CN113218839B - 一种尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统，其中，该方法包括：获取尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号；根据弹性波信号计算单位时间内的警报次数；根据单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，预警信号用于表征尾矿库内出现的渗透破坏现象。尾矿颗粒在渗流作用下移动时会产生管涌、流土等渗透破坏现象，而这些现象发生在尾矿库的内部或者深处，在渗透破坏发展的早期难以通过表象的观测发现，本发明采用了声学方法，通过对尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号进行分析，能够及时发现尾矿库内部出现的渗透破坏现象。

Description

一种尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及矿山施工技术领域，具体涉及一种尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统。

背景技术

随着选矿技术的进步和工艺的提升，用于尾矿库筑坝的尾矿粒径越来越细，尾矿的渗透系数也将越来越小，同时尾矿库的浸润线将会越来越高，尾矿库发生渗透破坏的可能性也将越来越大。因此，开展尾矿库渗透破坏的监测、预测的研究工作具有重大意义。

目前，一般是根据尾矿库渗流场的相关指标的变化特征判断尾矿库内是否出现渗透破坏。在尾矿库渗流处于稳定状态时，尾矿库渗流场的相关参数的数值都保持相对稳定；而当尾矿库渗流状态发生变化时，尾矿库渗流场的相关参数的数值也会产生相应的变化。

尾矿库渗流场的相关指标通过渗流观测获得，可概括性的分为渗流量观测和渗流压力观测，一般包括：(1)浸润线观测(2)坝基渗水压力观测(3)绕坝渗流观测(4)渗流量观测。尾矿库浸润线的监测主要依靠埋设于尾矿坝中的测水管或者测压计等装置、设备。尾矿库坝基渗水压力的监测与进行浸润线监测时采用的设备相同。绕坝渗流观测同样可以通过埋设测水管进行，而渗流量观测通常在尾矿库下游能够汇集渗流水的区域设置集水沟，采用容积法、量水堰法和测流速法对尾矿库渗流状况进行观测。

但是，在渗透破坏发生的早期，浸润线、坝基渗水压力、绕坝渗流、渗流量都不会发生大幅变化，难以被察觉，因此，通过上述方法难以在渗透破坏发生的早期及时预警。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的难以在渗透破坏发生的早期及时预警的缺陷，从而提供一种尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统。

本发明第一方面提供了一种尾矿库渗透破坏现象监测方法，包括如下步骤：获取尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号；根据弹性波信号计算单位时间内的警报次数；根据单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，预警信号用于表征尾矿库内出现的渗透破坏现象。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，根据弹性波信号计算单位时间内的警报次数，包括：若在单位时间内具有弹性波信号的至少一个波段，根据弹性波信号在单位时间内的不同波段的幅值，计算单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵；根据单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵，计算单位时间内的警报次数。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，根据弹性波信号在单位时间内的不同波段的变异系数计算单位时间内的警报次数，包括：将单位时间中变异系数小于变异系数阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，根据弹性波信号在单位时间内的不同波段的信息熵计算单位时间内的警报次数，包括：将单位时间中信息熵大于信息熵阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，通过如下步骤获取变异系数阈值：获取尾矿库在不同时刻下的浸润线和渗流数据；确定浸润线和渗流数据的变化幅度满足第一预设条件的第一参考时间段，获取尾矿库在第一参考时间段内的第一参考弹性波信号；计算第一参考弹性波信号在第一参考时间段内的变异系数均值，将变异系数均值作为变异系数阈值。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，通过如下步骤获取信息熵阈值：获取尾矿库在不同时刻下的浸润线和渗流数据；确定浸润线和渗流数据的变化幅度满足第二预设条件的第二参考时间段，获取尾矿库在第二参考时间段内的第二参考弹性波信号；计算第二参考弹性波信号在第二参考时间段内的信息熵均值，将信息熵均值作为信息熵阈值。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，若在单位时间内不存在弹性波信号，将单位时间内的警报次数确定为0。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，根据单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，包括：当单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第一阈值时，发出黄色预警信号；当单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第二阈值时，发出橙色预警信号；当单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第三阈值时，发出红色预警信号；第一阈值、第二阈值、第三阈值的值依次增大。

可选地，在本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，弹性波信号通过波导杆获取，波导杆的一端放置在尾矿库内部。

本发明第二方面提供了一种尾矿库渗透破坏现象监测装置，包括：弹性波信号获取模块，用于获取尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号；警报次数计算模块，用于根据弹性波信号计算单位时间内的警报次数；渗透破坏现象监测模块，根据单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，预警信号用于表征尾矿库内出现的渗透破坏现象。

本发明第三方面提供了一种尾矿库渗透破坏现象监测系统，包括：波导杆，用于放置在尾矿库内部中获取并传导弹性波信号；弹性波传感器，与波导杆连接，用于采集弹性波信号，并向终端设备发送弹性波信号；终端设备，用于执行本发明第一方面提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法。

本发明第四方面提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，从而执行如本发明第一方面提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法。

本发明第五方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行如本发明第一方面提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统，获取了尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号，并根据弹性波信号在单位时间内的警报次数判断尾矿库内是否发生渗透破坏现象，尾矿颗粒在渗流作用下移动时会产生管涌、流土等渗透破坏现象，而这些现象发生在尾矿库的内部或者深处，在渗透破坏发展的早期难以通过表象的观测发现，本发明采用了声学方法，通过对尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号进行分析，能够及时发现尾矿库内部出现的渗透破坏现象。

2.本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统，将波导杆的一端放置在尾矿库内部，通过波导杆不仅可以获取到发生在尾矿库内部的弹性波信号，并且，弹性波信号在波导杆中传播时，能量衰减比较小，因此，本发明提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法、装置及系统在对尾矿库的渗透破坏现象进行监测时，存在的误差因素较小，监测准确度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例中尾矿库渗透破坏现象监测方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例中连续型信号的示意图；

图3为本发明实施例中突发型信号的示意图；

图4为本法发明实施例中尾矿库渗透破坏现象监测方法的实施结果示意图；

图5为本发明实施例中在尾矿库中插入波导杆的示意图；

图6为本发明实施例中变异系数与弹性波波形形态的关系对比图；

图7为本发明实施例中信息熵与弹性波波形形态的关系对比图；

图8为本发明实施例中变异系数与信息熵的关系示意图；

图9为本发明实施例中尾矿库未出现渗透破坏现象与出现渗透破坏现象时警报次数与变异系数的变化趋势示意图；

图10为本发明实施例中尾矿库渗透破坏现象监测装置的一个具体示例的原理框图；

图11为本发明实施例中尾矿库渗透破坏现象监测系统的一个具体示例的原理图；

图12为本发明实施例中计算机设备的一个具体示例的原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供了一种尾矿库渗透破坏现象监测方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S10：获取尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号。

研究表明，在渗流过程中尾矿库中会通过多种机制产生弹性波，例如，尾矿颗粒的碰撞和摩擦作用都会产生弹性波，并且，弹性波信号的能量随着渗流速度的增大而增强，因此，可以通过获取尾矿库内部的弹性波信号，并对弹性波信号进行分析，从而实现对渗透破坏现象的监测。

在一可选实施例中，可以按照如下表1所示的采集参数采集弹性波信号：

表1

步骤S20：根据弹性波信号计算单位时间内的警报次数。

在一可选实施例中，单位时间的时长可以为一分钟、一小时、一天、一周等，具体时长可以根据对监测精度的需求进行设定，当需要极高的监测精度时，可以将单位时间的时长设置为一分钟，当对监测精度的需求较低时，可以将单位时间的时长设置为一周。

在一可选实施例中，根据弹性波信号的波形形态，可将其分成两类：突发型和连续型，如图2所示为连续型弹性波示意图，如图3所示为突发性弹性波示意图。尾矿库内发生渗透破坏现象时，尾矿库内的弹性波的波形形态以连续型为主，尾矿库内未发生渗透破坏现象时，尾矿库内的弹性波的波形形态以突发型为主。

步骤S30：根据单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，预警信号用于表征尾矿库内出现的渗透破坏现象。

在一可选实施例中，可以设置多个警报次数区间，不同区间对应不同的预警信号，不同的预警信号用于表征尾矿库内出现不同程度的渗透破坏现象，在计算得到单位时间内的警报次数后，确定单位时间内的警报次数所在区间，然后发出与该区间对应的预警信号。

在一可选实施例中，预警信号可以包括黄色预警信号、橙色预警信号、红色预警信号，当单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第一阈值时，发出黄色预警信号；当单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第二阈值时，发出橙色预警信号；当单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第三阈值时，发出红色预警信号。其中，第一阈值、第二阈值、第三阈值的值依次增大，黄色预警信号、橙色预警信号、红色预警信号所表示的尾矿库内部的渗透破坏程度依次增强。

在一可选实施例中，可以将尾矿处于渗透稳定阶段时各单位时间内的的警报次数的第75百分位数确定为警报阈值(此时警报阈值等于1)，当单位时间内的警报次数大于2，即单位时间内的警报次数大于警报阈值的2倍时，发出黄色预警信号；当单位时间内的警报次数大于3，即单位时间内的警报次数大于警报阈值的3倍时，发出橙色预警信号；当单位时间内的警报次数大于5，即单位时间内的警报次数大于警报阈值的5倍时，发出红色预警信号。

如图4所示为单位时间内的警报次数(报警次数率)、预警等级随时间的变化图。由图4可知，随着尾矿渗透破坏进程的发展，预警等级逐渐升高，并且在临近渗透破坏时发出红色预警。显然，本发明实施例提供的方法能够有效地实现尾矿渗透破坏的监测预警。

本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法，获取了尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号，并根据弹性波信号在单位时间内的警报次数判断尾矿库内是否发生渗透破坏现象，尾矿颗粒在渗流作用下移动时会产生管涌、流土等渗透破坏现象，而这些现象发生在尾矿库的内部或者深处，在渗透破坏发展的早期难以通过表象的观测发现，本发明实施例方法采用了声学方法，通过对尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号进行分析，能够及时发现尾矿库内部出现的渗透破坏现象。

虽然渗流过程中尾矿库中会通过多种机制产生弹性波，但是弹性波是在尾矿库内部形成的，当弹性波传递至尾矿库外部时，存在较大程度的减弱，甚至消失的状况，为了获取到更准确的弹性波，在一可选实施例中，将波导杆的一端放置在尾矿库内部，通过波导杆获取并传递尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号。

波导杆获取并传递的尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号包括尾砂颗粒迁移过程中尾砂颗粒自身的摩擦、碰撞行为产生的信号，以及尾砂颗粒迁移过程中与波导杆接触产生的信号。

本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法，将波导杆的一端放置在尾矿库内部，通过波导杆不仅可以获取到发生在尾矿库内部的弹性波信号，并且，弹性波信号在波导杆中传播时，能量衰减比较小，因此，通过实施本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法对尾矿库的渗透破坏现象进行监测时，存在的误差因素较小，监测准确度较高。

在一可选实施例中，为了使得获取的弹性波能够更准确地监测到尾矿库内部的渗透破坏现象，可以通过如下步骤将波导杆插入尾矿库中：

步骤1：确定监测点的位置。

在一具体实施例中，可以根据《尾矿库安全监测技术规范》(AQ2030-2010)和《尾矿库安全技术规程》(AQ2006-2005)中的相关规定，在充分分析已有工程资料及进行地质测绘调查的基础上，在尾矿库坝面上确定若干个监测点位置。

步骤2：在监测点位置钻孔预埋波导杆阵列：

1)在监测点位置沿水平方向钻孔，钻孔的孔径和深度可以根据坝体设计及为尾砂粒径等条件确定，示例性地，可以将孔径确定为60mm，将钻孔深度确定为10m-20m。

2)将波导杆放置于钻孔的中心位置，并捣实周围岩土。波导杆的直径为20mm，长度为：L_杆＝L_孔+0.2m，L_孔表示孔径，波导杆的材质为304不锈钢。

如图5所示为在尾矿库中插入波导杆后的示意图，在图5所示的实施例中，波导介质为波导杆。

在一可选实施例中，对弹性波的采集方式可以为连续采集方式，也可以为间断采集方式。连续采集方式为，无论是否存在信号，信号能量是否超过阈值都会采集，该方式采集的弹性波在时间上是连续的。间断采集方式为，仅当弹性波信号的能量超过阈值才会采集一定长度的信号，该方式采集的弹性波在时间上不一定是连续的，示例性地，当按照如上表1所示的采集参数采集弹性波信号采集弹性波信号时，只有在弹性波信号的能量超过35dB时才会采集以一定长度的信号。

无论通过上述哪种方式采集弹性波信号，最终得到的弹性波信号在单位时间内都可被划分为多个波段，当采用连续采集方式采集弹性波信号时，可以按照一定长度的时间段将单位时间内的弹性波信号进行分段，得到多个波段，划分波段时所依据的时间段长度小于单位时间的时间段长度；当采用间断采集方式采集弹性波信号时，通过该方法采集到的弹性波信号本身不是连续的，因此，可以将单位时间内采集到的每一个弹性波信号分别作为一个波段。

在一可选实施例中，当采用间断采集方式采集弹性波信号时，会存在单位时间内未采集到弹性波信号的情况，当单位时间内不存在弹性波信号时，判定单位时间内的警报次数为0.

在一可选实施例中，若在单位时间内具有弹性波信号，可以将单位时间内的弹性波信号划分为多个波段，上述步骤S20具体包括：

首先，根据弹性波信号在单位时间内的不同波段的幅值，计算单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵。

变异系数是弹性波信号波形离散程度的度量，可根据下式计算：

其中，C_v为变异系数；σ为波形幅值的标准差；μ为波形幅值的均值。

信息熵是弹性波信号波形概率分布不均匀程度的度量，可根据下式计算：

其中，P(x_i)为波形幅值等于x_i的概率。

然后，根据单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵，计算单位时间内的警报次数。

如上述步骤S20中记载，可以根据弹性波信号的波形形态计算单位时间内的警报次数，由图6所示的变异系数(cv)与弹性波波形形态的关系对比图可知，弹性波信号的波形形态越接近于突发型，其变异系数越大，弹性波信号的波形形态越接近于连续型，其变异系数越小；由图7所示的信息熵(H)与弹性波波形形态的关系对比图可知，弹性波信号的波形形态越接近于突发型，其信息熵越小，弹性波信号的波形形态越接近于连续型，其信息熵越大。因此，在发明实施例中，可以通过变异系数和/或信息熵将弹性波信号的波形形态进行量化，从而计算警报次数。

在一可选实施例中，由于变异系数和信息熵都可以表征弹性波信号的波形形态，并且，如图8所示，三个不同的试验示例表明，变异系数和信息熵之间近似满足线性关系，并且，弹性波信号的信息熵减小时，变异系数增大，弹性波信号的信息熵增大时，变异系数减小，因此，通过信息熵表征的弹性波波形形态与通过变异系数表征的弹性波波形形态基本不会发生冲突。

因此，在一可选实施例中，可以只根据单位时间内的不同波段的变异系数计算单位时间内的警报次数，也可以只根据信息熵计算单位时间内的警报次数，还可以同时根据单位时间内的不同波段的变异系数和信息熵计算单位时间内的警报次数。

当根据弹性波信号在单位时间内的不同波段的变异系数计算单位时间内的警报次数时，将单位时间中变异系数小于变异系数阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数。

当根据弹性波信号在单位时间内的不同波段的信息熵计算单位时间内的警报次数时，将单位时间中信息熵大于信息熵阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数。

当根据弹性波信号在单位时间内的不同波段的变异系数和信息熵计算单位时间内的警报次数时，将单位时间中变异系数小于变异系数阈值，或，信息熵大于信息熵阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数。

在一可选实施例中，变异系数阈值和信息熵阈值可以根据经验人为设定，也可以通过执行如下步骤确定：

首先，获取尾矿库在不同时刻下的浸润线和渗流数据。

然后，确定浸润线和渗流数据的变化幅度满足第一预设条件的第一参考时间段，获取尾矿库在第一参考时间段内的第一参考弹性波信号，并计算第一参考弹性波信号在第一参考时间段内的变异系数均值，将变异系数均值作为变异系数阈值；

确定浸润线和渗流数据的变化幅度满足第二预设条件的第二参考时间段，获取尾矿库在第二参考时间段内的第二参考弹性波信号，并计算第二参考弹性波信号在第二参考时间段内的信息熵均值，将信息熵均值作为信息熵阈值。

其中，第一预设条件和第二预设条件可以为相同的条件，也可以为不同的条件，获取的第一参考时间段和第二参考时间段，以及第一参考弹性波信号和第二参考弹性波信号可以相同，也可以不同，但是，第一弹性参考弹性波信号和第二弹性波信号所对应的浸润线和渗流数据的变化都需要相对稳定。

在一可选实施例中，由于气候变化、库水位变化等正常现象，会导致尾矿库在稳定状态下的弹性波信号的变异系数和信息熵逐渐发生变化，因此变异系数阈值和信息熵阈值需要动态更新调整，避免对渗流破坏的现象造成误判。

在一具体实施例中，如图9所示，尾矿库未出现渗透破坏现象时(0-3750s)，一共有136次警报分布在106秒内，平均警报次数率为1.28，出现警报的时段占全部时长的2.8％；尾矿库出现渗透破坏时(取渗透破坏即将出现的时段，3750-3882s)，该时段全长142s，一共有643次警报分布在82s内，平均警报次数率为7.84，出现警报的时段占全部时长的62.1％。显然，尾矿库渗流状从稳定状态向出现渗透破坏状态转化时，警报次数增加的速率出现了十分明显的变化，此时应发出警报，在如图9所示的实施例中，是根据弹性波信号的变异系数计算警报次数的。

在本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法中，利用弹性波信号的警报次数演化特征对尾矿库的渗流状态进行评估，进而实现对尾矿库渗透破坏的监测预警。弹性波信号的警报次数率的计算快速，分析简单，因此可以实现全天候实时监测。

本发明实施例还提供了一种尾矿库渗透破坏现象监测装置，如图10所示，包括：

弹性波信号获取模块10，用于获取尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号，详细内容参见上述实施例中对步骤S10的描述，在此不再赘述。

警报次数计算模块20，用于根据弹性波信号计算单位时间内的警报次数，详细内容参见上述实施例中对步骤S20的描述，在此不再赘述。

渗透破坏现象监测模块30，根据单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，预警信号用于表征尾矿库内出现的渗透破坏现象，详细内容参见上述实施例中对步骤S30的描述，在此不再赘述。

本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测方法装置，获取了尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号，并根据弹性波信号在单位时间内的警报次数判断尾矿库内是否发生渗透破坏现象，尾矿颗粒在渗流作用下移动时会产生管涌、流土等渗透破坏现象，而这些现象发生在尾矿库的内部或者深处，在渗透破坏发展的早期难以通过表象的观测发现，本发明实施例采用了声学方法，通过对尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号进行分析，能够及时发现尾矿库内部出现的渗透破坏现象。

本发明实施例还提供了一种尾矿库渗透破坏现象监测系统，如图11所示，包括波导杆1、弹性波传感器2、终端设备3：

波导杆1，用于放置在尾矿库内部中获取并传导弹性波信号，波导杆1的放置方式见上述实施例中的描述，在此不再赘述。

弹性波传感器2，与波导杆1连接，用于采集弹性波信号，并向终端设备3发送弹性波信号。

在一可选实施例中，波导杆1在地表露出0.2m，在端部安装弹性波传感器2，二者的轴线相同。

在一可选实施例中，弹性波传感器2可以是宽带传感器UT-1000。

终端设备3，用于执行如权利要求1-7中任一项的尾矿库渗透破坏现象监测方法。

本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测系统，获取了尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号，并根据弹性波信号在单位时间内的警报次数判断尾矿库内是否发生渗透破坏现象，尾矿颗粒在渗流作用下移动时会产生管涌、流土等渗透破坏现象，而这些现象发生在尾矿库的内部或者深处，在渗透破坏发展的早期难以通过表象的观测发现，本发明实施例采用了声学方法，通过对尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号进行分析，能够及时发现尾矿库内部出现的渗透破坏现象。

在一可选实施例中，如图11所示，本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测系统还包括前置放大器4和信号采集仪5。

前置放大器4分别与弹性波传感器2和信号采集仪5连接，用于将弹性波信号放大，并通过有线的方式将弹性波传感器2采集到的信号传输到信号采集仪5上。前置放大器4的型号可以为2/4/6型。

信号采集仪5分别与前置放大器4和终端设备3连接，用于实时并同步地收集弹性波信号，信号采集仪5可以为PAC Corporation的PCI-II型信号采集仪。

本发明实施例提供的尾矿库渗透破坏现象监测系统，仪器的安装简单快捷，不需额外繁琐的操作。设备的维护也较方便。

本发明实施例提供了一种计算机设备，如图12所示，该计算机设备主要包括一个或多个处理器41以及存储器42，图12中以一个处理器41为例。

该计算机设备还可以包括：输入装置43和输出装置44。

处理器41、存储器42、输入装置43和输出装置44可以通过总线或者其他方式连接，图12中以通过总线连接为例。

处理器41可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器41还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。存储器42可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据尾矿库渗透破坏现象监测装置的使用所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至尾矿库渗透破坏现象监测装置。输入装置43可接收用户输入的计算请求(或其他数字或字符信息)，以及产生与尾矿库渗透破坏现象监测装置有关的键信号输入。输出装置44可包括显示屏等显示设备，用以输出计算结果。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的尾矿库渗透破坏现象监测方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种尾矿库渗透破坏现象监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号；

根据所述弹性波信号计算单位时间内的警报次数；

根据所述单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，所述预警信号用于表征尾矿库内出现的渗透破坏现象；

根据所述弹性波信号计算单位时间内的警报次数，包括：

若在单位时间内具有弹性波信号的至少一个波段，

根据所述弹性波信号在单位时间内的不同波段的幅值，计算所述单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵；

根据所述单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵，计算单位时间内的警报次数；

根据所述单位时间内的不同波段的变异系数计算单位时间内的警报次数，包括：

将单位时间中变异系数小于变异系数阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数；

根据所述单位时间内的不同波段的信息熵计算单位时间内的警报次数，包括：

将单位时间中信息熵大于信息熵阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数。

2.根据权利要求1所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法，其特征在于，通过如下步骤获取所述变异系数阈值：

获取所述尾矿库在不同时刻下的浸润线和渗流数据；

确定所述浸润线和渗流数据的变化幅度满足第一预设条件的第一参考时间段，获取所述尾矿库在所述第一参考时间段内的第一参考弹性波信号；

计算所述第一参考弹性波信号在第一参考时间段内的变异系数均值，将所述变异系数均值作为所述变异系数阈值。

3.根据权利要求1所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法，其特征在于，通过如下步骤获取所述信息熵阈值：

获取所述尾矿库在不同时刻下的浸润线和渗流数据；

确定所述浸润线和渗流数据的变化幅度满足第二预设条件的第二参考时间段，获取所述尾矿库在所述第二参考时间段内的第二参考弹性波信号；

计算所述第二参考弹性波信号在第二参考时间段内的信息熵均值，将所述信息熵均值作为所述信息熵阈值。

4.根据权利要求1所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法，其特征在于，

若在单位时间内不存在弹性波信号，

将所述单位时间内的警报次数确定为0。

5.根据权利要求1所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法，其特征在于，根据所述单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，包括：

当所述单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第一阈值时，发出黄色预警信号；

当所述单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第二阈值时，发出橙色预警信号；

当所述单位时间内的警报次数与警报阈值的商大于第三阈值时，发出红色预警信号；所述第一阈值、第二阈值、第三阈值的值依次增大。

6.根据权利要求1所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法，其特征在于，

所述弹性波信号通过波导杆采集，所述波导杆的一端放置在所述尾矿库内部。

7.一种尾矿库渗透破坏现象监测装置，其特征在于，包括：

弹性波信号获取模块，用于获取尾矿库内部的尾砂颗粒迁移时产生的弹性波信号；

警报次数计算模块，用于根据所述弹性波信号计算单位时间内的警报次数；

渗透破坏现象监测模块，根据所述单位时间内的警报次数发出相应的预警信号，所述预警信号用于表征尾矿库内出现的渗透破坏现象；

根据所述弹性波信号计算单位时间内的警报次数，包括：

若在单位时间内具有弹性波信号的至少一个波段，

根据所述弹性波信号在单位时间内的不同波段的幅值，计算所述单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵；

根据所述单位时间内的不同波段的变异系数和/或信息熵，计算单位时间内的警报次数；

根据所述单位时间内的不同波段的变异系数计算单位时间内的警报次数，包括：

将单位时间中变异系数小于变异系数阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数；

根据所述单位时间内的不同波段的信息熵计算单位时间内的警报次数，包括：

将单位时间中信息熵大于信息熵阈值的波段的数量判定为单位时间内的警报次数。

8.一种尾矿库渗透破坏现象监测系统，其特征在于，包括：

波导杆，用于放置在尾矿库内部中获取并传导弹性波信号；

弹性波传感器，与所述波导杆连接，用于采集所述弹性波信号，并向终端设备发送所述弹性波信号；

终端设备，用于执行如权利要求1-5中任一项所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，从而执行如权利要求1-5中任一项所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-5中任一项所述的尾矿库渗透破坏现象监测方法。

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