一种用于露天煤矿的智能化监测方法及系统与流程

    技术2025-07-22  22


    本发明涉及露天煤矿监测,具体涉及一种用于露天煤矿的智能化监测方法及系统。


    背景技术:

    1、露天煤矿是指由于地理变化沉积在地表或浅层的煤炭层,通过直接露天采掘煤矿,当矿层接近地表时,使用露天开采的方式较为经济。矿层上方的土称为表土,在表土被移除后,矿层将会暴露出来;这时将矿块钻碎或炸碎,使用卡车将矿砂运往选煤厂做进一步处理。相较于地下开采的方式,露天开采的方式可以获得较大比率的煤矿,因为较多的矿层被利用。

    2、露天煤矿边坡又称露天煤矿边帮,是露天矿场的构成要素之一,指露天矿场四周的倾斜表面,即由许多已经结束采掘工作的台阶所组成的总斜坡。边坡稳定性监测在露天煤矿的运营中具有极其重要的意义,如预防事故:边坡失稳可能导致滑坡或坍塌,这是矿业中最严重的事故之一,可能造成人员伤亡、设备损毁以及生产停顿,通过实时监测边坡的稳定性,可以预测和预防此类事故的发生。

    3、在现有技术中,对于露天煤矿边坡的监测大多采用地基干涉雷达和gnss(全球导航卫星系统)来完成,虽然可以较为精确的完成对露天煤矿边坡的监测,但是其成本同样较高,包括前期的购置成本和运维成本等。基于此提供一种用于露天煤矿的智能化监测方法,实时对露天煤矿边坡进行监测,降低发生意外事故的风险。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种用于露天煤矿的智能化监测方法,解决上述技术问题。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    3、一种用于露天煤矿的智能化监测方法,包括摄像设备,包括以下步骤:

    4、s1:以预设的距离间隔在露天煤矿边坡上设置若干个监测点,设定监测周期,在所述的监测周期内以预设的时间间隔设置若干个时间节点,在每个时间节点上通过摄像设备采集所述的监测点的图像;

    5、s2:获取同一监测点的n帧图像,n为预设值,并将其定义为目标图像,并将所述的目标图像按照时间轴顺序进行排序,生成目标排序,并以所述的目标图像的中心像素点为原点,建立坐标系,并在所述的目标图像中随机选取m个像素点作为参考点,m为预设值;

    6、从所述的目标排序中的第一帧目标图像开始,获取所述的参考点在相邻两帧目标图像间移动的距离,并生成距离集合di=(di1,di2,…,din-1),其中din-1表示第i个参考点在第n-1帧目标图像和第n帧目标图像间移动的距离,di表示第i个参考点的距离集合;

    7、s3:获取第i个参考点移动的距离最大值di'=max(di),并获取所有参考点移动的距离最大值dmax=max(d1',d2',…,di',…,dm');

    8、当存在所述的参考点移动的距离最大值dmax大于等于预设值dpre时,判定露天煤矿边坡可能存在风险。

    9、作为本发明进一步的方案:所述的步骤s1中,摄像设备与监测点间的距离均为预设值且相等。

    10、作为本发明进一步的方案:所述的步骤s2中,在所述的目标图像中随机选取m个像素点作为参考点的过程具体包括:

    11、获取所述的目标图像中所有的像素点,并获取所述的像素点在目标图像中的位置,并将所有的像素点按照从上到下从左到右的顺序进行排序;

    12、通过随机函数生成m个随机数,选定排序中对应位置的像素点作为参考点。

    13、作为本发明进一步的方案:所述的步骤s3中,当存在所述的参考点移动的距离最大值dmax小于预设值时,执行以下步骤:

    14、获取所述的参考点从第一帧目标图像到第n帧目标图像间移动的距离,定义为判断距离,并获取所有参考点的判断距离,并获取其中的最大值dmax',当存在所述的判断距离的最大值dmax'大于等于预设值时,判定露天煤矿边坡可能存在风险。

    15、作为本发明进一步的方案:所述的步骤s3中,当存在所述的参考点移动的距离最大值dmax小于预设值时,执行以下步骤;

    16、获取所述的距离集合di中的所有元素,并将其按照目标排序的顺序进行排序,生成参考数列,获取所述的参考数列的单调性,当存在所述的参考数列的单调性为单调递增时,判定露天煤矿边坡可能存在风险。

    17、一种用于露天煤矿的智能化监测系统,包括摄像设备,包括:

    18、图像采集模块:以预设的距离间隔在露天煤矿边坡上设置若干个监测点,设定监测周期,在所述的监测周期内以预设的时间间隔设置若干个时间节点,在每个时间节点上通过摄像设备采集所述的监测点的图像;

    19、数据处理模块:获取同一监测点的n帧图像,n为预设值,并将其定义为目标图像,并将所述的目标图像按照时间轴顺序进行排序,生成目标排序,并以所述的目标图像的中心像素点为原点,建立坐标系,并在所述的目标图像中随机选取m个像素点作为参考点,m为预设值;

    20、从所述的目标排序中的第一帧目标图像开始,获取所述的参考点在相邻两帧目标图像间移动的距离,并生成距离集合di=(di1,di2,…,din-1),其中din-1表示第i个参考点在第n-1帧目标图像和第n帧目标图像间移动的距离,di表示第i个参考点的距离集合;

    21、判断模块:获取第i个参考点移动的距离最大值di'=max(di),并获取所有参考点移动的距离最大值dmax=max(d1',d2',…,di',…,dm');

    22、当存在所述的参考点移动的距离最大值dmax大于等于预设值dpre时,判定露天煤矿边坡可能存在风险。

    23、本发明的有益效果:在本发明中,首先在露天煤矿边坡设置多个监测点,并获取每个监测点上的图像;值得注意的是,通过预设的距离间隔在露天煤矿边坡上设置若干个监测点可以完成对露天煤矿边坡的精确检测,降低忽略某些区域而该区域又存在安全隐患时导致的安全事故,获取每个监测点上的图像则是后续处理的基础;之后获取同一监测点上的n帧图像,并获取相邻两帧图像间参考点移动的距离,生成距离集合,并根据所有参考点对应的距离集合的最大值判断露天煤矿边坡是否存在风险;可以理解的是,当露天煤矿边坡上某一点的移动距离超过了一定的限度(即预设值dpre)时,说明露天煤矿边坡可能存在滑坡或塌陷等地质灾害风险。本发明可以实时对露天煤矿边坡进行监测,降低发生意外事故的风险。



    技术特征:

    1.一种用于露天煤矿的智能化监测方法,包括摄像设备,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿的智能化监测方法,其特征在于,所述的步骤s1中,摄像设备与监测点间的距离均为预设值且相等。

    3.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿的智能化监测方法,其特征在于,所述的步骤s2中,在所述的目标图像中随机选取m个像素点作为参考点的过程具体包括:

    4.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿的智能化监测方法,其特征在于,所述的步骤s3中,当存在所述的参考点移动的距离最大值dmax小于预设值时,执行以下步骤:

    5.根据权利要求1所述的一种用于露天煤矿的智能化监测方法,其特征在于,所述的步骤s3中,当存在所述的参考点移动的距离最大值dmax小于预设值时,执行以下步骤;

    6.一种用于露天煤矿的智能化监测系统,包括摄像设备,其特征在于,包括:


    技术总结
    本发明涉及露天煤矿监测技术领域,具体公开了一种用于露天煤矿的智能化监测方法及系统,包括摄像设备,所述的方法包括以下步骤:S1:在露天煤矿边坡上设置若干个监测点,在监测周期内设置若干个时间节点,在每个时间节点上采集监测点的图像;S2:获取n帧目标图像,并生成目标排序,并建立坐标系,并在目标图像中选取m个像素点作为参考点;获取参考点在相邻两帧目标图像间移动的距离,并生成距离集合;S3:获取所有参考点移动的距离最大值;当参考点移动的距离最大值大于等于预设值时,判定露天煤矿边坡可能存在风险。本发明可以实时对露天煤矿边坡进行监测,降低发生意外事故的风险。

    技术研发人员:王兆刚,董彦强,李庆龙,杨小龙,赵旭,张艳强,潘彦明,丛日东
    受保护的技术使用者:国家电投集团内蒙古白音华煤电有限公司露天矿
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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