一种尾矿库干滩长度在线监测的方法
【专利摘要】本发明公开了一种尾矿库干滩长度在线监测的方法，首先在尾矿库的干滩面上依次布置一定数量的渗压计，以获取实时的浸润线；当每个测点的布置位置确定后，测量每个测点所在位置的三维坐标；根据所述干滩面走向与坝体走向的不同相对位置，建立相应的库长-坝高坐标系；再根据所测量的各个测点的三维坐标，拟合到所建立的相应坐标系内，计算出所需的干滩长度。该方法能适用不同形状的干滩面，提高干滩长度的监测精度，并减少系统雷击概率，进而提高系统的防雷可靠性。
【专利说明】一种尾矿库干滩长度在线监测的方法【技术领域】
[0001]本发明涉及矿冶【技术领域】，尤其涉及一种尾矿库干滩长度在线监测的方法。
【背景技术】
[0002]目前，干滩长度是尾矿库运行的一个重要指标，其意义在于控制尾矿库水位，防止发生溢坝危险，因此实时监控尾矿库干滩长度是尾矿库日常管理的重要工作。而准确的干滩长度测量方法必须首先要解决的关键问题则是适应性、精度、可靠性以及成本；由于不同尾矿库干滩长度以及干滩面形状走向各不相同，当前常用的各种干滩长度测量方法都不能适应所有干滩面，其应用存在很大的局限性，且精度和可靠性较低，成本也较高，因此探索新的能解决以上关键问题的监测方式来测量干滩长度成为当前急需要解决的问题。
[0003]现有技术方案中，坡度推算法是当前尾矿库在线监测系统中使用最多的一种干滩长度测量方法，其基本原理为:在尾矿库干滩上设置多个剖面，每个剖面设多个监测点，其中第一监测点设置在靠近坝体的干滩滩顶处，第二监测点则对应地设置在从坝体向库区水位方向按国家标准规定的距离位置，后面根据需求可以再布置多个测点。在设定的监测点埋设立杆，安装波物位计，预先测定好物位计的高程及相对距离，通过测量物位计距滩面的高度来计算干滩高程，求出干滩坡度，再结合水面高度来计算干滩长度、安全超高等信息。坡度推算法缺点是当干滩长度较长时，如果布置干滩高程测点较少，虽费用较低，但根本无法反映真实干滩坡度，使得计算出的干滩长度误差较大，误差最大可达数百米；若布置的高程测点较多，虽能提高坡度与长度测量精度，但是费用较高，且设备置于干滩上，易遭雷击，系统防雷能力较弱。同时，对于干滩面弯曲或与坝顶斜交的情况，所测的干滩长度与实际情况相差较大，无法反应真实情况。
[0004]图像识别方法在部分尾矿库干滩长度测量中进行了应用，其基本原理是:应用图像识别技术将尾矿库干滩图像二值化，从而使干滩图像变得简单，而且数据量减小，并能凸显出尾矿坝坝体及干滩的轮廓。其次，将二值化后的干滩图像进行处理与分析，利用像素检测技术计算分析干滩高度，进而`分析出所需要的精确的数据结果，最后利用识别出的干滩高度与斜率计算出尾矿库的干滩长度。该方法的缺点是当干滩面弯曲且较长、气象条件不好时(尤其夜晚时，无法测量)，其测量范围受到很大制约，这个时候测量的精度较低，即使有些学者采用多目视觉技术即布置多个镜头叠加来实现，但其费用较高，同样存在夜间无法测量问题，且系统的抗雷电能力也较弱，易遭雷击。
[0005]激光测角测距法是采用激光测距仪结合角度测量仪来进行干滩监测，再结合水位数据可以实时得到滩顶高程、安全超高、干滩坡度和干滩长度等信息。该方法的缺点是当干滩面弯曲且长度较长(数千米)时，其测量距离仍将受到很大制约，当天气条件不好时，激光的测量精度也受很大影响，且其费用非常高，同样设备处于空旷的干滩面上，系统的防雷能力较弱。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种尾矿库干滩长度在线监测的方法，该方法能适用不同形状的干滩面，提高干滩长度的监测精度，并减少系统雷击概率，进而提高系统的防雷可靠性。
[0007]—种尾矿库干滩长度在线监测的方法，所述方法包括:
[0008]在尾矿库的干滩面上依次布置一定数量的渗压计，以获取实时的浸润线；
[0009]当每个测点的布置位置确定后，测量每个测点所在位置的三维坐标；
[0010]根据所述干滩面走向与坝体走向的不同相对位置，建立相应的库长-坝高坐标系;
[0011]再根据所测量的各个测点的三维坐标，拟合到所建立的相应坐标系内，计算出所需的干滩长度。
[0012]所述根据所述干滩面走向与坝体走向的不同相对位置，建立相应的库长-坝高坐标系，具体包括:
[0013]当所述干滩面走向垂直于坝体走向时，以坝脚处的点A为坐标原点，每个测点所在高程Zi作为坐标系统的横坐标Li,每个测点到A的水平距离作为纵坐标Hi,建立各测点所在新的坐标系(Li,氏)。
[0014]当所述干滩面走向弯曲但总体走向垂直于坝体走向时，选择一个主断面作为投影平面b，将其他不在该投影平面上的点投影到该投影平面b (垂直水平面的平面)上，然后在该投影平面b上建立新的坐标系。
[0015]根据所测量的各个测点的三维坐标，拟合到所建立的相应坐标系内，计算出所需的干滩长度，具体包括:
[0016]根据各个测点的三维坐标，拟合到浸润线曲线函数式H=g (L)与库水位高程函数式H=f (L)，通过计算得到干滩曲线与水位的交点坐标(L#，H#)与干滩长度L之间的关系为:
[0017]
【权利要求】
1.一种尾矿库干滩长度在线监测的方法，其特征在于，所述方法包括: 在尾矿库的干滩面上依次布置一定数量的渗压计，以获取实时的浸润线； 当每个测点的布置位置确定后，测量每个测点所在位置的三维坐标； 根据所述干滩面走向与坝体走向的不同相对位置，建立相应的库长-坝高坐标系； 再根据所测量的各个测点的三维坐标，拟合到所建立的相应坐标系内，计算出所需的干滩长度。
2.根据权利要求1所述尾矿库干滩长度在线监测的方法，其特征在于，所述根据所述干滩面走向与坝体走向的不同相对位置，建立相应的库长-坝高坐标系，具体包括: 当所述干滩面走向垂直于坝体走向时，以坝脚处的点A为坐标原点，每个测点所在高程Zi作为坐标系统的横坐标Li,每个测点到A的水平距离作为纵坐标Hi,建立各测点所在新的坐标系(Li,氏)。
3.根据权利要求1所述尾矿库干滩长度在线监测的方法，其特征在于， 当所述干滩面走向弯曲但总体走向垂直于坝体走向时，选择一个主断面作为投影平面b，将其他不在该投影平面上的点投影到该投影平面b (垂直水平面的平面)上，然后在该投影平面b上建立新的坐标系。
4.根据权利要求1-3其中之一所述尾矿库干滩长度在线监测的方法，其特征在于，根据所测量的各个测点的三维坐标，拟合到所建立的相应坐标系内，计算出所需的干滩长度，具体包括:· 根据各个测点的三维坐标，拟合到浸润线曲线函数式H=g (L)与库水位高程函数式H=f(L)，通过计算得到干滩曲线与水位的交点坐标(L#，H*)与干滩长度L之间的关系为:
【文档编号】G01B21/02GK103852041SQ201410079564
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】袁子清, 杨小聪, 张达, 周汉民, 张晓朴, 刘冠洲, 余乐文 申请人:北京矿冶研究总院