【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據分析，更具體地涉及一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統。
技術介紹
1、隨著邊坡工程學理論的不斷完善和發展，人們對露天礦山邊坡穩定性的認識逐漸深入，邊坡失穩是露天礦山生產中常見的地質災害之一，其發生往往與邊坡的巖土體結構、力學性質、環境因素等密切相關，因此，對邊坡的穩定性進行準確評估，是確保礦山安全生產的關鍵環節，地質環境監測技術的進步為露天礦山邊坡穩定安全評估提供了有力的技術支持，現代地質環境監測技術，如高精度傳感器、遙感技術、無人機巡查等，能夠實時獲取邊坡的關鍵參數，為評估系統的數據輸入提供了可靠保障。
2、傳統的露天礦山邊坡穩定安全評估系統存在一些顯著的缺點，這些缺點在一定程度上影響了其評估的準確性和有效性，包括：評估方法較為單一：傳統的評估系統往往依賴于單一的評估方法，缺乏綜合考慮多種影響邊坡穩定性的因素，難以全面準確地評估邊坡的穩定性；預警機制不完善：傳統的評估系統在預警機制方面缺乏有效的預警指標和閾值設置，無法準確判斷邊坡失穩的風險；缺乏實時性和動態性：傳統的評估系統往往只能進行定期的、靜態的評估，無法實時反映邊坡狀態的變化，這使得礦山管理者難以及時了解邊坡的安全狀況，無法及時采取必要的措施來應對潛在的風險。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的上述缺陷，本專利技術提供了一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，以解決上述
技術介紹
中存在的問題。
2、本專利技術提供如下技術方案：一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，包括：傳感器布置模
3、所述傳感器布置模塊，依據露天礦山邊坡的幾何形態、巖土體性質和地下水條件，確定傳感器安裝位置，并將傳感器連接至安全評估系統；
4、所述邊坡數據采集模塊，利用傳感器采集露天礦山邊坡的一次數據信息，包括巖土裂隙數據和邊坡應力數據，并將采集的一次數據信息傳輸至數據預處理模塊；
5、所述數據預處理模塊，接收邊坡數據采集模塊傳輸的一次數據信息，通過數據歸一化模型對一次數據信息進行預處理計算，得出預處理后的二次信息數據，包括巖土裂隙數據和邊坡應力數據；
6、所述巖土裂隙監測模塊，基于數據預處理模塊得出的巖土裂隙數據，通過巖土裂隙監測數學模型計算得出巖土滲透系數，并將計算得出的巖土滲透系數傳輸至穩定模型建立模塊；
7、所述巖土裂隙監測模塊中通過巖土裂隙監測數學模型計算得出巖土滲透系數的具體步驟如下：
8、步驟s01：將監測區域的巖土裂隙標記為i，其中i=1，2，3，...，i，...，n；
9、步驟s02：計算巖土裂隙內的平均流速，計算公式為：，其中表示巖土裂隙內的平均流速，g表示重力加速度，表示各個巖土裂隙的寬度，表示水的運動粘度，表示各個裂隙平面的水力坡降，n表示巖土裂隙的個數；
10、步驟s03：計算巖土滲透系數，計算公式為：，其中qc表示巖土滲透系數，表示各個巖土裂隙的寬度，表示各個巖土裂隙的深度，表示各個巖土裂隙張開角度，表示巖土裂隙內的平均流速；
11、所述邊坡應力分析模塊，基于數據預處理模塊得出的邊坡應力數據，通過邊坡應力分析數學模型計算得出邊坡應力系數，并將計算得出的邊坡應力系數傳輸至穩定模型建立模塊；
12、所述權重設置分配模塊，基于數據預處理模塊中預處理過后得出的二次信息數據，設置巖土裂隙數據和邊坡應力數據的權重，并將對應權重傳輸至穩定模型建立模塊；
13、所述穩定模型建立模塊，基于巖土滲透系數、邊坡應力系數和巖土裂隙數據、邊坡應力數據對應權重，建立數學模型，計算得出礦山邊坡穩定指數，其中d表示礦山邊坡穩定指數，表示巖土裂隙數據對應權重，表示邊坡應力數據對應權重，qc表示巖土滲透系數，wf表示邊坡應力系數，并將礦山邊坡穩定指數傳輸至安全等級評估模塊；
14、所述安全等級評估模塊，接收穩定模型建立模塊傳輸的礦山邊坡穩定指數，判斷礦山邊坡穩定性，對礦山邊坡進行安全等級評估，并將評估結果傳輸至評估結果輸出模塊；
15、所述評估結果輸出模塊，接收安全等級評估模塊傳輸的評估結果，通過短信、郵件以及app推送方式，通知相關人員采取應對措施。
16、優選的，所述傳感器布置模塊中，制定傳感器布置方案，確定傳感器的類型、數量、位置以及傳感器的安裝深度、角度和固定方法，傳感器的類型包括滲壓傳感器和應力傳感器。
17、優選的，所述邊坡數據采集模塊中巖土裂隙數據包括各個巖土裂隙的寬度、水的運動粘度、各個裂隙平面的水力坡降、巖土裂隙的個數n、各個巖土裂隙的深度以及各個巖土裂隙張開角度，邊坡應力數據包括各個巖土裂隙中心點沿y軸方向的應力、各個巖土裂隙中心點沿x軸方向的應力、各個巖土裂隙平面承受的應力、各個巖土裂隙平面承受的應力方向與x軸的夾角、各個巖土裂隙的長度、邊坡內聚力n以及邊坡與水平面的夾角。
18、優選的，所述數據預處理模塊中通過數據歸一化模型對一次數據信息進行預處理計算的計算公式為：，其中x表示預處理前的數據值，min（x）表示原始數據的最小值，max（x）表示原始數據的最大值，y表示預處理后的數據值。
19、優選的，所述邊坡應力分析模塊中通過邊坡應力分析數學模型計算得出邊坡應力系數的具體步驟如下：
20、步驟s01：將監測區域的巖土裂隙標記為i，其中i=1，2，3，...，i，...，n；
21、步驟s02：建立坐標系，計算各個巖土裂隙中心點的中心應力，計算公式為：，其中表示各個巖土裂隙中心點的中心應力，表示各個巖土裂隙中心點沿y軸方向的應力，表示各個巖土裂隙中心點沿x軸方向的應力，表示各個巖土裂隙平面承受的應力，表示各個巖土裂隙平面承受的應力方向與x軸的夾角；
22、步驟s03：依據步驟s02計算各個巖土裂隙中心點的切向應力，計算公式為：，其中表示各個巖土裂隙中心點的切向應力；
23、步驟s04：計算邊坡應力系數，計算公式為：，其中wf表示邊坡應力系數，表示各個巖土裂隙的長度，n表示邊坡內聚力，表示各個巖土裂隙中心點的中心應力，表示各個巖土裂隙中心點的切向應力，表示邊坡與水平面的夾角。
24、優選的，所述權重設置分配模塊中設置巖土裂隙數據和邊坡應力數據對應的權重的具體步驟如下：
25、步驟s01：設置巖土裂隙數據和邊坡應力數據的重要程度數值，分別為a和b，其中a+b=1；
26、步驟s02：依據公式計算巖土裂隙數據對應權重，依據公式計算邊坡應力數據對應權重。
27、優選的，所述穩定模型建立模塊中計算得出礦山邊坡穩定指數的計算公式為：，其中d表示礦山邊坡穩定指數，表示巖土裂隙數據對應權重，表示邊坡應力數據對應權重，qc表示巖土滲透系數，wf表示邊坡應力系數。
28、優選的，所述安全等級評估模塊將穩本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：包括：傳感器布置模塊、邊坡數據采集模塊、數據預處理模塊、巖土裂隙監測模塊、邊坡應力分析模塊、權重設置分配模塊、穩定模型建立模塊、安全等級評估模塊，以及評估結果輸出模塊；
2.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述傳感器布置模塊中，制定傳感器布置方案，確定傳感器的類型、數量、位置以及傳感器的安裝深度、角度和固定方法，傳感器的類型包括滲壓傳感器和應力傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述邊坡數據采集模塊中巖土裂隙數據包括各個巖土裂隙的寬度、水的運動粘度、各個裂隙平面的水力坡降、巖土裂隙的個數n、各個巖土裂隙的深度以及各個巖土裂隙張開角度，邊坡應力數據包括各個巖土裂隙中心點沿y軸方向的應力、各個巖土裂隙中心點沿x軸方向的應力、各個巖土裂隙平面承受的應力、各個巖土裂隙平面承受的應力方向與x軸的夾角、各個巖土裂隙的長度、邊坡內聚力N以及邊坡與水平面的夾角。
4.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統
5.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述邊坡應力分析模塊中通過邊坡應力分析數學模型計算得出邊坡應力系數的具體步驟如下：
6.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述權重設置分配模塊中設置巖土裂隙數據和邊坡應力數據對應的權重的具體步驟如下：
7.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述穩定模型建立模塊中計算得出礦山邊坡穩定指數的計算公式為：，其中D表示礦山邊坡穩定指數，表示巖土裂隙數據對應權重，表示邊坡應力數據對應權重，Qc表示巖土滲透系數，Wf表示邊坡應力系數。
8.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述安全等級評估模塊將穩定模型建立模塊中計算得出礦山邊坡穩定指數D與預設的礦山邊坡穩定指數閾值進行對比，若礦山邊坡穩定指數D小于或等于預設的礦山邊坡穩定指數閾值，則判斷礦山邊坡穩定性弱，若礦山邊坡穩定指數D大于預設的礦山邊坡穩定指數閾值，則判斷礦山邊坡穩定性強，依據預設的一級、二級和三級波動范圍評估礦山邊坡安全等級。
9.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述評估結果輸出模塊接收安全等級評估模塊傳輸的評估結果，判斷礦山邊坡穩定性弱時系統開啟預警警報，判斷礦山邊坡穩定性強時系統將礦山邊坡安全評估等級推送至用戶終端。
...【技術特征摘要】
1.一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：包括：傳感器布置模塊、邊坡數據采集模塊、數據預處理模塊、巖土裂隙監測模塊、邊坡應力分析模塊、權重設置分配模塊、穩定模型建立模塊、安全等級評估模塊，以及評估結果輸出模塊；
2.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述傳感器布置模塊中，制定傳感器布置方案，確定傳感器的類型、數量、位置以及傳感器的安裝深度、角度和固定方法，傳感器的類型包括滲壓傳感器和應力傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述邊坡數據采集模塊中巖土裂隙數據包括各個巖土裂隙的寬度、水的運動粘度、各個裂隙平面的水力坡降、巖土裂隙的個數n、各個巖土裂隙的深度以及各個巖土裂隙張開角度，邊坡應力數據包括各個巖土裂隙中心點沿y軸方向的應力、各個巖土裂隙中心點沿x軸方向的應力、各個巖土裂隙平面承受的應力、各個巖土裂隙平面承受的應力方向與x軸的夾角、各個巖土裂隙的長度、邊坡內聚力n以及邊坡與水平面的夾角。
4.根據權利要求1所述的一種用于露天礦山邊坡穩定安全評估系統，其特征在于：所述數據預處理模塊中通過數據歸一化模型對一次數據信息進行預處理計算的計算公式為：，其中x表示預處理前的數據值，min（x）表示原始數據的最小值，max（x）表示原始數據的最大值，y表示預處理后的數據值。
5.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊再高，孫文勇，向省偉，
申請(專利權)人：四川鑫科創安安全科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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