本發(fā)明涉及礦山安全監(jiān)測技術領域，更具體的涉及一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警系統(tǒng)及方法。

背景技術：

礦渣堆積體是礦山建設及開發(fā)過程中，由采礦廢棄土石、選礦渣及冶煉渣等堆置而形成的巖土堆積體。由于礦渣堆積體一般都堆置在狹窄的溝谷及高陡的斜坡上，故在降雨條件下，礦渣堆積體潛在滑坡、泥石流災害的隱患突出，嚴重威脅礦山的生產以及當?shù)厝嗣袢罕姷呢敭a生命安全。

目前，礦渣堆積體滑移監(jiān)測均由人工定期的傳統(tǒng)儀器到現(xiàn)場進行測量，監(jiān)測工作量大，受天氣、監(jiān)測人員素質、現(xiàn)場條件等許多因素的影響，存在一定的系統(tǒng)誤差和人工誤差。人工監(jiān)測存在不能持續(xù)監(jiān)測礦渣堆積體的各項參數(shù)，不能及時處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時性差，自動化程度低。

綜上所述，現(xiàn)有技術中的傳統(tǒng)監(jiān)測方法，存在誤差大和實時性差的問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有技術中存在監(jiān)測誤差大和實時性差的問題。

本發(fā)明實施例提供一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括：測量管、測斜傳感器、水份傳感器、防護盒、自記雨量計、位移傳感器、數(shù)據(jù)采發(fā)裝置、數(shù)據(jù)接收裝置和數(shù)據(jù)處理裝置；

所述測量管側壁上設置有測量孔和倒“u”型擋板；所述測斜傳感器和所述水份傳感器均設置在所述測量管內部；所述防護盒設置在所述測量管頂部，且所述防護盒底部與所述測量管頂部連通；所述自記雨量計和所述位移傳感器均設置在所述防護盒外頂部；所述數(shù)據(jù)采發(fā)裝置設置在所述防護盒內部；

所述測斜傳感器，用于獲取礦渣堆積體傾斜角度值；所述水份傳感器，用于獲取礦渣堆積體水分含量；所述自記雨量計，用于獲取降雨量；所述位移傳感器，用于獲取所述位移傳感器所在位置的位移變化量；

所述數(shù)據(jù)處理裝置依次通過所述數(shù)據(jù)采發(fā)裝置和所述數(shù)據(jù)接收裝置獲取所述傾斜角度值、所述水分含量、所述降雨量和所述位移變化量；所述數(shù)據(jù)處理裝置，用于根據(jù)所述傾斜角度值和所述位移變化量，確定礦渣堆積體位移量，用于根據(jù)所述水分含量和所述降雨量，確定礦渣堆積體含水率和礦渣堆積體滲透率，以及用于將礦渣堆積體位移量和預設礦渣堆積體滑移臨界值進行對比，如果礦渣堆積體位移量小于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲，如果礦渣堆積體位移量等于或大于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲，且驅動所述數(shù)據(jù)處理裝置上連接的預警裝置。

較佳地，所述測量管內部包括多個所述測斜傳感器和多個所述水份傳感器。

較佳地，所述測量管底部設置有錨固裝置。

較佳地，所述防護盒內部設置有電源；所述電源分別與所述測斜傳感器、所述水份傳感器、所述自記雨量計、所述位移傳感器和所述數(shù)據(jù)采發(fā)裝置電連接。

較佳地，所述測量管為pvc管。

較佳地，所述數(shù)據(jù)采發(fā)裝置包括數(shù)據(jù)采集模塊和無線發(fā)送模塊；所述數(shù)據(jù)接收裝置包括無線接收模塊。

較佳地，所述無線發(fā)送模塊和所述無線接收模塊構成遠程無線網(wǎng)絡；所述遠程無線網(wǎng)絡為gsm網(wǎng)絡或gprs網(wǎng)絡。

本發(fā)明實施例提供一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警方法，包括：

在測量管內部設置測斜傳感器和水份傳感器，并且在測量管側壁上設置測量孔；

將測量管插入礦渣堆積體，通過測斜傳感器和水份傳感器，分別獲取礦渣堆積體傾斜角度值和礦渣堆積體水分含量；

獲取降雨量和礦渣堆積體某一位置的位移變化量；

根據(jù)傾斜角度值和位移變化量，確定礦渣堆積體位移量；

根據(jù)水分含量和降雨量，確定礦渣堆積體含水率和礦渣堆積體滲透率；

將礦渣堆積體位移量和預設礦渣堆積體滑移臨界值進行對比；如果礦渣堆積體位移量小于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲；如果礦渣堆積體位移量等于或大于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲且發(fā)出預警信號。

本發(fā)明實施例中，提供一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警系統(tǒng)及方法，與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為：本發(fā)明主要應用于礦山礦渣堆積體滑移監(jiān)測及預警，采用高精度的傳感器，監(jiān)測礦渣堆積體各項數(shù)據(jù)，通過遠程無線網(wǎng)絡發(fā)射出來，由數(shù)據(jù)接收裝置接收現(xiàn)發(fā)出的各項數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理裝置對接收到的數(shù)據(jù)進行處理分析，預警裝置根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果進行預警，即對數(shù)據(jù)進行了自動采集和自動分析，從而實現(xiàn)了監(jiān)測預警一體化，提高了監(jiān)測預警的科學性和準確性，解決了監(jiān)測誤差大和實時性差的問題。本發(fā)明工藝步驟簡便，操作靈活，能廣泛適應不同監(jiān)測環(huán)境。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警方法流程圖。

附圖標記說明：

1-測量管，11-測量孔，12-倒“u”型擋板，2-測斜傳感器，3-水份傳感器，4-防護盒，5-自記雨量計，6-位移傳感器，7-數(shù)據(jù)采發(fā)裝置，8-數(shù)據(jù)接收裝置，9-數(shù)據(jù)處理裝置，10-錨固裝置，111-電源。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

由于降雨量、土體含水率是誘發(fā)礦渣堆積體失穩(wěn)滑移的直接因素，淺層位移是礦渣堆積即將失穩(wěn)的直接表現(xiàn)，基于此，本發(fā)明實施例提供的一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)包括：測量管1、測斜傳感器2、水份傳感器3、防護盒4、自記雨量計5、位移傳感器6、數(shù)據(jù)采發(fā)裝置7、數(shù)據(jù)接收裝置8和數(shù)據(jù)處理裝置9。

具體地，測量管1側壁上設置有測量孔11和倒“u”型擋板12；測斜傳感器2和水份傳感器3均設置在測量管1內部；防護盒4設置在測量管1頂部，且防護盒4底部與測量管1頂部連通；自記雨量計5和位移傳感器6均設置在防護盒4外頂部；數(shù)據(jù)采發(fā)裝置7設置在防護盒4內部。

較佳地，測量管1為pvc管，管身具有不同大小的測量孔11，主要目的是使測量管內部土體水分含量和礦渣堆積體土體水分含量保持一致。

較佳地，倒“u”型擋板12用于增加本裝置與礦渣堆積體的接觸面積，使本裝置上部測量管與周圍堆積體土體同步運動。

較佳地，防護盒4為不銹鋼盒；防護盒4內部設置有電源111；電源111分別與測斜傳感器2、水份傳感器3、自記雨量計5、位移傳感器6和數(shù)據(jù)采發(fā)裝置7電連接。

需要說明的是，防護盒4主要用于自記雨量計5的安裝、數(shù)據(jù)采發(fā)裝置7和電源111的保護。

需要說明的是，電源111由太陽能電池板、蓄電池及備用應急電池組成，太陽能電池板對蓄電池進行電量補充，是實現(xiàn)野外數(shù)據(jù)采集的主要供能裝置。當蓄電池出現(xiàn)故障時，啟用備用電池，確保數(shù)據(jù)采集工作不間斷。

具體地，測斜傳感器2，用于獲取礦渣堆積體傾斜角度值；水份傳感器3，用于獲取礦渣堆積體水分含量；自記雨量計5，用于獲取降雨量；位移傳感器6，用于獲取位移傳感器6所在位置的位移變化量。

具體地，數(shù)據(jù)處理裝置9依次通過數(shù)據(jù)采發(fā)裝置7和數(shù)據(jù)接收裝置8獲取傾斜角度值、水分含量、降雨量和位移變化量；數(shù)據(jù)處理裝置9，用于根據(jù)傾斜角度值和位移變化量，確定礦渣堆積體位移量，用于根據(jù)水分含量和降雨量，確定礦渣堆積體含水率和礦渣堆積體滲透率，以及用于將礦渣堆積體位移量和預設礦渣堆積體滑移臨界值進行對比，如果礦渣堆積體位移量小于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲，如果礦渣堆積體位移量等于或大于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲且驅動數(shù)據(jù)處理裝置9上連接的預警裝置。

需要說明的是，預警裝置為遠程預警裝置，利用計算機網(wǎng)絡功能，對若干預置手機號碼或者ip地址發(fā)送報警信息。

較佳地，測量管1內部包括多個測斜傳感器2和多個水份傳感器3；各傳感器位于礦渣堆積體不同深度，用于監(jiān)測不同深度堆積體傾斜值以及不同深度堆積體水分含量。對不同深度礦渣堆積體含水率的測量，可獲得礦渣堆積體滲透性、滲透深度等數(shù)據(jù)。

較佳地，測量管1底部設置有錨固裝置10；錨固裝置10由多根具有彈性的金屬條組成，一端緊貼測量管底部，另一端開口朝上形成喇叭狀。

較佳地，數(shù)據(jù)采發(fā)裝置7包括數(shù)據(jù)采集模塊和無線發(fā)送模塊；數(shù)據(jù)接收裝置8包括無線接收模塊。無線發(fā)送模塊和無線接收模塊構成遠程無線網(wǎng)絡；遠程無線網(wǎng)絡為gsm網(wǎng)絡或gprs網(wǎng)絡，可以在手機端查看數(shù)據(jù)信息。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警方法流程圖。如圖2所示，本發(fā)明實施例提供一種礦渣堆積體滑移監(jiān)測預警方法，包括：

步驟s201，在測量管內部設置測斜傳感器和水份傳感器，并且在測量管側壁上設置測量孔。

步驟s202，將測量管插入礦渣堆積體，通過測斜傳感器和水份傳感器，分別獲取礦渣堆積體傾斜角度值和礦渣堆積體水分含量。

步驟s203，獲取降雨量和礦渣堆積體某一位置的位移變化量。

步驟s204，根據(jù)傾斜角度值和位移變化量，確定礦渣堆積體位移量。

步驟s205，根據(jù)水分含量和降雨量，確定礦渣堆積體含水率和礦渣堆積體滲透率。

步驟s206，將礦渣堆積體位移量和預設礦渣堆積體滑移臨界值進行對比；如果礦渣堆積體位移量小于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲；如果礦渣堆積體位移量等于或大于預設礦渣堆積體滑移臨界值，則將礦渣堆積體位移量存儲且發(fā)出預警信號。

本發(fā)明主要應用于礦山礦渣堆積體滑移監(jiān)測及預警，采用高精度的傳感器，監(jiān)測礦渣堆積體各項數(shù)據(jù)，通過遠程無線網(wǎng)絡發(fā)射出來，由數(shù)據(jù)接收裝置接收現(xiàn)發(fā)出的各項數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理裝置對接收到的數(shù)據(jù)進行處理分析，預警裝置根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果進行預警，即對數(shù)據(jù)進行了自動采集和自動分析，從而實現(xiàn)了監(jiān)測預警一體化，提高了監(jiān)測預警的科學性和準確性，解決了監(jiān)測誤差大和實時性差的問題。本發(fā)明工藝步驟簡便，操作靈活，能廣泛適應不同監(jiān)測環(huán)境。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。