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一种多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法与流程

  • 国知局
  • 2024-10-21 15:12:51

本发明属于施工监测,涉及一种矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,具体涉及一种多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法。

背景技术:

1、矿业为现代工业提供了原材料,为科技发展提供了重要的基础性支撑,目前世界上矿山企业很多,但是随着浅层资源的日益枯竭,矿山开采逐渐向深部转移。因此,很多露天矿山也逐渐向地下开采发展。竖井在向下挖掘延伸过程中,一般采用钻爆法施工。而在这个钻爆施工过程中,对施工状态监测精准性和实时性对施工的安全和效率具有很大的意义。若断面施工状态存在一定的错误性的评估,不仅给矿山竖井群开挖工程增加难度,而且会给施工人员和施工设备的安全带来巨大的威胁。

2、目前而言一般的监测方法是通过单一传感器来实现的,所监测的数据内容有限,无法从多方面的角度来准确的评估施工状态,容易造成误判,在钻爆施工监测中采用单一的传感器对施工状态的监测已不能满足要求。

3、因此采用多源传感器对钻爆施工状态进行监测,能提取断面施工更多特征信息,进行多场信息融合处理和决策分析对矿山竖井群钻爆施工状态监测预警有很大的必要。

技术实现思路

1、为了克服背景技术的不足,本发明提供了一种多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

3、一种多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,包括如下步骤:

4、步骤1:在矿山竖井群钻爆施工现场,根据施工需求进行监测,在预定的相应位置部署振动传感器、应力传感器、温度传感器、位移传感器和光敏传感器,这些传感器通过无线方式连接到数据采集传输模块;

5、步骤2:数据采集传输模块实时收集各个传感器的数据,并将其传输至数据处理中心;

6、步骤3:数据处理中心对接收到的原始数据进行异常值剔除并提取出与钻爆施工状态相关的特征信息,包括应力变化、位移变化、温度变化、振动频率和光敏变化;

7、步骤4:将从各个传感器提取出的特征信息在数据处理中心采用分布式卡尔曼滤波融合分析算法(distributed kalman filter,dkf)进行数据融合处理,采用加权平均法使数据形成一个综合的监测指标,根据监测指标对施工状态进行评估;

8、步骤5:根据分析出的监测指标对施工状态进行评估,实时监测竖井钻爆法施工状态;

9、步骤6:将实时监测结果反馈给施工管理系统中,用于对施工计划进行调整和优化,同时将监测结果传输到施工人员手中以便施工人员时刻了解施工状态。

10、相比于现有技术,本发明具有如下优点:

11、本发明使用多源传感器融合对矿山竖井钻爆施工状态监测过程进行多角度、多方面的监测,将采集的数据预处理后再进行融合分析对比,有效降低单一传感器不确定性因素带来的误判影响,提高了对施工状态评估的准确性和可靠性;同时本发明发明采用无线方式进行数据传输,传输数据快,分析对比快,预警信息能发布及时,反馈较快,能为优化施工方案提供依据,降低施工风险,可避免不必要的损失。

技术特征:

1.一种多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,其特征在于所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,其特征在于所述应力传感器用来分析岩石产生的应力变化;位移传感器用来分析岩石产生的位移情况;温度传感器用来采集钻孔温度变化,反映岩石爆破情况;振动传感器用来采集周围岩石的振动情况,反映施工对周围岩石产生的影响;光敏传感器用来采集爆破后井内灰尘情况,判断通风情况,是否进行下一步施工。

3.根据权利要求1所述的多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,其特征在于所述数据采集传输模块采用zigbee无线通讯模块,zigbee无线通讯模块包括无线网关节点和多个终端节点,多个终端节点的数量与传感器的数量相同,多个终端节点分别与应力传感器、位移传感器、温度传感器、振动传感器和光敏传感器连接。

4.根据权利要求1所述的多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,其特征在于所述步骤4的具体步骤如下:

5.根据权利要求4所述的多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,其特征在于所述步骤5的具体步骤如下:

6.根据权利要求5所述的多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,其特征在于所述步骤5-1中,评估内容包括围岩稳定性、断面爆破效果、周边岩石受影响情况以及井内粉尘污染。

7.根据权利要求1所述的多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,其特征在于所述步骤6中,监测结果以图表或报告的形式发送给施工负责人、技术人员、入井施工人员并上传至云端保存。

技术总结本发明公开了一种多源传感器融合的矿山竖井群钻爆施工状态监测方法,所述方法如下:在矿山竖井群钻爆施工现场部署传感器;数据采集传输模块实时收集各个传感器的数据,并将其传输至数据处理中心;数据处理中心对原始数据进行异常值剔除并提取出与钻爆施工状态相关的特征信息;将特征信息进行数据融合处理,采用加权平均法使数据形成一个综合的监测指标;根据监测指标对施工状态进行评估,实时监测竖井钻爆法施工状态;将实时监测结果反馈给施工管理系统中,用于对施工计划进行调整和优化,同时以图表的形式将监测结果传输到施工人员手中以便施工人员时刻了解施工状态。本发明提高了对施工状态评估的准确性和可靠性。技术研发人员:王勇,邵永平,刘杰,都红日,唐亮,齐振武,丛晟亦,孔祥勋,朱腾,许天辉受保护的技术使用者:中铁十七局集团第二工程有限公司技术研发日:技术公布日:2024/10/17

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