CN113639651A - 一种露天矿边坡稳定性预测装置及其预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种露天矿边坡稳定性预测装置及其预测方法,包括矿区边坡稳定性预测平台,矿区边坡稳定性预测平台包括数据信息管理系统和边坡预测预警系统组成,数据信息管理系统包括数据采集模块、数据显示模块、数据查询模块组成;本发明系统的数据采集模块对边坡数据进行采集,同时将实时监测数据无线传输到工作主机,然后监测数据通过无线以远程录入的方式传送至远端服务器,用户可进行信息查询、删除、修改等操作,实现监测数据可视化,数据显示模块可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析,预警预测模块提供了预警功能,坡体位移速率超过预警阈值时,系统自动报警,从而有效进行预测预警。
Description
技术领域
本发明涉及预测方法,特别涉及一种露天矿边坡稳定性预测装置及其预测方法,属于采矿技术领域。
背景技术
在露天矿开采中,滑坡灾害在各类灾害中最为频繁,极易导致巨大的经济损失和人员伤亡。近年来,随着我国资源、能源开发工程的不断发展,矿山开采活动的持续增强,矿区滑坡地质灾害日趋严重,滑坡监测预警是矿区风险控制的主要手段,具有成本低、易于实施的特点,但现有矿山边坡监测方法存在着监测周期长、监测精度较低,无法实现实时及自动化监测等缺陷。此外,在监测系统运行过程中,受监测仪器精度和观测条件的影响,监测数据或多或少存在误差。在对监测数据进行处理时,会发现监测数据会出现跳跃,对应的时间一位移关系曲线也出现局部跳跃现象,在此基础上对边坡稳定性的分析和预测,会遇到数据筛选方面的困难,在对滑坡预警阈值研究中,由于边坡破坏的复杂性及滑坡动态监测技术的不成熟,滑坡动态信息难以及时捕捉,对滑坡灾害的定性与定量研究造成了很大困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种露天矿边坡稳定性预测装置及其预测方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种露天矿边坡稳定性预测装置,包括矿区边坡稳定性预测平台,所述矿区边坡稳定性预测平台包括数据信息管理系统和边坡预测预警系统组成,且所述数据信息管理系统包括数据采集模块、数据显示模块、数据查询模块组成,其中,
数据采集模块:自动采集箱在自动采集时间点向埋置于边坡内部的传感器发送数据采集命令,传感器响应命令进行采集,监测数据通过无线网络发送至监控主机,监测主机将数据分享至远程终端;
数据显示模块:可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析处理,将监测数据生成Excel表格保存在数据库中,图表生成单元提取数据然后实时生成监测信息图表;
数据查询模块:可以查询采矿项目基本信息、采矿工程地质状况、监测设备的参数、性能等基本信息,系统监控主机提供了监测断面位置的选择和传感器的布局图,可以对每个传感器的历史数据进行查询。
所述边坡预测预警系统包括预测预警模块,所述预测预警模块的主要功能如下:根据所采集的历史数据进行智能分析,从而给出坡体的变形状态在一定时间段内的发展趋势,使决策管理人员能够及早发现问题,能够及时采取措施将事故消灭在萌芽状态下,提高坡体安全性和可控性,用户可根据需要设置预警阈值,一定时期内,坡体位移速率超过预警阈值时,系统自动报警。
作为本发明的一种优选技术方案,所述数据采集模块包括多组测斜仪、自动采集箱、分段供电箱、太阳能控制器和中继器,且多组测斜仪均通过支线电缆和主线电缆与自动采集箱电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述自动采集箱由数据采集箱、无线发射器、太阳能电池和太阳能控制器组成,其中,数据采集箱通过无线发射器将数据发送至监控主机,太阳能电池为数据采集箱供电,太阳能控制器对太阳能电池进行控制。
作为本发明的一种优选技术方案,所述数据显示模块包括数据分析单元、图表生成单元和数据显示单元,其中,
数据分析单元:可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析处理,并自动生成Excel表格将监测数据保存在数据库中;
图表生成单元:自动提取数据库中的Excel表格数据,从而绘制出各类图表,实时显示边坡的变形情况,并根据历史数据进行智能分析,给出边坡的变形状态在一定时间段内的发展趋势;
数据显示单元:对传感器采集的数据图表进行实时显示,便于预警分析;
作为本发明的一种优选技术方案,数据分析单元采用未确知滤波法对监测数据进行分析处理。
作为本发明的一种优选技术方案,所述预测预警模块包括阀值设定单元和预警单元,其中,
阀值设定单元:可通过阀值设定单元设定边坡变形阀值,根据图表生成单元得到的边坡的变形状态在一定时间段内的发展趋势,从而进行预警;
预警单元,当边坡的变形状态安装发展区域达到变形阀值时,预警单元进行预警,同时通过无线网络发送给监控主机。
一种露天矿边坡稳定性预测方法,所述预测方法的具体步骤如下:
S1:所通过无人机获取岩质边坡的不同角度的多张图像,对不同角度的多张图像进行集成,构建岩质边坡的三维模型,对无人机采集获得的边坡三维模型的结构面信息进行分组,分为A组监测区域、B组监测区域和C组监测区域;
S2:在A组监测区域、B组监测区域和C组监测区域分别安装钻孔安装测斜管,且测斜管内布置测斜仪,将各测斜仪连接到数据采集箱;
S3:数据采集箱在系统设定时间点向测斜仪传感器发送采集命令,传感器响应命令并将数据存储于传感器上,完成数据的自动、实时采集,无线发射采用GSM网络,数据汇总至自动采集箱后,通过无线网络发送至监控主机,完成数据的实时显示。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明一种露天矿边坡稳定性预测装置及其预测方法,系统的数据采集模块对边坡数据进行采集,同时将实时监测数据无线传输到工作主机,然后监测数据通过无线以远程录入的方式传送至远端服务器,用户可进行信息查询、删除、修改等操作,实现监测数据可视化,数据显示模块可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析,数据查询模块可以查询工程项目基本信息,边坡工程地质状况,监测设备的参数、性能等基本信息,预警预测模块提供了预警功能,用户可根据需要设置预警阈值,一定时期内,坡体位移速率超过预警阈值时,系统自动报警,从而有效进行预测预警。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的数据采集模块采集数据的传输程序示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-2,本发明提供了一种露天矿边坡稳定性预测装置及其预测方法的技术方案:一种露天矿边坡稳定性预测装置,包括矿区边坡稳定性预测平台,所述矿区边坡稳定性预测平台包括数据信息管理系统和边坡预测预警系统组成,且所述数据信息管理系统包括数据采集模块、数据显示模块、数据查询模块组成,其中,
数据采集模块:自动采集箱在自动采集时间点向埋置于边坡内部的传感器发送数据采集命令,传感器响应命令进行采集,监测数据通过无线网络发送至监控主机,监测主机将数据分享至远程终端;
数据显示模块:可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析处理,将监测数据生成Excel表格保存在数据库中,图表生成单元提取数据然后实时生成监测信息图表;
数据查询模块:可以查询采矿项目基本信息、采矿工程地质状况、监测设备的参数、性能等基本信息,系统监控主机提供了监测断面位置的选择和传感器的布局图,可以对每个传感器的历史数据进行查询。
边坡预测预警系统包括预测预警模块,所述预测预警模块的主要功能如下:根据所采集的历史数据进行智能分析,从而给出坡体的变形状态在一定时间段内的发展趋势,使决策管理人员能够及早发现问题,能够及时采取措施将事故消灭在萌芽状态下,提高坡体安全性和可控性,用户可根据需要设置预警阈值,一定时期内,坡体位移速率超过预警阈值时,系统自动报警。
数据采集模块包括多组测斜仪、自动采集箱、分段供电箱、太阳能控制器和中继器,且多组测斜仪均通过支线电缆和主线电缆与自动采集箱电性连接。
自动采集箱由数据采集箱、无线发射器、太阳能电池和太阳能控制器组成,其中,数据采集箱通过无线发射器将数据发送至监控主机,太阳能电池为数据采集箱供电,太阳能控制器对太阳能电池进行控制。
数据显示模块包括数据分析单元、图表生成单元和数据显示单元,其中,
数据分析单元:可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析处理,并自动生成Excel表格将监测数据保存在数据库中;
图表生成单元:自动提取数据库中的Excel表格数据,从而绘制出各类图表,实时显示边坡的变形情况,并根据历史数据进行智能分析,给出边坡的变形状态在一定时间段内的发展趋势;
数据显示单元:对传感器采集的数据图表进行实时显示,便于预警分析;
数据分析单元采用未确知滤波法对监测数据进行分析处理。
预测预警模块包括阀值设定单元和预警单元,其中,阀值设定单元:可通过阀值设定单元设定边坡变形阀值,根据图表生成单元得到的边坡的变形状态在一定时间段内的发展趋势,从而进行预警;
预警单元,当边坡的变形状态安装发展区域达到变形阀值时,预警单元进行预警,同时通过无线网络发送给监控主机。
一种露天矿边坡稳定性预测方法,预测方法的具体步骤如下:
S1:所通过无人机获取岩质边坡的不同角度的多张图像,对不同角度的多张图像进行集成,构建岩质边坡的三维模型,对无人机采集获得的边坡三维模型的结构面信息进行分组,分为A组监测区域、B组监测区域和C组监测区域;
S2:在A组监测区域、B组监测区域和C组监测区域分别安装钻孔安装测斜管,且测斜管内布置测斜仪,将各测斜仪连接到数据采集箱;
S3:数据采集箱在系统设定时间点向测斜仪传感器发送采集命令,传感器响应命令并将数据存储于传感器上,完成数据的自动、实时采集,无线发射采用GSM网络,数据汇总至自动采集箱后,通过无线网络发送至监控主机,完成数据的实时显示。
在本发明的描述中,需要理解的是,指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种露天矿边坡稳定性预测装置,包括矿区边坡稳定性预测平台,其特征在于,所述矿区边坡稳定性预测平台包括数据信息管理系统和边坡预测预警系统组成,且所述数据信息管理系统包括数据采集模块、数据显示模块、数据查询模块组成,其中,
数据采集模块:自动采集箱在自动采集时间点向埋置于边坡内部的传感器发送数据采集命令,传感器响应命令进行采集,监测数据通过无线网络发送至监控主机,监测主机将数据分享至远程终端;
数据显示模块:可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析处理,将监测数据生成Excel表格保存在数据库中,图表生成单元提取数据然后实时生成监测信息图表;
数据查询模块:可以查询采矿项目基本信息、采矿工程地质状况、监测设备的参数、性能等基本信息,系统监控主机提供了监测断面位置的选择和传感器的布局图,可以对每个传感器的历史数据进行查询。
所述边坡预测预警系统包括预测预警模块,所述预测预警模块的主要功能如下:根据所采集的历史数据进行智能分析,从而给出坡体的变形状态在一定时间段内的发展趋势,使决策管理人员能够及早发现问题,能够及时采取措施将事故消灭在萌芽状态下,提高坡体安全性和可控性,用户可根据需要设置预警阈值,一定时期内,坡体位移速率超过预警阈值时,系统自动报警。
2.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡稳定性预测装置,其特征在于:所述数据采集模块包括多组测斜仪、自动采集箱、分段供电箱、太阳能控制器和中继器,且多组测斜仪均通过支线电缆和主线电缆与自动采集箱电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种露天矿边坡稳定性预测装置,其特征在于:所述自动采集箱由数据采集箱、无线发射器、太阳能电池和太阳能控制器组成,其中,数据采集箱通过无线发射器将数据发送至监控主机,太阳能电池为数据采集箱供电,太阳能控制器对太阳能电池进行控制。
4.根据权利要求1所述的一种露天矿边坡稳定性预测装置,其特征在于:所述数据显示模块包括数据分析单元、图表生成单元和数据显示单元,其中,
数据分析单元:可根据监测数据对边坡内部位移场、单点沉降和倾斜进行分析处理,并自动生成Excel表格将监测数据保存在数据库中;
图表生成单元:自动提取数据库中的Excel表格数据,从而绘制出各类图表,实时显示边坡的变形情况,并根据历史数据进行智能分析,给出边坡的变形状态在一定时间段内的发展趋势;
数据显示单元:对传感器采集的数据图表进行实时显示,便于预警分析;
5.根据权利要求4所述的一种露天矿边坡稳定性预测装置,其特征在于:数据分析单元采用未确知滤波法对监测数据进行分析处理。
6.根据权利要求4所述的一种露天矿边坡稳定性预测装置,其特征在于:所述预测预警模块包括阀值设定单元和预警单元,其中,
阀值设定单元:可通过阀值设定单元设定边坡变形阀值,根据图表生成单元得到的边坡的变形状态在一定时间段内的发展趋势,从而进行预警;
预警单元,当边坡的变形状态安装发展区域达到变形阀值时,预警单元进行预警,同时通过无线网络发送给监控主机。
7.一种露天矿边坡稳定性预测方法,其特征在于,所述预测方法的具体步骤如下:
S1:所通过无人机获取岩质边坡的不同角度的多张图像,对不同角度的多张图像进行集成,构建岩质边坡的三维模型,对无人机采集获得的边坡三维模型的结构面信息进行分组,分为A组监测区域、B组监测区域和C组监测区域;
S2:在A组监测区域、B组监测区域和C组监测区域分别安装钻孔安装测斜管,且测斜管内布置测斜仪,将各测斜仪连接到数据采集箱;
S3:数据采集箱在系统设定时间点向测斜仪传感器发送采集命令,传感器响应命令并将数据存储于传感器上,完成数据的自动、实时采集,无线发射采用GSM网络,数据汇总至自动采集箱后,通过无线网络发送至监控主机,完成数据的实时显示。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211112 |
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