一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，包括設(shè)置在干灘壩體頂部的平行設(shè)置的多個(gè)激光測(cè)距儀、第一通信模塊、設(shè)置在尾礦庫庫區(qū)水面上的超聲波液位計(jì)、第二通信模塊及上位機(jī)；所述激光測(cè)距儀通過第一通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，所述超聲波液位計(jì)通過第二通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信；在干灘上任意選取多個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)由一個(gè)激光測(cè)距儀監(jiān)測(cè)；利用所述系統(tǒng)對(duì)干灘進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用事先采集的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)建立和實(shí)時(shí)修正干灘水面分界線模型，獲得了實(shí)時(shí)的干灘的面積，提高了干灘測(cè)量的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性，為預(yù)警提供了準(zhǔn)確的信息，避免了安全隱患。
【專利說明】一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明屬于土木工程安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，涉及一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]尾礦庫壩體前干灘的測(cè)量是尾礦庫安全監(jiān)測(cè)中非常重要的環(huán)節(jié)，干灘的主要參數(shù)包括干灘長(zhǎng)度、干灘面積和干灘水面分界線，這些參數(shù)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(huì)引起干灘的變化，導(dǎo)致尾礦會(huì)出現(xiàn)一定程度的危險(xiǎn)，干灘的這些參數(shù)直接決定了壩體的穩(wěn)定程度，干灘監(jiān)測(cè)和維護(hù)不到位會(huì)導(dǎo)致壩體失穩(wěn)乃至潰壩。因此需要在重點(diǎn)區(qū)域和特殊位置進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)測(cè)量干灘長(zhǎng)度、干灘面積和干灘水面分界線，作為維護(hù)保養(yǎng)的依據(jù)。目前尾礦庫干灘的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法主要著重于其長(zhǎng)度的測(cè)量，而缺乏干灘全局的參數(shù)測(cè)量，且長(zhǎng)度測(cè)量大都采用單一傳感器測(cè)量，很難實(shí)現(xiàn)全天候全方位的實(shí)時(shí)測(cè)量，無法及時(shí)提供警報(bào)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)上述【背景技術(shù)】中存在的尾礦庫干灘監(jiān)測(cè)參數(shù)單一、測(cè)量不及時(shí)的問題，提供了一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
[0004]一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括設(shè)置在干灘壩體頂部的平行設(shè)置的多個(gè)激光測(cè)距儀、第一通信模塊、設(shè)置在尾礦庫庫區(qū)水面上的超聲波液位計(jì)、第二通信模塊及上位機(jī)；
[0005]所述激光測(cè)距儀通過第一通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，所述超聲波液位計(jì)通過第二通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信；
[0006]在干灘上任意選取多個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D，每個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D由一個(gè)激光測(cè)距儀監(jiān)測(cè)；多個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D分別位于多個(gè)激光測(cè)距儀所在的豎直平面內(nèi)；
[0007]所述激光測(cè)距儀用于測(cè)量干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)與激光測(cè)距儀之間的距離。
[0008]激光測(cè)距儀與垂直平面的夾角使用傾角儀事先測(cè)定。
[0009]所述第一通信模塊和第二通信模塊為無線通信模塊，采用GPRS通信、短波數(shù)傳、Zigbee、CDMA或無線局域網(wǎng)。
[0010]一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，采用所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)過程如下:
[0011]步驟1:通過全站儀測(cè)量得到的尾礦庫干灘中多個(gè)干灘剖面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)以及灘頂高程；
[0012]所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)是指測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的激光測(cè)距儀所在的位置距離壩體頂部的距離，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)是指監(jiān)測(cè)點(diǎn)的干灘長(zhǎng)度距離；
[0013]步驟2:利用步驟I獲得的每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)，采用多項(xiàng)式擬合的數(shù)學(xué)方法建立干灘曲線模型；[0014]干灘曲線模型為
【權(quán)利要求】
1.一種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在干灘壩體頂部的平行設(shè)置的多個(gè)激光測(cè)距儀、第一通信模塊、設(shè)置在尾礦庫庫區(qū)水面上的超聲波液位計(jì)、第二通信模塊及上位機(jī)； 所述激光測(cè)距儀通過第一通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信，所述超聲波液位計(jì)通過第二通信模塊與上位機(jī)進(jìn)行通信； 在干灘上任意選取多個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D，每個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D由一個(gè)激光測(cè)距儀監(jiān)測(cè)；多個(gè)干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)D分別位于多個(gè)激光測(cè)距儀所在的豎直平面內(nèi)； 所述激光測(cè)距儀用于測(cè)量干灘監(jiān)測(cè)點(diǎn)與激光測(cè)距儀之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通信模塊和第二通信模塊為無線通信模塊，采用GPRS通信、短波數(shù)傳、Zigbee、CDMA或無線局域網(wǎng)。
3.—種尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1或2所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)過程如下: 步驟1:通過全站儀測(cè)量得到的尾礦庫干灘中多個(gè)干灘剖面上監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)以及灘頂高程； 所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)是指測(cè)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的激光測(cè)距儀所在的位置距離壩體頂部的距離，所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的縱坐標(biāo)是指監(jiān)測(cè)點(diǎn)的干灘長(zhǎng)度距離； 步驟2:利用步驟I獲得的每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)，采用多項(xiàng)式擬合的數(shù)學(xué)方法建立干灘曲線模型； 干灘曲線模型為
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3依據(jù)三角函數(shù)獲得干灘長(zhǎng)度BE的計(jì)算過程如下: (1)由余弦定理計(jì)算出監(jiān)測(cè)距離灘頂?shù)木嚯xBD;
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，通過設(shè)置尾礦參數(shù)的安全范圍，判斷步驟4獲得的尾礦水位、步驟5獲得的干灘面積或干灘長(zhǎng)度是否超出尾礦參數(shù)的安全范圍，若超出了，則觸發(fā)預(yù)警信號(hào)； 所述設(shè)置尾礦參數(shù)的安全范圍包括尾礦水位的安全范圍[a，b]、干灘面積的安全范圍[c，d]以及干灘長(zhǎng)度的安全范圍[e，f]。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2中建立的干灘曲線數(shù)學(xué)模型利用步驟3獲得的實(shí)時(shí)干灘長(zhǎng)度進(jìn)行修正。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的尾礦庫干灘參數(shù)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，利用可視化模塊將上位機(jī)獲得的干 灘面積、干灘形狀、干灘長(zhǎng)度、干灘坡度及尾礦水位進(jìn)行顯示。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK103837196SQ201410097396
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】莫培旺, 肖赤心 申請(qǐng)人:湖南五舟檢測(cè)科技有限公司