[發(fā)明專利]一種尾礦庫在線監(jiān)測及綜合預警方法

在審

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• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112767655A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 蔣水華;彭浩;黃勁松;黃發(fā)明;姚池
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 王力文

1.一種尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)及綜合預警方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：確定干灘長度預警閾值、浸潤線埋深預警閾值、水位預警閾值和邊坡安全系數預警閾值在規(guī)范內的最小值，將上述預警閾值設定三種預警等級；

S2：系統(tǒng)數據庫接收監(jiān)測模塊時刻間隔為Δt的監(jiān)測數據，通過數據線纜將監(jiān)測數據傳輸至數據采集箱，并存至系統(tǒng)數據庫；后臺數據處理中心調取系統(tǒng)數據庫中的檢測數據，并將其轉化為預警參數；

所述監(jiān)測數據包括庫區(qū)降雨量、庫內水位、干灘長度、干灘坡度和灘頂高程以及各壩體斷面浸潤點高程；

S3：將每個時刻水位檢測模塊監(jiān)測所得庫內水位高程所轉化的預警參數與設置的水位預警閾值進行對比，大于預警閾值時進行預警，并判斷預警等級；

將每個時刻干灘監(jiān)測模塊監(jiān)測所得干灘長度與設置的干灘長度預警閾值進行對比，小于預警閾值時進行預警，并判斷預警等級；

S4：通過化引干灘長度計算方法根據干灘監(jiān)測模塊實測的干灘長度計算化引干灘長度，根據干灘監(jiān)測模塊中測得的干灘坡度和灘頂高程換算化引庫水位，化引庫水位與化引干灘的交點為浸潤線入滲點；

浸潤線入滲點結合浸潤線監(jiān)測模塊監(jiān)測所得的浸潤點高程結合入滲點，采用最小二乘法擬合出壩體內部浸潤線的近似函數表達式；通過浸潤線的近似表達式和壩體斷面幾何尺寸計算出每個時刻的浸潤線最小埋深，并與設置的浸潤線埋深預警閾值比較，小于預警閾值時進行預警，并判斷預警等級；

S5：當所述庫區(qū)降水量數據不為0時，將監(jiān)測數據與所述S4中的浸潤線數據作為條件，并基于壩體斷面幾何尺寸構建尾礦庫滲流二維分析模型，計算出尾礦庫斷面孔隙水壓力分布圖，將尾礦庫斷面孔隙水壓力分布圖作為計算條件；

當所述降雨監(jiān)測模塊的監(jiān)測數據為0時，將所述S4中的浸潤線數據作為計算條件；

S6：根據所述S5中的計算條件，并輸入筑壩土體和尾砂的力學參數，采用簡化畢肖普法進行邊坡穩(wěn)定計算，獲得監(jiān)測斷面每個時刻的最危險滑面和最小安全系數F_S，并將計算所得的最小安全系數F_S與設置的邊坡安全系數預警閾值比較，小于預警閾值時進行預警，并判斷預警等級；

S7：所述S3、S4和S6中任意一項對比結果超出對應的預警閾值，選取最大的預警等級進行預警。

2.根據權利要求1所述的尾礦庫在線監(jiān)測及綜合預警方法，其特征在于，所述S1中的干灘長度預警閾值、浸潤線埋深預警閾值和邊坡安全系數預警閾值的三種預警等級包括紅色、橙色和黃色三種預警等級；其中：紅色預警閾值為規(guī)范內的最小值，橙色預警閾值為紅色預警閾值的1.1倍，黃色預警閾值為紅色預警閾值的1.2倍；

所述水位預警閾值的三種預警等級，從大到小分別為紅色預警閾值、橙色預警閾值和黃色預警閾值；其中：紅色預警閾值＝壩頂高程-規(guī)范內最小安全超高；橙色預警閾值＝壩頂高程-規(guī)范內最小安全超高×1.1；黃色預警閾值＝壩頂高程-規(guī)范內最小安全超高×1.2。

3.根據權利要求2所述的尾礦庫在線監(jiān)測及綜合預警方法，其特征在于，所述S2中，根據各個監(jiān)測模塊向所述數據采集箱傳輸的監(jiān)測數據的傳輸頻率確定進行預警的時間間隔Δt，所述系統(tǒng)數據庫接收的監(jiān)測數據為第Δt、2Δt、Δt、…、nΔt個時刻的監(jiān)測數據。

4.根據權利要求2所述的尾礦庫在線監(jiān)測及綜合預警方法，其特征在于，所述S3中的化引干灘長度計算方法：

當放礦水覆蓋絕大部分灘面時：L_h＝3.3L^0.48；

當放礦水覆蓋部分部分灘面時：L_h＝2.26L^0.645；

式中：L_h為化引干灘長度；L為實測干灘長度。

5.根據權利要求2所述的尾礦庫在線監(jiān)測及綜合預警方法，其特征在于，所述S5中筑壩土體和尾砂的力學參數包括容重、黏聚力和內摩擦角。