一種尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法，首先在尾礦庫的干灘面上依次布置一定數量的滲壓計，以獲取實時的浸潤線；當每個測點的布置位置確定后，測量每個測點所在位置的三維坐標；根據所述干灘面走向與壩體走向的不同相對位置，建立相應的庫長-壩高坐標系；再根據所測量的各個測點的三維坐標，擬合到所建立的相應坐標系內，計算出所需的干灘長度。該方法能適用不同形狀的干灘面，提高干灘長度的監(jiān)測精度，并減少系統(tǒng)雷擊概率，進而提高系統(tǒng)的防雷可靠性。
【專利說明】一種尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及礦冶【技術領域】，尤其涉及一種尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法。
【背景技術】
[0002]目前，干灘長度是尾礦庫運行的一個重要指標，其意義在于控制尾礦庫水位，防止發(fā)生溢壩危險，因此實時監(jiān)控尾礦庫干灘長度是尾礦庫日常管理的重要工作。而準確的干灘長度測量方法必須首先要解決的關鍵問題則是適應性、精度、可靠性以及成本；由于不同尾礦庫干灘長度以及干灘面形狀走向各不相同，當前常用的各種干灘長度測量方法都不能適應所有干灘面，其應用存在很大的局限性，且精度和可靠性較低，成本也較高，因此探索新的能解決以上關鍵問題的監(jiān)測方式來測量干灘長度成為當前急需要解決的問題。
[0003]現有技術方案中，坡度推算法是當前尾礦庫在線監(jiān)測系統(tǒng)中使用最多的一種干灘長度測量方法，其基本原理為:在尾礦庫干灘上設置多個剖面，每個剖面設多個監(jiān)測點，其中第一監(jiān)測點設置在靠近壩體的干灘灘頂處，第二監(jiān)測點則對應地設置在從壩體向庫區(qū)水位方向按國家標準規(guī)定的距離位置，后面根據需求可以再布置多個測點。在設定的監(jiān)測點埋設立桿，安裝波物位計，預先測定好物位計的高程及相對距離，通過測量物位計距灘面的高度來計算干灘高程，求出干灘坡度，再結合水面高度來計算干灘長度、安全超高等信息。坡度推算法缺點是當干灘長度較長時，如果布置干灘高程測點較少，雖費用較低，但根本無法反映真實干灘坡度，使得計算出的干灘長度誤差較大，誤差最大可達數百米；若布置的高程測點較多，雖能提高坡度與長度測量精度，但是費用較高，且設備置于干灘上，易遭雷擊，系統(tǒng)防雷能力較弱。同時，對于干灘面彎曲或與壩頂斜交的情況，所測的干灘長度與實際情況相差較大，無法反應真實情況。
[0004]圖像識別方法在部分尾礦庫干灘長度測量中進行了應用，其基本原理是:應用圖像識別技術將尾礦庫干灘圖像二值化，從而使干灘圖像變得簡單，而且數據量減小，并能凸顯出尾礦壩壩體及干灘的輪廓。其次，將二值化后的干灘圖像進行處理與分析，利用像素檢測技術計算分析干灘高度，進而`分析出所需要的精確的數據結果，最后利用識別出的干灘高度與斜率計算出尾礦庫的干灘長度。該方法的缺點是當干灘面彎曲且較長、氣象條件不好時(尤其夜晚時，無法測量)，其測量范圍受到很大制約，這個時候測量的精度較低，即使有些學者采用多目視覺技術即布置多個鏡頭疊加來實現，但其費用較高，同樣存在夜間無法測量問題，且系統(tǒng)的抗雷電能力也較弱，易遭雷擊。
[0005]激光測角測距法是采用激光測距儀結合角度測量儀來進行干灘監(jiān)測，再結合水位數據可以實時得到灘頂高程、安全超高、干灘坡度和干灘長度等信息。該方法的缺點是當干灘面彎曲且長度較長(數千米)時，其測量距離仍將受到很大制約，當天氣條件不好時，激光的測量精度也受很大影響，且其費用非常高，同樣設備處于空曠的干灘面上，系統(tǒng)的防雷能力較弱。

【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法，該方法能適用不同形狀的干灘面，提高干灘長度的監(jiān)測精度，并減少系統(tǒng)雷擊概率，進而提高系統(tǒng)的防雷可靠性。
[0007]—種尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法，所述方法包括:
[0008]在尾礦庫的干灘面上依次布置一定數量的滲壓計，以獲取實時的浸潤線；
[0009]當每個測點的布置位置確定后，測量每個測點所在位置的三維坐標；
[0010]根據所述干灘面走向與壩體走向的不同相對位置，建立相應的庫長-壩高坐標系;
[0011]再根據所測量的各個測點的三維坐標，擬合到所建立的相應坐標系內，計算出所需的干灘長度。
[0012]所述根據所述干灘面走向與壩體走向的不同相對位置，建立相應的庫長-壩高坐標系，具體包括:
[0013]當所述干灘面走向垂直于壩體走向時，以壩腳處的點A為坐標原點，每個測點所在高程Zi作為坐標系統(tǒng)的橫坐標Li,每個測點到A的水平距離作為縱坐標Hi,建立各測點所在新的坐標系(Li,氏)。
[0014]當所述干灘面走向彎曲但總體走向垂直于壩體走向時，選擇一個主斷面作為投影平面b，將其他不在該投影平面上的點投影到該投影平面b (垂直水平面的平面)上，然后在該投影平面b上建立新的坐標系。
[0015]根據所測量的各個測點的三維坐標，擬合到所建立的相應坐標系內，計算出所需的干灘長度，具體包括:
[0016]根據各個測點的三維坐標，擬合到浸潤線曲線函數式H=g (L)與庫水位高程函數式H=f (L)，通過計算得到干灘曲線與水位的交點坐標(L#，H#)與干灘長度L之間的關系為:
[0017]
【權利要求】
1.一種尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法，其特征在于，所述方法包括: 在尾礦庫的干灘面上依次布置一定數量的滲壓計，以獲取實時的浸潤線； 當每個測點的布置位置確定后，測量每個測點所在位置的三維坐標； 根據所述干灘面走向與壩體走向的不同相對位置，建立相應的庫長-壩高坐標系； 再根據所測量的各個測點的三維坐標，擬合到所建立的相應坐標系內，計算出所需的干灘長度。
2.根據權利要求1所述尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法，其特征在于，所述根據所述干灘面走向與壩體走向的不同相對位置，建立相應的庫長-壩高坐標系，具體包括: 當所述干灘面走向垂直于壩體走向時，以壩腳處的點A為坐標原點，每個測點所在高程Zi作為坐標系統(tǒng)的橫坐標Li,每個測點到A的水平距離作為縱坐標Hi,建立各測點所在新的坐標系(Li,氏)。
3.根據權利要求1所述尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法，其特征在于， 當所述干灘面走向彎曲但總體走向垂直于壩體走向時，選擇一個主斷面作為投影平面b，將其他不在該投影平面上的點投影到該投影平面b (垂直水平面的平面)上，然后在該投影平面b上建立新的坐標系。
4.根據權利要求1-3其中之一所述尾礦庫干灘長度在線監(jiān)測的方法，其特征在于，根據所測量的各個測點的三維坐標，擬合到所建立的相應坐標系內，計算出所需的干灘長度，具體包括:· 根據各個測點的三維坐標，擬合到浸潤線曲線函數式H=g (L)與庫水位高程函數式H=f(L)，通過計算得到干灘曲線與水位的交點坐標(L#，H*)與干灘長度L之間的關系為:
【文檔編號】G01B21/02GK103852041SQ201410079564
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權日:2014年3月5日
【發(fā)明者】袁子清, 楊小聰, 張達, 周漢民, 張曉樸, 劉冠洲, 余樂文 申請人:北京礦冶研究總院