪水边线的变化。水边线自动跟踪机器人自身安装有北斗GPS双模定位系统，能将水边线自动跟踪机器人的位置信息随时传送给信息处理中心。信息处理中心得到水边线自动跟踪机器人的位置信息，相当于信息处理中心能随时得到水边线的位置。当尾库矿建好以后，水边线自动跟踪机器人沿着水边线运动一周，根据水边线自动跟踪机器人安装的北斗GPS双模定位系统，信息处理中心得到整个水边线位置曲线图，并将该曲线保存起来。在水边线发生变化时，水边线自动跟踪机器人随时将水边线的位置信息发送给信息处理中心。
所述的水边线自动跟踪机器人电源部分采用太阳能蓄电池供电并配备备用电源。水边线自动跟踪机器人自身携带太阳能电池板，当天气晴好时，蓄电池进行充电蓄电，供夜晚和阴雨天气使用，如果连续阴雨致使太阳能供电不能满足需求时，则启动备用电源。
所述的信息处理中心包含接收信号装置和信息处理装置，信号接收装置用于接收水边线自动跟踪机器人和滩顶位置监测器发送过来的信号，并把接收的信号发送给信息处理装置，信息处理装置对发送过的信息进行处理，保存，计算当前的干滩距离。
所述的显示装置是液晶显示，用来显示信息处理中心处理后的信息“包括水边线自动跟踪机器人位置信息、滩顶位置信息以及干滩长度等”。
所述的报警装置是警铃报警或通过SIM卡向相关人员发送报警信号。当信息处理中心判断当前的干滩距离小于安全生产所必须的距离时，信息处理中心会向报警装置发送信号，启动报警装置。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是，尾矿库结构示意图；
图2是，尾矿库俯视结构示意图；
图3是，GPS和北斗双模信息收集控制装置结构示意图；
图1、2、3中：尾矿坝1，干滩2、水平面3、水边线自动跟踪机器人4，滩顶监测装置5、GPS和北斗双模信息收集控制装置6、滩顶信息收集装置7、跟踪机器人信息收集装置8、显示器9、报警器10、信息处理中心11。
具体实施方式
下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1
尾矿坝1内侧设置尾矿沉积的干滩2，沿干滩2顶部的长度均布设置至少三个滩顶监测装置5，干滩2下方与水平面3之间设置水边线，水边线的干滩上设置水边线自动跟踪机器人4；水边线自动跟踪机器人4和滩顶监测装置5分别与GPS和北斗双模信息收集控制装置6之间设置网络数据信号；
安全控制室中设置GPS和北斗双模信息收集控制装置6，GPS和北斗双模信息收集控制装置6一侧上部设置滩顶信息收集装置7，滩顶信息收集装置7一侧设置跟踪机器人信息收集装置8、GPS和北斗双模信息收集控制装置6另一侧上部设置显示器9，显示器9一侧设置报警器10；GPS和北斗双模信息收集控制装置6中部设置信息处理中心11；
GPS和北斗双模信息收集控制装置6与滩顶监测装置5之间设置无线联通信号，GPS和北斗双模信息收集控制装置6与水边线自动跟踪机器人4之间设置无线联通信号；GPS和北斗双模信息收集控制装置6中设置SIM卡，SIM卡中设置安全电话号码；
尾矿库建好使用监测系统时，开通GPS和北斗双模信息收集控制装置6的无线信号，同时，开通滩顶监测装置5和水边线自动跟踪机器人4与GPS和北斗双模信息收集控制装置的无线和网络数据信号；然后，通过GPS和北斗双模信息收集控制装置6对滩顶监测装置5和水边线自动跟踪机器人4具体位置进行信号检测确定畅通。
实施例2
GPS和北斗双模信息收集控制装置6发出指令，启动水边线自动跟踪机器人4行走功能，水边线自动跟踪机器人4通过自带的水边线监测装置的引导，沿水边线环绕行走一圈；GPS和北斗双模信息收集控制装置6对水边线自动跟踪机器人4的行走路线定位，把水边线与滩顶监测装置5的位置数据存储在信息处理中心11，存储的水边线与滩顶监测装置5之间的距离为初始数据，初始的位置数据设定为安全的参照数据。
实施例3
在对尾矿库进行安全检测时，由GPS和北斗双模信息收集控制装置6，通过无线信号命令水边线自动跟踪机器人4环绕沿水边线行走一圈，把现有采集的行走路线与初始的安全参照数据进行对比和分析数据的变化；数据变化在范围内的为安全，不会报警、数据变化超出范围的为不安全，不安全时，报警器10启动报警提示，通过显示器9可以直接观察和判断对比数据超出的范围值，同时，GPS和北斗双模信息收集控制装置6主动通过SM卡拨通安全员的紧急通知电话，及时做好安全处理。
Claims (1)
1.一种尾矿库水边线监测自动跟踪机器人系统的使用方法，是由尾矿坝(1)，干滩(2)、水平面(3)、水边线自动跟踪机器人(4)，滩顶监测装置(5)、GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)、滩顶信息收集装置(7)、跟踪机器人信息收集装置(8)、显示器(9)、报警器(10)、信息处理中心(11)构成；其特征在于：尾矿坝(1)内侧设置尾矿沉积的干滩(2)，沿干滩(2)顶部的长度均布设置至少三个滩顶监测装置(5)，干滩(2)下方与水平面(3)之间设置水边线，水边线的干滩上设置水边线自动跟踪机器人(4)；水边线自动跟踪机器人(4)和滩顶监测装置(5)分别与GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)之间设置网络数据信号；
安全控制室中设置GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)，GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)一侧上部设置滩顶信息收集装置(7)，滩顶信息收集装置(7)一侧设置跟踪机器人信息收集装置(8)、GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)另一侧上部设置显示器(9)，显示器(9)一侧设置报警器(10)；GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)中部设置信息处理中心(11)；
GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)与滩顶监测装置(5)之间设置无线联通信号，GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)与水边线自动跟踪机器人(4)之间设置无线联通信号；GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)中设置SIM卡，SIM卡中设置安全电话号码；
尾矿库建好使用监测系统时，开通GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)的无线信号，同时，开通滩顶监测装置(5)和水边线自动跟踪机器人(4)与GPS和北斗定位系统的无线和网络数据信号；然后，通过GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)对滩顶监测装置(5)和水边线自动跟踪机器人(4)具体位置进行信号检测确定畅通；
GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)发出指令，启动水边线自动跟踪机器人(4)行走功能，水边线自动跟踪机器人(4)通过自带的水边线监测装置的引导，沿水边线环绕行走一圈；GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)对水边线自动跟踪机器人(4)的行走路线定位，把水边线与滩顶监测装置(5)的位置数据存储在信息处理中心(11)，存储的水边线与滩顶监测装置(5)之间的距离为初始数据，初始的位置数据设定为安全的参照数据；
在对尾矿库进行安全检测时，由GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)，通过无线信号命令水边线自动跟踪机器人(4)环绕沿水边线行走一圈，把现有采集的行走路线与初始的安全参照数据进行对比和分析数据的变化；数据变化在范围内的为安全，不会报警、数据变化超出范围的为不安全，不安全时，报警器(10)启动报警提示，通过显示器(9)可以直接观察和判断对比数据超出的范围值，同时，GPS和北斗双模信息收集控制装置(6)主动通过SIM卡拨通安全员的紧急通知电话，即时做好安全处理。
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