CN112131747A - 尾矿库安全分析方法及装置 - Google Patents

尾矿库安全分析方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112131747A
CN112131747A CN202011016044.5A CN202011016044A CN112131747A CN 112131747 A CN112131747 A CN 112131747A CN 202011016044 A CN202011016044 A CN 202011016044A CN 112131747 A CN112131747 A CN 112131747A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
dry beach
pond
dimensional model
beach
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011016044.5A
Other languages
English (en)
Inventor
唐雅婧
王国伟
郑学鑫
程竟
崔仁泰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China ENFI Engineering Corp
Original Assignee
China ENFI Engineering Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China ENFI Engineering Corp filed Critical China ENFI Engineering Corp
Priority to CN202011016044.5A priority Critical patent/CN112131747A/zh
Publication of CN112131747A publication Critical patent/CN112131747A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/36—Videogrammetry, i.e. electronic processing of video signals from a single source or from different sources to give parallax or range information
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/865—Combination of radar systems with lidar systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/867—Combination of radar systems with cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本申请提供一种尾矿库安全分析方法及装置，尾矿库安全分析方法包括：通过三维地形测量设备获取表面数据，所述表面数据包括尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据；将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据；通过三维模型数据建立尾矿库的三维模型；以及基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析。本申请的尾矿库安全分析方法及装置，能够全面监测整个尾矿库区的干滩情况，并真实反映干滩的曲面及倾斜度变化情况。

Description

尾矿库安全分析方法及装置
技术领域
本申请涉及尾矿库监控技术领域，尤其涉及一种尾矿库安全分析方法及装置。
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，是矿山尾矿设施主体构筑物。尾矿排放过程中，颗粒较大的将沉积在坝前，尾矿水向较低的库尾端流去，不断沉积水力分级，在尾矿库的坝前面形成干滩面。尾矿库干滩监测对于冶金矿山尾矿库安全具有十分重要的意义。为确保尾矿库的安全，其干滩曲面形态应满足一定的数值范围。
现有技术对干滩的检测过程中，通常是对尾矿库选取一个或几个截面(通常是1至3个)进行干滩的测量与计算，再通过测量滩顶的高度及干滩的长度计算出滩坡比，从而判断滩坡比是否处于安全范围内。
然而，现有技术的方法只是对尾矿库选取一个或几个截面进行测量和计算，将不足以全面反映整个尾矿库区的干滩情况，并不能满足尾矿库安全管理的本质性需求。此外，滩坡比也只能近似表征干滩的安全指标，由于干滩形态的曲折与复杂，简单地通过测量滩顶高程和滩长来计算滩坡比，无法反映干滩表面的实际复杂情况，用其表征安全性也是不够理想的。
同时，现有的干滩监测技术，一种是视频图像分析法，通过安装定焦定向红外摄像仪，利用软件内包含的视频跟踪技术自动获得干滩数据。另一种方式是红外遥感分析法，通过红外遥感探头得到热像图谱，自动获得干滩数据。还有一种方法为激光或超声波测距法，通过测量干滩的可视距离，获得干滩数据。然而，在实际应用中，由于滩顶的不断堆积与升高，测量设备需要不断的重新安装、加高，由于干滩形态的复杂，导致上述方法的测量常常不准确，往往沦为人工测量，增加了尾矿库运维工作的困难。
因此，需要一种新的尾矿库安全分析方法及装置。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种尾矿库安全分析方法及装置，能够全面监测整个尾矿库区的干滩情况，并真实反映干滩的曲面及倾斜度变化情况。
本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。
根据本申请实施例的第一方面，提出一种尾矿库安全分析方法，该方法包括：通过三维地形测量设备获取表面数据，所述表面数据包括尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据；将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据；通过三维模型数据建立尾矿库的三维模型；以及基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析。
在本申请的一种示例性实施例中，通过三维地形测量设备获取表面数据包括：通过激光扫描仪获取所述表面数据；和\或通过雷达扫描仪获取所述表面数据；和\或通过摄影测量设备获取所述表面数据。
在本申请的一种示例性实施例中，将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据包括：通过边界选取由所述表面数据中确定尾矿库区域数据；对所述尾矿库区域数据进行去噪处理；以及将去噪处理之后的所述尾矿库区域数据进行压缩抽稀处理，生成所述三维模型数据。
在本申请的一种示例性实施例中，将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据还包括：在三维模型数据中，为尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据分别指定标识。
在本申请的一种示例性实施例中，基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析包括：根据所述尾矿库的设计参数及建筑参数在所述尾矿库的三维模型中确定干滩曲面安全参数阈值。
在本申请的一种示例性实施例中，基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析还包括：在所述尾矿库的三维模型中，对预定区域进行干滩切割分析以确定所述尾矿库中的干滩的稳定性。
在本申请的一种示例性实施例中，对预定区域进行干滩切割分析以确定所述尾矿库中的干滩的稳定性包括：对预定区域进行干滩切割以确定多个面元；分别确定所述多个面元的倾斜角及曲率；以及根据所述倾斜角及曲率与所述干滩曲面安全参数阈值确定所述尾矿库中的干滩的稳定性。
在本申请的一种示例性实施例中，还包括：在所述尾矿库的三维模型中，对不稳定的干滩区域进行突出显示，生成报警信息。
根据本申请实施例的第二方面，提出一种尾矿库安全分析装置，该装置包括：三维地形测量设备，用于获取表面数据，所述表面数据包括尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据；数据处理模块，用于将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据；模型模块，用于通过三维模型数据建立尾矿库的三维模型；以及分析模块，用于基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析。
在本申请的一种示例性实施例中，还包括：报警模块，用于对不稳定的干滩区域进行突出显示，生成报警信息。
根据本申请的尾矿库安全分析方法及装置，能够全面监测整个尾矿库区的干滩情况，并真实反映干滩的曲面及倾斜度变化情况。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。
图5是根据另一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。
图6是根据另一示例性实施例示出的一种尾矿库的剖视图。
图7是根据另一示例性实施例示出的一种尾矿库的俯视图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析装置的原理框图。
图9是根据另一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析装置的框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本发明将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
附图仅为本发明的示意性图解，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的步骤还可以分解，而有的步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
下面结合附图对本发明示例实施方式进行详细说明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。尾矿库安全分析方法10至少包括步骤S102至S108。
如图1所示，在S102中，通过三维地形测量设备获取表面数据，表面数据包括尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据。其中，可对尾矿库包含干滩及干滩与水面交界的所有表面区域进行三维测量，以获取尾矿库表面的三维数据。干滩表面数据包括但不限于干滩表面的高度、分界线、长度等，干滩与水面交界数据包括但不限于沿干滩水岸线轮廓、水面高度等。在获取表面数据时，可通过有线或者无线通讯方式，对表面数据进行传输。
在一个实施例中，通过三维地形测量设备获取表面数据包括：通过激光扫描仪获取表面数据；和\或通过雷达扫描仪获取表面数据；和\或通过摄影测量设备获取表面数据。其中，激光扫描仪、雷达扫描仪以及摄影测量设备可通过机载方式安装，也可通过固定方式安装，本发明并不以此为限。
在S104中，将表面数据进行预处理，生成三维模型数据。对表面数据的预处理过程可以去除干扰数据，并去除冗余。预处理过程可例如但不限于数据清洗、数据集成等。
在一个实施例中，通过边界选取由表面数据中确定尾矿库区域数据；对尾矿库区域数据进行去噪处理；以及将去噪处理之后的尾矿库区域数据进行压缩抽稀处理，生成三维模型数据。其中，边界选取算法可实现对目标数据的提取。对表面数据进行边界选取，能够划分出本发明所关心的尾矿库区域，进一步地，划分出干滩区域；对三维数据进行去噪，能够对数据进行清洗，以去除干扰数据。对数据的压缩处理可去除冗余数据，最大限度地减少数据点个数。数据经过抽稀后，数量大量减少，并且基本保证能反映原图形或曲线的基本形状特征，能够为进一步的处理节省空间和时间。
在一个实施例中，还包括：在三维模型数据中，为尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据分别指定标识。标识干滩表面数据能够确定干滩表面的具体参数，例如但不限于滩顶中心线等。标识干滩与水面交界数据能够确定干滩与水面的边界线。
在S106中，通过三维模型数据建立尾矿库的三维模型。其中，尾矿库的三维模型为包含有干滩及水岸线附近区域的三维模型。在S102中，表面数据是周期性实时测量的，S104可相应地实时执行，以生成最新的三维模型数据。尾矿库的三维模型可根据三维模型数据的变化实时变化，以实时反映尾矿库情况。
在S108中，基于尾矿库的三维模型及设计参数对尾矿库进行安全分析。安全分析可例如但不限于水位分析、浊度分析、干滩分析等。安全分析可例如获取干滩的详细信息、建立干滩与水面的边界线及水岸线、获取干滩高程、获取干滩稳定性等，本发明对此并不作特殊限定。
在一个实施例中，包括：根据尾矿库的设计参数及建筑参数在尾矿库的三维模型中确定干滩曲面安全参数阈值。尾矿库的干滩曲面安全参数阈值为表征干滩稳定状态的参数。不同的尾矿库由于其类型、设计参数、建筑材料等不同而具有不同的干滩曲面安全参数阈值。
在一个实施例中，还包括：在尾矿库的三维模型中，对预定区域进行干滩切割分析以确定尾矿库中的干滩的稳定性。预定区域为指定需要安全分析的区域，例如干滩区域。其中，对干滩的切割分析为将干滩分割为多个干滩单元，并对每一干滩单元的稳定性进行单独分析，获得多个干滩单元的稳定性。获取多个干滩单元的稳定性，能真实反映干滩的曲面及倾斜度变化情况，并有助于工作人员及时并准确地清除隐患。
在一个实施例中，对预定区域进行干滩切割分析以确定尾矿库中的干滩的稳定性包括：对预定区域进行干滩切割以确定多个面元；分别确定多个面元的倾斜角及曲率；以及根据倾斜角及曲率与干滩曲面安全参数阈值确定尾矿库中的干滩的稳定性。其中，沿着干滩顶部地带，与坝顶中心线例如垂直，做出若干条切割面mi，其切割面与坝体干滩表面会相交出若干条曲线li。通过对每条曲线li的形状进行分析，可以判断该条曲线的多点斜率、平均斜率。每相邻两条曲线及其之间的滩顶中心线、水岸线构成一个封闭的面元Si，对每个面元Si的倾斜角及曲率进行计算，并与干滩曲面安全参数阈值进行对比，由此判断出其每一个面元Si是否小于干滩曲面安全参数阈值，或是接近干滩曲面安全参数阈值，还是已超出干滩曲面安全参数阈值。本实施例中尾矿库中干滩的确定方法可如图7所示。
在一个实施例中，还包括：在尾矿库的三维模型中，对不稳定的干滩区域进行突出显示，生成报警信息。例如，在某一面元Si超出干滩曲面安全参数阈值时，认为该区域的面元不稳定，存在安全隐患。突出显示可例如但不限于使用指定颜色显示该面元。
根据本申请的尾矿库安全分析方法，通过采集尾矿库的表面数据，建立尾矿库的三维模型，并对干滩数据进行切割分析，能够全面监测整个尾矿库区的干滩情况，并真实反映干滩的曲面及倾斜度变化情况。
图2是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。尾矿库安全分析方法20至少包括S202至S206。
在S202中，通过激光扫描仪获取所述表面数据。激光扫描仪可测距，例如通过测量干滩的可视距离，以获得有关干滩的表面数据。激光扫描仪可通过机载或固定方式安装，当其以固定方式安装时，其固定点是可调的，例如但不限于可以调节高度的固定杆等，以避免重复多次重新安装激光扫描仪。
在S204中，通过雷达扫描仪获取所述表面数据。雷达扫描仪可测距，例如通过测量干滩的可视距离，以获得有关干滩的表面数据。雷达扫描仪的安装方式与激光扫描仪类似。
在S206中，通过摄影测量设备获取所述表面数据。摄影测量设备可例如但不限于为红外摄像仪，其可利用软件内包含的视频跟踪技术自动获得干滩数据。
图3是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。尾矿库安全分析方法30至少包括S302至S306。
在S302中，通过边界选取由所述表面数据中确定尾矿库区域数据。边界选取算法可实现对目标数据的提取。表面数据中包含有尾矿库区域的相关数据，同时也包含有尾矿库周围环境的相关数据，例如山体、河流等。通过边界选取可剔除非尾矿库区域的数据。
在S304中，对所述尾矿库区域数据进行去噪处理。去噪处理可剔除异常值，以对数据进行清洗，获取无干扰的尾矿库区域数据。
在S306中，将去噪处理之后的所述尾矿库区域数据进行压缩抽稀处理，生成所述三维模型数据。对数据的压缩抽稀处理可去除冗余数据，最大限度地减少数据点个数。数据经过抽稀后，数量大量减少，并且基本保证能反映原图形或曲线的基本形状特征，能够为进一步的处理节省空间和时间。
图4是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。尾矿库安全分析方法40至少包括S402至S406。
在S402中，对预定区域进行干滩切割以确定多个面元。例如，沿着干滩顶部地带，与坝顶中心线例如垂直，做出若干条切割面。进一步地，多个切割面与坝体干滩表面会相交出若干条曲线，通过对每条曲线的形状进行分析，可以判断该条曲线的多点斜率、平均斜率。每相邻两条曲线及其之间的滩顶中心线、水岸线构成一个封闭的面元。
在S404中，分别确定所述多个面元的倾斜角及曲率。
在S406中，根据所述倾斜角及曲率与所述干滩曲面安全参数阈值确定所述尾矿库中的干滩的稳定性。其中，将所述倾斜角及曲率与曲面安全参数阈值进行对比，由此判断出其每一个面元是否在安全界限内，或是接近曲面安全参数阈值，还是已超出曲面安全参数阈值。
图5是根据另一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析方法的流程图。尾矿库安全分析方法50至少包括步骤S502至512。
在S502中，利用三维地形测量设备，例如机载或固定式激光扫描、雷达扫描、摄影测量等获取三维地形数据的装备，对尾矿库包含干滩及干滩与水面交界的所有表面区域进行三维测量，以获得表面数据。
其中，可采用有线或者无线通讯方式对三维地形测量设备所获取到的尾矿库表面三维数据进行传输。
在S504中，对三维数据采集系统传输来的尾矿库表面三维数据进行边界选取，划出所关心的尾矿库区域；对三维数据进行去噪、抽稀处理，使得建成的三维模型更加合理、轻量化；对尾矿库蓄水区域表面进行辨识与区别。
在S506中，利用处理后的三维数据，建立尾矿库包含干滩及水岸线附近区域的三维模型。
在S508中，根据尾矿库的相关参数，计算参考的干滩曲面安全参数阈值。
在S510中，通过对三维模型进行安全分析，获取干滩的详细信息：通过对尾矿库蓄水区域表面进行辨识与区别，科学合理地建立干滩与水面的边界线以及水岸线；通过划分干滩顶部地带或寻得干滩的相对高点，得到干滩的高程；通过对滩顶与水边之间的区域进行干滩切割分析，得到其稳定性。
如图6、图7所示，在安全分析时，可例如沿着干滩顶部地带，与坝顶中心线例如垂直，做出若干条切割面mi：710，其切割面与坝体干滩表面会相交出若干条曲线li：610。通过对每条曲线的形状进行分析，可以判断该条曲线的多点斜率、平均斜率。每相邻两条曲线及其之间的滩顶中心线、水岸线(水边界线)构成一个封闭的面元Si：720，对每个面元的倾斜角及曲率进行计算，并与安全干滩临界面进行对比，由此判断出其每一个面元是否小于曲面安全参数阈值，或是接近曲面安全参数阈值，还是已超出曲面安全参数阈值。对于处于安全范围内的面元、接近曲面安全参数阈值的面元、有危险隐患(超出曲面安全参数阈值)的面元以不通的颜色进行区分，例如：安全范围内的面元显示为绿色、接近曲面安全参数阈值的面元显示为黄色、有危险隐患的面元显示为橙色。以此作为尾砂排放或防洪措施的依据。进一步地，可科学直观且全面地告知工作人员尾矿库的实时情况，避免了简单计算滩坡比获取安全参数的局限性。
在S512中，对存在安全隐患的干滩区域进行突出显示并发出声光报警，并通过互联网或云端，将消息发布至相关监控终端，例如：生产及管理人员的计算机账号、手机消息、移动应用客户端等，本发明对此并不作特殊限定。
根据本公开的尾矿库安全分析方法，通过全面检测及分析整个尾矿库区的干滩情况，而不是只选取一个或几个截面进行检测和计算，更能够满足尾矿库安全管理的本质性需求。
根据本公开的尾矿库安全分析方法，对尾矿库干滩数据进行切割分析，能够真实地反映尾矿库干滩的复杂曲面及倾斜度变化情况，而不是简单地以滩坡比近似地表示干滩的倾斜度。
根据本公开的尾矿库安全分析方法，不需要随着滩顶的堆积与升高，不断的重新安装、加高测量设备，减少了现场测量工作量。
图8是根据一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析装置的框图。参照图8，矿库安全分析装置80至少包括三维地形测量设备802、数据处理模块804、模型模块806以及分析模块808。
在尾矿库安全分析装置中，三维地形测量设备802用于获取表面数据，所述表面数据包括尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据。其中，可对尾矿库包含干滩及干滩与水面交界的所有表面区域进行三维测量，以获取尾矿库表面的三维数据。干滩表面数据包括但不限于干滩表面的高度、分界线、长度等，干滩与水面交界数据包括但不限于沿干滩水岸线轮廓、水面高度等。在获取表面数据时，可通过有线或者无线通讯方式，对表面数据进行传输。
在一个实施例中，三维地形测量设备802中包括但不限于激光扫描仪和/或雷达扫描仪和/或摄影测量设备。
数据处理模块804用于将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据。对表面数据的预处理过程可以去除干扰数据，并去除冗余。预处理过程可例如但不限于数据清洗、数据集成等。
在一个实施例中，数据处理模块804用于通过边界选取由表面数据中确定尾矿库区域数据；对尾矿库区域数据进行去噪处理；以及将去噪处理之后的尾矿库区域数据进行压缩抽稀处理，生成三维模型数据。
在一个实施例中，数据处理模块804还用于在三维模型数据中，为尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据分别指定标识。
模型模块806用于通过三维模型数据建立尾矿库的三维模型。其中，尾矿库的三维模型为包含有干滩及水岸线附近区域的三维模型。在三维地形测量设备802中，表面数据是周期性实时测量的，模型模块806可相应地实时执行，以生成最新的三维模型数据。尾矿库的三维模型可根据三维模型数据的变化实时变化，以实时反映尾矿库情况。
分析模块808用于基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析。安全分析可例如但不限于水位分析、浊度分析、干滩分析等。安全分析可例如获取干滩的详细信息、建立干滩与水面的边界线及水岸线、获取干滩高程、获取干滩稳定性等，本发明对此并不作特殊限定。
在一个实施例中，分析模块808用于根据尾矿库的设计参数及建筑参数在尾矿库的三维模型中确定干滩曲面安全参数阈值。尾矿库的干滩曲面安全参数阈值指表征干滩稳定状态的参数。不同的尾矿库由于其类型、设计参数、建筑材料等不同而具有不同的干滩曲面安全参数阈值。
在一个实施例中，分析模块808还用于在尾矿库的三维模型中，对预定区域进行干滩切割分析以确定尾矿库中的干滩的稳定性。
在一个实施例中，分析模块808用于对预定区域进行干滩切割以确定多个面元；分别确定多个面元的倾斜角及曲率；以及根据倾斜角及曲率与干滩曲面安全参数阈值确定尾矿库中的干滩的稳定性。
在一个实施例中，还包括报警模块，用于对不稳定的干滩区域进行突出显示，生成报警信息。例如，在某一面元Si超出干滩曲面安全参数阈值时，认为该区域的面元不稳定，存在安全隐患。突出显示可例如但不限于使用指定颜色显示该面元。
本申请的尾矿库安全分析系统，通过采集尾矿库的表面数据，建立尾矿库的三维模型，并对干滩数据进行切割分析，能够全面监测整个尾矿库区的干滩情况，并真实反映干滩的曲面及倾斜度变化情况。
图9是根据另一示例性实施例示出的一种尾矿库安全分析装置的框图。参照图9，尾矿库安全分析装置90至少包括三维地形测量设备902、三维数据采集设备904、干滩分析主机906以及监控终端908。
在尾矿库安全分析装置中，三维地形测量设备902至少包括机载或固定式激光扫描、雷达扫描、摄影测量等获取三维地形数据的装备，对尾矿库包含干滩及干滩与水面交界的所有表面区域进行三维测量。
三维数据采集设备904采用有线或者无线通讯方式，用于将三维地形测量设备所获取到的尾矿库表面三维数据传输至干滩分析主机。
干滩分析主机906是搭载了尾矿库三维数据、三维模型、干滩分析模块、安全预警与消息发布模块的服务器或计算机。
其中，三维数据处理模块用于对三维数据采集系统传输来的尾矿库表面三维数据进行边界选取，划出尾矿库区域；对三维数据进行去噪、抽稀处理，使得建成的三维模型更加合理、轻量化；以及对尾矿库蓄水区域表面进行辨识与区别。三维模型用于利用处理后的三维数据，建立尾矿库包含干滩及干滩与水面交界区域的三维模型。干滩分析模块用于根据尾矿库参数获取参考的安全干滩临界面，通过对三维模型进行分析，获取干滩的详细信息：通过对尾矿库蓄水区域表面进行辨识与区别，建立干滩与水面的边界线；通过划分干滩顶部地带或寻得干滩的相对高点，获取干滩的高程；通过对滩顶与水边之间的区域进行干滩切割分析，得到其稳定性。安全预警与消息发布模块用于对存在安全隐患的干滩区域进行突出显示并发出声光报警，并通过互联网或云端，将消息发布至相关生产及管理人员的计算机账号、手机消息、移动应用客户端等。
监控终端908可例如但不限于为包括电脑、手机或其他手持移动终端，用于接收干摊分析主机发送来的尾矿库及其干滩的监控浏览显示界面，以及报警信息。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其他实施例。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不限于这里已经示出的详细结构、附图方式或实现方法，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (10)

1.一种尾矿库安全分析方法，其特征在于，包括：
通过三维地形测量设备获取表面数据，所述表面数据包括尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据；
将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据；
通过三维模型数据建立尾矿库的三维模型；以及
基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过三维地形测量设备获取表面数据包括：
通过激光扫描仪获取所述表面数据；和\或
通过雷达扫描仪获取所述表面数据；和\或
通过摄影测量设备获取所述表面数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据包括：
通过边界选取由所述表面数据中确定尾矿库区域数据；
对所述尾矿库区域数据进行去噪处理；以及
将去噪处理之后的所述尾矿库区域数据进行压缩抽稀处理，生成所述三维模型数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据还包括：
在三维模型数据中，为尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据分别指定标识。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析包括：
根据所述尾矿库的设计参数及建筑参数在所述尾矿库的三维模型中确定干滩曲面安全参数阈值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析还包括：
在所述尾矿库的三维模型中，对预定区域进行干滩切割分析以确定所述尾矿库中的干滩的稳定性。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，对预定区域进行干滩切割分析以确定所述尾矿库中的干滩的稳定性包括：
对预定区域进行干滩切割以确定多个面元；
分别确定所述多个面元的倾斜角及曲率；以及
根据所述倾斜角及曲率与所述干滩曲面安全参数阈值确定所述尾矿库中的干滩的稳定性。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述尾矿库的三维模型中，对不稳定的干滩区域进行突出显示，生成报警信息。
9.一种尾矿库安全分析装置，其特征在于，包括：
三维地形测量设备，用于获取表面数据，所述表面数据包括尾矿库干滩表面数据及干滩与水面交界数据；
数据处理模块，用于将所述表面数据进行预处理，生成三维模型数据；
模型模块，用于通过三维模型数据建立尾矿库的三维模型；以及
分析模块，用于基于所述尾矿库的三维模型及设计参数对所述尾矿库进行安全分析。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
报警模块，用于对不稳定的干滩区域进行突出显示，生成报警信息。
CN202011016044.5A 2020-09-24 2020-09-24 尾矿库安全分析方法及装置 Pending CN112131747A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011016044.5A CN112131747A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 尾矿库安全分析方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011016044.5A CN112131747A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 尾矿库安全分析方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112131747A true CN112131747A (zh) 2020-12-25

Family

ID=73839614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011016044.5A Pending CN112131747A (zh) 2020-09-24 2020-09-24 尾矿库安全分析方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112131747A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113254737A (zh) * 2021-04-21 2021-08-13 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 一种贮灰场运行管理系统构建方法、管理系统及管理方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201237502Y (zh) * 2008-06-19 2009-05-13 北京矿咨信矿业技术研究有限公司 尾矿库干滩自动化监测系统
CN202501869U (zh) * 2012-03-03 2012-10-24 湖南中大智能科技有限公司 基于物联网的尾矿库在线安全监测系统
CN103196420A (zh) * 2013-03-01 2013-07-10 北京矿冶研究总院 一种尾矿库干滩长度的测量方法及测量系统
CN103837196A (zh) * 2014-03-17 2014-06-04 湖南五舟检测科技有限公司 一种尾矿库干滩参数监测系统及方法
CN107103153A (zh) * 2017-05-17 2017-08-29 南怀方 一种基于三维激光扫描技术的矿产资源消耗量评估方法
CN109060025A (zh) * 2018-08-13 2018-12-21 中国恩菲工程技术有限公司 尾矿库安全监控系统及方法
CN110806175A (zh) * 2019-11-20 2020-02-18 中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司 一种基于三维激光扫描技术的干滩监测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201237502Y (zh) * 2008-06-19 2009-05-13 北京矿咨信矿业技术研究有限公司 尾矿库干滩自动化监测系统
CN202501869U (zh) * 2012-03-03 2012-10-24 湖南中大智能科技有限公司 基于物联网的尾矿库在线安全监测系统
CN103196420A (zh) * 2013-03-01 2013-07-10 北京矿冶研究总院 一种尾矿库干滩长度的测量方法及测量系统
CN103837196A (zh) * 2014-03-17 2014-06-04 湖南五舟检测科技有限公司 一种尾矿库干滩参数监测系统及方法
CN107103153A (zh) * 2017-05-17 2017-08-29 南怀方 一种基于三维激光扫描技术的矿产资源消耗量评估方法
CN109060025A (zh) * 2018-08-13 2018-12-21 中国恩菲工程技术有限公司 尾矿库安全监控系统及方法
CN110806175A (zh) * 2019-11-20 2020-02-18 中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司 一种基于三维激光扫描技术的干滩监测方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113254737A (zh) * 2021-04-21 2021-08-13 中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司 一种贮灰场运行管理系统构建方法、管理系统及管理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112598881B (zh) 一种地质灾害监测方法、装置及计算机设备
CN109493569B (zh) 滑坡预警方法、装置、计算机设备和存储介质
Guan et al. Iterative tensor voting for pavement crack extraction using mobile laser scanning data
Casini et al. Fracture characterization and modeling from virtual outcrops
CN105551064B (zh) 一种基于图像特征估计堆料体积变化率的方法
Zhang et al. Automated method for extracting and analysing the rock discontinuities from point clouds based on digital surface model of rock mass
CN102673609B (zh) 一种铁路维修作业安全预警系统及其方法
Zhang Detection of urban housing development by fusing multisensor satellite data and performing spatial feature post-classification
CN111006601A (zh) 三维激光扫描在变形监测中的关键技术
CN113218310B (zh) 基于三维激光点云的尾矿库干滩重要参数提取方法及系统
CN112950901B (zh) 一种基于数据分析的灾害监测系统及方法
CN115394051A (zh) 变电站内涝灾害监测预警系统
CN110310021A (zh) 一种用于基坑监测预警的场地环境与监测点匹配系统
CN112131747A (zh) 尾矿库安全分析方法及装置
Pessina et al. A GIS procedure for fast topographic characterization of seismic recording stations
CN114004950B (zh) 一种基于BIM与LiDAR技术的路面病害智能识别与管理方法
Gui et al. Object-based crack detection and attribute extraction from laser-scanning 3D profile data
CN109190593B (zh) 基于凹凸类别划分的山区道路沿线边坡稳定性初步判别方法
CN114295069A (zh) 无人机搭载三维激光扫描仪的边坡形变监测方法及系统
Zhou et al. Automatic discontinuity identification and quantitative monitoring of unstable blocks using terrestrial laser scanning in large landslide during emergency disposal
CN103996266B (zh) 基于视频分析的尾矿库安全监测装置
Lincoln et al. A Preliminary Look at Using Rainfall Average Recurrence Interval to Characterize Flash Flood Events for Real-time Warning Forecasting.
CN106153004A (zh) 一种建筑物倾斜检测方法和装置
Rak et al. Non-intrusive measurements of free-water-surface profiles and fluctuations of turbulent, two-phase flow using 2-D laser scanner
Deshpande et al. A semi-automated method to create a lidar-based hydro-flattened DEM

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination