一种尾矿库干滩参数监测系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种尾矿库干滩参数监测系统及方法，包括设置在干滩坝体顶部的平行设置的多个激光测距仪、第一通信模块、设置在尾矿库库区水面上的超声波液位计、第二通信模块及上位机；所述激光测距仪通过第一通信模块与上位机进行通信，所述超声波液位计通过第二通信模块与上位机进行通信；在干滩上任意选取多个干滩监测点，每个干滩监测点由一个激光测距仪监测；利用所述系统对干滩进行监测，利用事先采集的数据和实时采集的数据建立和实时修正干滩水面分界线模型，获得了实时的干滩的面积，提高了干滩测量的实时性与准确性，为预警提供了准确的信息，避免了安全隐患。
【专利说明】一种尾矿库干滩参数监测系统及方法【技术领域】[0001]本发明属于土木工程安全监测领域，涉及一种尾矿库干滩参数监测系统及方法。【背景技术】
[0002]尾矿库坝体前干滩的测量是尾矿库安全监测中非常重要的环节，干滩的主要参数包括干滩长度、干滩面积和干滩水面分界线，这些参数随着外部因素变化而变化，这些外部因素包括尾矿矿砂的注入、尾矿中水量的变化、雨水阳光等会引起干滩的变化，导致尾矿会出现一定程度的危险，干滩的这些参数直接决定了坝体的稳定程度，干滩监测和维护不到位会导致坝体失稳乃至溃坝。因此需要在重点区域和特殊位置进行相应的监测，实时测量干滩长度、干滩面积和干滩水面分界线，作为维护保养的依据。目前尾矿库干滩的监测系统和方法主要着重于其长度的测量，而缺乏干滩全局的参数测量，且长度测量大都采用单一传感器测量，很难实现全天候全方位的实时测量，无法及时提供警报信息。
【发明内容】
[0003]本发明针对上述【背景技术】中存在的尾矿库干滩监测参数单一、测量不及时的问题，提供了一种尾矿库干滩参数监测系统及方法。
[0004]一种尾矿库干滩参数监测系统，包括设置在干滩坝体顶部的平行设置的多个激光测距仪、第一通信模块、设置在尾矿库库区水面上的超声波液位计、第二通信模块及上位机；
[0005]所述激光测距仪通过第一通信模块与上位机进行通信，所述超声波液位计通过第二通信模块与上位机进行通信；
[0006]在干滩上任意选取多个干滩监测点D，每个干滩监测点D由一个激光测距仪监测；多个干滩监测点D分别位于多个激光测距仪所在的竖直平面内；
[0007]所述激光测距仪用于测量干滩监测点与激光测距仪之间的距离。
[0008]激光测距仪与垂直平面的夹角使用倾角仪事先测定。
[0009]所述第一通信模块和第二通信模块为无线通信模块，采用GPRS通信、短波数传、Zigbee、CDMA或无线局域网。
[0010]一种尾矿库干滩参数监测方法，采用所述的尾矿库干滩参数监测系统，监测过程如下:
[0011]步骤1:通过全站仪测量得到的尾矿库干滩中多个干滩剖面上监测点的横坐标、纵坐标以及滩顶高程；
[0012]所述监测点的横坐标是指测量监测点的激光测距仪所在的位置距离坝体顶部的距离，所述监测点的纵坐标是指监测点的干滩长度距离；
[0013]步骤2:利用步骤I获得的每个监测点的横坐标及纵坐标，采用多项式拟合的数学方法建立干滩曲线模型；[0014]干滩曲线模型为
【权利要求】
1.一种尾矿库干滩参数监测系统，其特征在于，包括设置在干滩坝体顶部的平行设置的多个激光测距仪、第一通信模块、设置在尾矿库库区水面上的超声波液位计、第二通信模块及上位机； 所述激光测距仪通过第一通信模块与上位机进行通信，所述超声波液位计通过第二通信模块与上位机进行通信； 在干滩上任意选取多个干滩监测点D，每个干滩监测点D由一个激光测距仪监测；多个干滩监测点D分别位于多个激光测距仪所在的竖直平面内； 所述激光测距仪用于测量干滩监测点与激光测距仪之间的距离。
2.根据权利要求1所述的尾矿库干滩参数监测系统，其特征在于，所述第一通信模块和第二通信模块为无线通信模块，采用GPRS通信、短波数传、Zigbee、CDMA或无线局域网。
3.—种尾矿库干滩参数监测方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的尾矿库干滩参数监测系统，监测过程如下: 步骤1:通过全站仪测量得到的尾矿库干滩中多个干滩剖面上监测点的横坐标、纵坐标以及滩顶高程； 所述监测点的横坐标是指测量监测点的激光测距仪所在的位置距离坝体顶部的距离，所述监测点的纵坐标是指监测点的干滩长度距离； 步骤2:利用步骤I获得的每个监测点的横坐标及纵坐标，采用多项式拟合的数学方法建立干滩曲线模型； 干滩曲线模型为
4.根据权利要求3所述的尾矿库干滩参数监测方法，其特征在于，所述步骤3依据三角函数获得干滩长度BE的计算过程如下: (1)由余弦定理计算出监测距离滩顶的距离BD;
5.根据权利要求4所述的尾矿库干滩参数监测方法，其特征在于，通过设置尾矿参数的安全范围，判断步骤4获得的尾矿水位、步骤5获得的干滩面积或干滩长度是否超出尾矿参数的安全范围，若超出了，则触发预警信号； 所述设置尾矿参数的安全范围包括尾矿水位的安全范围[a，b]、干滩面积的安全范围[c，d]以及干滩长度的安全范围[e，f]。
6.根据权利要求5所述的尾矿库干滩参数监测方法，其特征在于，所述步骤2中建立的干滩曲线数学模型利用步骤3获得的实时干滩长度进行修正。
7.根据权利要求6所述的尾矿库干滩参数监测方法，其特征在于，利用可视化模块将上位机获得的干 滩面积、干滩形状、干滩长度、干滩坡度及尾矿水位进行显示。
【文档编号】G01D21/02GK103837196SQ201410097396
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】莫培旺, 肖赤心 申请人:湖南五舟检测科技有限公司