【摘 要】
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滑坡灾害严重影响露天矿的安全生产,边坡应力监测在露天煤矿安全生产中是一项重要的保障措施。本文设计一套基于NB-Io T物联网通信、采用预应力锚索的方式测量边坡应力的边坡应力监测与预警系统,实现监测数据的自动测量、传输和存储,生成应力曲线及短期数据预测。对系统硬件电路功能需求进行分析,设计应用STM32为主控芯片、用NB-Io T模组传输数据到云平台的测量主机。确定各部分电路需要实现的功能,在实现功
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滑坡灾害严重影响露天矿的安全生产,边坡应力监测在露天煤矿安全生产中是一项重要的保障措施。本文设计一套基于NB-Io T物联网通信、采用预应力锚索的方式测量边坡应力的边坡应力监测与预警系统,实现监测数据的自动测量、传输和存储,生成应力曲线及短期数据预测。对系统硬件电路功能需求进行分析,设计应用STM32为主控芯片、用NB-Io T模组传输数据到云平台的测量主机。确定各部分电路需要实现的功能,在实现功能为前提,保证电路稳定性。完成了硬件电路的设计,经过调试、运行,验证电路的可靠性。对采集的边坡应力监测数据进行插值及平滑处理,分析找到边坡数据中发生滑坡的特征点,构建表征应力曲线变化速度的一阶差分序列和表征曲线变化加速度的二阶差分序列,根据边坡稳定状态模型和差分序列曲线对边坡稳定性进行分析。使用动态时间规整算法对应力数据序列进行分析,实现边坡稳定状态自动识别。利用GA-BP神经网络对不同数据集的边坡应力进行预测,预测曲线与实际曲线误差率较低,说明使用优化后的BP神经网络对于边坡应力预测的准确度达到预期。根据管理系统需求分析,完成数据库及各功能的设计。通过管理系统软件可以发送远程命令、设置参数,可以通过多种方式查询、浏览测量数据。管理系统可以根据监测点位地质环境、传感器标定参数和锚索张拉情况,设定次稳定状态提醒阈值和临滑状态预警阈值,提前做出相应提醒。在锡林浩特市蒙东能源有限责任公司西二露天矿和乌兰图嘎煤矿等地,根据露天煤矿实际环境及需求,安装应力监测点位26个,定时测量并将数据传回监控中心,经过一年的正常运行,验证本系统具有较好的的可靠性、有效性。该论文有图58幅,表8个,参考文献68篇。
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