具有测量扭转方位的滑坡深部位移监测仪器研制

探索研发为滑坡地质灾害预警监测所需用的一种具有测量扭转方位的滑坡深部位移监测仪器,采用具有测量扭转方位、深部位移的传感器和数据采集,对滑坡体滑动全过程进行跟踪监测,研究滑坡体在突发性滑动前后扭转方位、深部位移的变化过程和规律。研究自动监测和无线上网技术,实现对滑坡体滑动扭转方位、深部位移变化情况的全程实时监测,解决以往不能对滑坡体滑动扭转方位、深部位移全程实时监测的问题,推动滑坡地质灾害监测技术进步。     

一种新型滑坡体无线远程监测系统设计

针对目前滑坡体监测仪器高测量精度、高可靠性、高自动化程度及低功耗的要求,设计了一套滑坡体全数字高精度自动远程监测系统。系统以STM32为核心,集成了SCA100T高精度双轴加速度传感器、MPS-S-400 mm-P位移传感器及SRY-1雨量计,采用SIM900模块实现GSM网络接入,基于12 V/40 AH蓄电池和小型太阳能发电系统完成系统持续供电。系统程序设计采用动态周期采集机制降低功耗,利用雨量阈值触发,驱动倾角传感器与位移传感器采集,并启动GSM实现远程数据传输。实验结果表明：系统能够实现滑坡体区域的雨量、表面位移和深部倾角参数自动化远程采集与传输;雨量采集精度为0.1 mm、地表位移采集精度为0.022 mm、深部倾角采集精度高达0.035°;该系统在无太阳能充电的环境下续航时间持续15 d,正常日照条件下持续工作时间大于90 d。     

基于LabVIEW的矿井提升机液压制动系统监测装置设计

为保证矿井提升机液压制动系统安全可靠运行,针对制动性能参数检测实时性差、开贴闸点检测不精确问题,结合LabVIEW的数据采集优势和MATLAB的数据处理能力,设计了基于LabVIEW的液压制动系统监测装置。通过在制动器闸瓦上安装非接触位移传感器,在液压油路上安装油压传感器,利用LabVIEW编程内嵌调用MATLAB数据处理,实现对制动系统运行状态的实时监测,及时发现和排除故障隐患,确保液压制动系统安全可靠运行。现场应用表明,该装置具有实时性好、测量精度高的优点,具有较高的实用价值。     

基于煤矿顶板离层实时动态无线监测系统设计

矿井巷道顶板的安全一直是影响煤矿生产安全的重要问题。目前常用的顶板离层仪靠人工定时观察测量顶板离层状况,误差较大,不能实时进行安全监测。为此,设计了一种基于低功耗的顶板离层实时动态无线监测系统。该系统的位移传感器可实时采集顶板离层位移量,经低功耗微处理器处理,通过无线通信模块传送至井下监测分站或便携式采集器,再通过有线方式导入远程监控上位机,从而实现顶板位移动态监测、提前预警。该系统传感器节点采用低功耗设计,配合专门设计的矿用电池组,可连续工作6个月。无线通信部分使用基于433 MHz射频技术的低功耗芯片,整个系统的安装、使用、维护更加方便。经井下实地使用证明,该监测系统运行稳定,效果良好。     

数码位移测量仪及其在相似模拟实验中的应用

针对相似模拟实验中现有方法无法实现对平面位移连续测量与实时监测,本文应用机器视觉理论与图像处理方法研制了数码位移测量仪.首先研究了数码位移测量仪的原理,以及提高测量精度的方法;然后建立了平面应力模型,用数码位移测量仪与V-STARS系统对平面位移进行了对比测量实验.研究结果表明:数码位移测量仪可以用于平面位移的测量,且具有非接触测量、测量精度高、实时性强、自动化程度高等特点.     

三峡库区生基包滑坡监测及成果分析

生基包滑坡监测属于三峡库区奉节县三期地质灾害监测预警项目之一,该滑坡位于长江左岸,临近人口稠密的安坪乡集镇,地理位置重要。三峡水库175 m蓄水后,其变形破坏特征有何表现?对航道安全运营有无潜在威胁?是否会对滑坡体上的重要建筑及村民生产生活构成危害?针对这些问题,首先分析了滑坡的工程地质特征及主要的影响因素;其次,确立以4种监测手段为主、人工巡查为辅的监测方案;通过对大地变形GPS、深部位移、滑坡推力等几种监测方法的运用及对其成果进行分析研究,以实例说明其在滑坡监测中的应用;再次,结合宏观人工巡查进行对照分析,以充分说明大地变形、深部位移和滑坡推力监测在实际运用中的可行性;最后,根据监测结论提出对生基包滑坡防治的建议。     

基于相似材料的光纤应变传感器在分区破裂模型试验中的研究

基于模型相似材料研制了适用于地质力学模型试验的光纤光栅应变传感器,能够同时实现横向、纵向和切向3个方向的应变测量。将7个光纤应变传感器依次预埋在模型巷道的左边墙,采用波分复用技术组成光纤传感网络,实现对模型内部应变分布的实时监测。光纤传感器的监测结果表明,在巷道开挖过程中,深部巷道周围径向应变值没有表现出随距离巷道远近而递减的规律,而是呈波浪形分布;超载试验完成后,巷道周围径向应变值依然呈波浪形分布。最后将模型剖开,成功观测到了高地应力深部巷道围岩的分区破裂现象,同时验证了设计的光纤光栅应变传感器的可靠性。     

天空地一体化技术在尾矿库监测预警中的应用

现阶段对于尾矿库的监测方法主要运用实时在线监测系统和人工监测相结合的方式,对尾矿库的表面位移、内部位移、浸润线、降雨量等影响尾矿库稳定性的因素进行安全监测,当监测数据超过设定阈值时进行预警。针对现有尾矿库监测手段单一、监测类型不全面,不能及时有效预警等问题,建立了基于遥感卫星监测、无人机监测和地面传感器实时监测的天空地一体化尾矿库监测预警方法。通过对天、空、地三端的数据进行整合分析,利用WebGIS技术将数据进行可视化展示,当数据超过阈值时能实时通过短信、电子邮件、小程序等方式向尾矿库管理单位、应急指挥单位和监管单位根据不同的预警级别进行预警发布。结合该方法开发的应用系统在国内某市的150座尾矿库监测预警系统中成功应用,实现了对尾矿库的实时、动态监测预警,取得了很好的应用效果。     

采用钻孔倾斜仪监测滑坡深部水平位移方法和仪器的研究

介绍了目前滑坡深部水平位移钻孔倾斜仪人工监测方法存在的问题,钻孔深部位移自动化监测通信方法的选择。地质滑坡灾害监测中广泛使用钻孔倾斜仪,介绍了CZ-2型钻孔倾斜仪的构成及现场测试方法。     

滑坡体滑动姿态自动监测系统的研究

通过研究滑坡体在突发性灾害爆发前后姿态的变化过程和规律,以及自动监测和无线传输技术,开发为地质灾害预测预报所需用的滑坡体滑动姿态、加速度自动监测仪,采用有数据采集和存储器功能的"黑匣子",对滑坡体成灾全过程进行跟踪监测。实现对滑坡体滑动三维位移的方位、速度和加速度变化情况的全程实时监测,解决以往不能对滑坡体三维姿态和滑动加速的全程实时监测的问题,推动地质灾害监测技术进步。     

滑坡监测预警研究及工程应用

通过工程实例,在了解滑坡特征的基础上,介绍了一种基于移动网络的远程无线监测预警系统,结合人工深部位移监测,形成了一种对滑体深部及地表综合监测的方法。通过分析其应用效果,此方法具有自动化程度高、监测全面、预警及时等优点,对协助滑坡的防治,预警灾害等有一定的工程适用价值。     

基于MEMS加速度传感器MPU-6050的滑坡检测系统设计

针对目前边坡工程监测中存在的监测精度低、成本高以及野外布设困难等问题,以山体位移监测为主要研究对象,采用了以MEMS微机电监测技术为基础技术路线的监控系统,利用MEMS加速度传感器精度高、体积小等优势,采用以CC2530为核心的Zigbee建立无线网络传输,识别山体滑坡发生的可能性。根据滑坡变形过程设计了模拟实验,实验结果表明,MEMS传感器能够准确地采集数据,检测的相对误差<2%。整个系统功耗小、速度快,能够很好的完成对山体滑坡的检测。     

煤矿液压支架形态实时监测技术研究

为了确保液压支架智能化建设,研究了煤矿液压支架形态实时监测技术,根据液压支架概况,分析了液压支架形态监测参数,主要为液压支架顶梁的俯仰角度、液压支架支护高度和液压支架底座的俯仰角度。基于此,设计了液压支架形态监测系统总体结构,主要包括设计形态监测模块、倾角传感器模块和惯性测量单元模块,并研究了这3个模块的硬件部分、软件部分及监控系统的调试。研究为煤矿安全高效的生产提供了技术支撑。     

平庄西露天煤矿断层滑坡监测预警研究

平庄西露天煤矿工作帮反倾逆层边坡岩层断层构造作用明显,滑坡灾害危险程度高。为了实时掌握滑坡体变化状态,基于下滑力大于抗滑力这一滑坡发生的充分必要条件,采用具有滑坡灾害加固-监测-预警一体化功能的滑动力远程监测预警系统装备,实现了滑动力感知、传输、分析和监测预警的全过程。在该滑坡区域布设滑动力监测站点和位移监测站点,近3个月的监测结果表明：滑动力远程监测预警系统运行效果良好,实现了对“07-0118滑坡”各阶段的监测预警,且滑动力监测效果优于位移监测,验证了该系统的先进性和实用性。该系统的成功应用为其他类似边坡的监测预警提供了技术方法和实践依据。     

一种滑坡无线网络监测系统

滑坡监测的重点是对滑坡体倾斜角变化的监测。针对目前滑坡监测仪器高精度、高可靠性、高自动化程度及高便携性的要求,提出了一种基于SCA100T和CC2530的无线滑坡监测系统。系统以STM32单片机作为主控MCU,采用SIM900模块实现GSM网络接入,基于9 V干电池,12 V、40 Ah蓄电池和小型太阳能发电系统完成系统持续供电;分为采集终端、采集站、接收主机3部分。采集站通过SCA100T传感器采集滑坡体倾角信息,各采集站和采集终端之间采用ZigBee进行通信,采集站基于GSM网络将数据发送至远程的接收主机。系统程序设计采用主动上传与定时上传相结合的机制降低功耗,利用短信触发或定时器定时触发,驱动倾角传感器采集,并启动GSM模块实现远程自动化传输。该系统倾角监测绝对精度高达0.035°。     

露天采场高陡边坡监测技术研究现状与发展趋势

通过收集国内外边坡监测技术的相关资料,介绍了露天采场高陡边坡稳定性监测的现有技术手段,总结了包括表面位移监测、深部位移监测和深部滑动力监测等各类技术的主要特点和存在问题。进一步对金属非金属露天矿山采场边坡监测技术的规范要求进行了简要论述。综合分析后提出,未来应基于区域形变和深部滑动力监测技术,以滑坡地质灾害远程实时监测预报技术及装备体系为研究方向。通过采用多源信息融合技术,以滑动力监测和边坡表面位移监测为主导,辅以其他监测方法,构成一个深部和浅部联合监测的立体网络系统。采用模块化设计方案,根据现场环境灵活增减监测子系统,可提高露天采场边坡稳定性监测预警的准确性与时效性。     

基于ZigBee技术的巷道顶板离层检测传感器设计

为了解决矿井巷道顶板离层检测中遇到的拓扑结构固定、节点扩展性差、测量结果无法自动上传、分析和处理的问题,文章设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的顶板离层检测传感器。重点介绍了传感器的原理及软硬件实现方案。系统硬件以STC12C5A单片机为核心,利用精密拉绳式位移测量模块实现离层的精确测量,利用CC2420无线收发器模块,实现了数据通信和共享。该传感器以无线通信的方式将测量结果传送给分站,并由分站上传地面监控计算机,实现井下巷道离层情况的实时、可靠监测。     

基于导电塑料传感器的连续测角系统设计

介绍了一种基于双联导电塑料传感器可连续测角的数据采集系统,理论角分辨率可达0.1°。系统主要由低功耗单片机、0功耗串口电路及显示部分组成。单片机控制自带ADC12模块进行数据采集,采集完毕即进入低功耗休眠状态,并可由定时中断唤醒。通过对双联导电塑料传感器进行双通道数据采集及算法设计,不仅避免了传统光电编码器存在体积、质量大,对灰尘,电磁环境等条件要求高的问题,而且解决了传统导电塑料传感器无法实现0°～360°连续测角的难题。该系统具有精度高、功耗低、体积小、扩展性强的特点,在工业控制、智能机器人和状态监测等领域的角位移量测量中有重要的应用价值。