[發(fā)明專利]一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)裝置及其預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110974888.9
• 申請(qǐng)日: 2021-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113639651A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周天白;蔡永博;張曉雨;程健;張凌凡;閆鵬鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煤炭科學(xué)研究總院
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16;G01C5/00;G01C9/02;G08B21/10;H02J7/35
• 代理公司: 湖南楚墨知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43268
• 代理人: 梁琴琴

1.一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)裝置，包括礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)平臺(tái)，其特征在于，所述礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)平臺(tái)包括數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)和邊坡預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)組成，且所述數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)查詢模塊組成，其中，

數(shù)據(jù)采集模塊：自動(dòng)采集箱在自動(dòng)采集時(shí)間點(diǎn)向埋置于邊坡內(nèi)部的傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，傳感器響應(yīng)命令進(jìn)行采集，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控主機(jī)，監(jiān)測(cè)主機(jī)將數(shù)據(jù)分享至遠(yuǎn)程終端；

數(shù)據(jù)顯示模塊：可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)邊坡內(nèi)部位移場(chǎng)、單點(diǎn)沉降和傾斜進(jìn)行分析處理，將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)生成Excel表格保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，圖表生成單元提取數(shù)據(jù)然后實(shí)時(shí)生成監(jiān)測(cè)信息圖表；

數(shù)據(jù)查詢模塊：可以查詢采礦項(xiàng)目基本信息、采礦工程地質(zhì)狀況、監(jiān)測(cè)設(shè)備的參數(shù)、性能等基本信息，系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)提供了監(jiān)測(cè)斷面位置的選擇和傳感器的布局圖，可以對(duì)每個(gè)傳感器的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

所述邊坡預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)包括預(yù)測(cè)預(yù)警模塊，所述預(yù)測(cè)預(yù)警模塊的主要功能如下：根據(jù)所采集的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，從而給出坡體的變形狀態(tài)在一定時(shí)間段內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，使決策管理人員能夠及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，能夠及時(shí)采取措施將事故消滅在萌芽狀態(tài)下，提高坡體安全性和可控性，用戶可根據(jù)需要設(shè)置預(yù)警閾值，一定時(shí)期內(nèi)，坡體位移速率超過(guò)預(yù)警閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)采集模塊包括多組測(cè)斜儀、自動(dòng)采集箱、分段供電箱、太陽(yáng)能控制器和中繼器，且多組測(cè)斜儀均通過(guò)支線電纜和主線電纜與自動(dòng)采集箱電性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)裝置，其特征在于：所述自動(dòng)采集箱由數(shù)據(jù)采集箱、無(wú)線發(fā)射器、太陽(yáng)能電池和太陽(yáng)能控制器組成，其中，數(shù)據(jù)采集箱通過(guò)無(wú)線發(fā)射器將數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控主機(jī)，太陽(yáng)能電池為數(shù)據(jù)采集箱供電，太陽(yáng)能控制器對(duì)太陽(yáng)能電池進(jìn)行控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)裝置，其特征在于：所述數(shù)據(jù)顯示模塊包括數(shù)據(jù)分析單元、圖表生成單元和數(shù)據(jù)顯示單元，其中，

數(shù)據(jù)分析單元：可根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)邊坡內(nèi)部位移場(chǎng)、單點(diǎn)沉降和傾斜進(jìn)行分析處理，并自動(dòng)生成Excel表格將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中；

圖表生成單元：自動(dòng)提取數(shù)據(jù)庫(kù)中的Excel表格數(shù)據(jù)，從而繪制出各類圖表，實(shí)時(shí)顯示邊坡的變形情況，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，給出邊坡的變形狀態(tài)在一定時(shí)間段內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)；

數(shù)據(jù)顯示單元：對(duì)傳感器采集的數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，便于預(yù)警分析；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)裝置，其特征在于：數(shù)據(jù)分析單元采用未確知濾波法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)裝置，其特征在于：所述預(yù)測(cè)預(yù)警模塊包括閥值設(shè)定單元和預(yù)警單元，其中，

閥值設(shè)定單元：可通過(guò)閥值設(shè)定單元設(shè)定邊坡變形閥值，根據(jù)圖表生成單元得到的邊坡的變形狀態(tài)在一定時(shí)間段內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，從而進(jìn)行預(yù)警；

預(yù)警單元，當(dāng)邊坡的變形狀態(tài)安裝發(fā)展區(qū)域達(dá)到變形閥值時(shí)，預(yù)警單元進(jìn)行預(yù)警，同時(shí)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控主機(jī)。

7.一種露天礦邊坡穩(wěn)定性預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述預(yù)測(cè)方法的具體步驟如下：

S1：所通過(guò)無(wú)人機(jī)獲取巖質(zhì)邊坡的不同角度的多張圖像，對(duì)不同角度的多張圖像進(jìn)行集成，構(gòu)建巖質(zhì)邊坡的三維模型，對(duì)無(wú)人機(jī)采集獲得的邊坡三維模型的結(jié)構(gòu)面信息進(jìn)行分組，分為A組監(jiān)測(cè)區(qū)域、B組監(jiān)測(cè)區(qū)域和C組監(jiān)測(cè)區(qū)域；

S2：在A組監(jiān)測(cè)區(qū)域、B組監(jiān)測(cè)區(qū)域和C組監(jiān)測(cè)區(qū)域分別安裝鉆孔安裝測(cè)斜管，且測(cè)斜管內(nèi)布置測(cè)斜儀，將各測(cè)斜儀連接到數(shù)據(jù)采集箱；

S3：數(shù)據(jù)采集箱在系統(tǒng)設(shè)定時(shí)間點(diǎn)向測(cè)斜儀傳感器發(fā)送采集命令，傳感器響應(yīng)命令并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于傳感器上，完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)、實(shí)時(shí)采集，無(wú)線發(fā)射采用GSM網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)匯總至自動(dòng)采集箱后，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至監(jiān)控主機(jī)，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示。