基于无人机的尾矿库时空数字化档案建设与风险评价方法与流程

本发明属于风险评价
技术领域：
，具体涉及基于无人机的尾矿库时空数字化档案建设与风险评价方法。
背景技术：
：无人机机载激光扫描系统，集无人机技术和机载三维激光扫描技术的双重优势，可直接获得地表及地物三维信息数据，具有快速、高效、精度高等优点，可进行超低空作业，可到人员无法进入的危险区域完成作业，十分适合尾矿库环境下大范围的数据获取。现有技术中，现有尾矿库数据采集技术十分落后，采集数据困难、数据准确度低，并且无法建立完整的尾矿库时空数字化健康档案，导致尾矿库风险评价存在局限性。技术实现要素：针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于无人机的尾矿库时空数字化档案建设与风险评价方法，用于解决现有尾矿库数据采集技术的落后性、尾矿库时空数字化健康档案的不完整性以及尾矿库风险评价的局限性。为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：基于无人机的尾矿库时空数字化档案建设与风险评价方法，包括如下步骤：s1：利用无人机机载激光扫描系统进行周期性的尾矿库三维数据获取；s2：进行尾矿库三维数据与属性数据的集成，建立尾矿库时空数字化健康档案；s3：基于尾矿库时空数字化健康档案，开展自动与人工相结合的尾矿库生产运行安全控制参数的对比与分析；s4：进行尾矿库安全稳定性分析；s5：根据生产运行安全控制参数和稳定性分析结果，构建尾矿库可视化风险评价分析指标体系并实现尾矿库可视化的风险评价。进一步地，步骤s3中，尾矿库的生产运行安全控制参数包括库区面积、干滩长度、干滩反坡、堆积坝高度、堆积坝外坡比、堆积库容以及坝体表面位移的参数。进一步地，步骤s4中，进行尾矿库安全稳定性分析，基于尾矿库真实三维现状地形，对尾矿库坝体进行多期堆排模拟，分析不同堆排高度下的尾矿库坝体位移和应力场分布情况，并根据其分析坝体堆排高度和坝体变形之间的关系。进一步地，步骤s5中，风险评价模型的公式为：e＝k×p×d式中，e为风险评价模型；k为强制性稳态指标；p为基础性保障指标；d为高风险动态指标。进一步地，强制性稳态指标包括固有关键因素指标、设施关键因素指标以及生产关键因素指标；固有关键因素指标包括：库容、坝高以及下游环境；设施关键因素指标包括：防排洪系统、排渗设施以及坝体；生产关键因素指标包括：堆积坝上升速度、堆积坝外坡比以及浸润线埋深。进一步地，强制性稳态指标模型的公式为：k＝k1×k2×k3×...×km式中，k为强制性稳态指标；km为强制性稳态关键因素指标；m为强制性稳态关键因素指标变量。进一步地，基础性保障指标包括固有危险性指标和现实危险性指标；固有危险性指标包括尾矿库自身固有危险指标和尾矿库外部固有危险指标；尾矿库自身固有危险指标包括全库容、坝高、尾矿库等级包括已使用年限；尾矿库外部固有危险指标包括坝址区地震基本烈度、库周边山体有无产生滑坡或泥石流的条件、库区是否处于岩溶或裂缝发育地区、多年平均降水量以及最大一日降水量；现实危险性指标包括尾矿库安全度评价指标和尾矿库其他隐患指标；尾矿库安全度评价指标包括安全度分类、最小干滩长度、最小安全超高以及尾矿坝的状况；尾矿库其他隐患指标包括监测系统和库区有无影响尾矿库安全的外界人为因素。进一步地，基础性保障指标模型的公式为：式中，p为基础性保障指标；ai为评价指标；ri为评价指标权重；i为评价指标变量；n为评价指标数量。进一步地，高风险动态指标包括干滩长度和表面位移。进一步地，高风险动态指标模型的公式为：d＝d1×d2×d3×...×dt式中，d为高风险动态指标；dt为高风险动态关键因素指标；t为高风险动态关键因素指标变量。本方案的有益效果为：(1)本发明使用无人机机载激光扫描系统采集尾矿库三维数据，提高了数据的准确度，解决了现有尾矿库数据采集技术的落后性；(2)本发明建立了完整的尾矿库时空数字化健康档案，提高了评价方法的实用性；(3)本发明开展尾矿库生产运行安全控制参数的对比与分析，根据生产运行安全控制参数和稳定性分析结果，构建尾矿库可视化风险评价分析指标体系并实现尾矿库可视化的风险评价，消除了风险评价模型的局限性。附图说明图1为基于无人机的尾矿库时空数字化档案建设与风险评价方法流程图。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本
技术领域：
的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本
技术领域：
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。基于无人机的尾矿库时空数字化档案建设与风险评价方法，包括如下步骤：s1：利用无人机机载激光扫描系统进行周期性的尾矿库三维数据获取；s2：进行尾矿库三维数据与属性数据的集成，建立尾矿库时空数字化健康档案；s3：基于尾矿库时空数字化健康档案，开展自动与人工相结合的尾矿库生产运行安全控制参数的对比与分析；尾矿库的生产运行安全控制参数包括库区面积、干滩长度、干滩反坡、堆积坝高度、堆积坝外坡比、堆积库容以及坝体表面位移的参数；是构建尾矿库可视化风险评价分析指标体系的重要组成部分；使用生产运行安全控制参数，进行动态监测分析，并与设计资料进行对比，可发现是否符合设计及安全规程要求；可分析得到参数的发展变化趋势，及时进行尾矿库堆排方案的变更，提前预防不安全事件的发生；s4：进行尾矿库安全稳定性分析；进行尾矿库安全稳定性分析，基于尾矿库真实三维现状地形，对尾矿库坝体进行多期堆排模拟，分析不同堆排高度下的尾矿库坝体位移和应力场分布情况，并根据其分析坝体堆排高度和坝体变形之间的关系；s5：根据生产运行安全控制参数和稳定性分析结果，综合考虑重大危险源各类指标因素的特点，构建尾矿库可视化风险评价分析指标体系并实现尾矿库可视化的风险评价；风险评价模型的公式为：e＝k×p×d式中，e为风险评价模型；k为强制性稳态指标；p为基础性保障指标；d为高风险动态指标；尾矿库风险分为4级，与e值对应关系如表1重大危险源分级表所示；表1取值范围[0，3)[3，5)[5，6)[6，9]风险分级重大风险较大风险一般风险低风险预警分级红色橙色黄色蓝色等级ⅰⅱⅲⅳ强制性稳态指标包括固有关键因素指标、设施关键因素指标以及生产关键因素指标；固有关键因素指标包括：库容、坝高以及下游环境；设施关键因素指标包括：防排洪系统、排渗设施以及坝体；生产关键因素指标包括：堆积坝上升速度、堆积坝外坡比以及浸润线埋深；强制性稳态指标模型的公式为：k＝k1×k2×k3×...×km式中，k为强制性稳态指标；km为强制性稳态关键因素指标；m为强制性稳态关键因素指标变量；基础性保障指标包括固有危险性指标和现实危险性指标；固有危险性指标包括尾矿库自身固有危险指标和尾矿库外部固有危险指标；尾矿库自身固有危险指标包括全库容、坝高、尾矿库等级包括已使用年限；尾矿库外部固有危险指标包括坝址区地震基本烈度、库周边山体有无产生滑坡或泥石流的条件、库区是否处于岩溶或裂缝发育地区、多年平均降水量以及最大一日降水量；现实危险性指标包括尾矿库安全度评价指标和尾矿库其他隐患指标；尾矿库安全度评价指标包括安全度分类、最小干滩长度、最小安全超高以及尾矿坝的状况；尾矿库其他隐患指标包括监测系统和库区有无影响尾矿库安全的外界人为因素；基础性保障指标模型的公式为：式中，p为基础性保障指标；ai为评价指标；ri为评价指标权重；i为评价指标变量；n为评价指标数量；高风险动态指标包括干滩长度和表面位移；高风险动态指标模型的公式为：d＝d1×d2×d3×...×dt式中，d为高风险动态指标；dt为高风险动态关键因素指标；t为高风险动态关键因素指标变量。本发明提供的一种基于无人机的尾矿库时空数字化档案建设与风险评价方法，解决了现有尾矿库数据采集技术的落后性、尾矿库时空数字化健康档案的不完整性以及尾矿库风险评价的局限性。当前第1页12