实时岩移变形监测可视化数据分析处理系统软件开发摘要
地压问题一直困扰着矿山安全工作者,科研人员为此开发出多种多样的地压监测方式。传统的常规地压监测一般是对应力、位移等的监测,具体在监测点布置传感器并由人工定期到各监测点记录数据,再将数据带回进行分析。而目前,远程数据传输技术与计算机技术已相当成熟,本文针对围岩变形监测及预警问题,研制实时岩移变形监测可视化数据分析处理系统软件,系统采用基于激光测距的自动监测技术监测围岩变形数据,通过远程传输数据存于地表监控中心监控电脑。系统软件可智能分析和处理岩移变形数据,准确了解井巷、隧道工程破坏变形的发展过程和规律,建立巷道变形破坏的双指标预警准则,以便有效预防和治理。研究的内容和主要结论总结为以下几点:(1)系统软件在Visual C#平台下,利用ZedGraph控件制作波形显示界面,围岩变形数据经COM串口通信控制存于MicrosoftOffice Acess2003数据库,并实时显示在波形显示界面上,实现了对围岩变形的实时监控,让监测人员能直观可视化的看到岩移真实监测实时波形,更好的把握实时岩移每一秒的动态,并保证了数据的储存及后续的查询、分析和处理。(2)在连接数据库方面,通过Visual C#提供的ODBC接口,使用标准函数和结构化查询语言(SQL)对数据库进行操作,实现实测数据的增删改查操作,对数据库数据进行可视化管理;在软件界面方面,利用GridView控件查询显示及修改数据,利用ZedGraph控件结合笔者在程序中所创建的矩阵算法类和回归分析类求得数据的线性回归分析方程、幂函数回归分析方程、双曲线函数回归分析方程和二次函数回归分析方程,并在波形界面中将数据的散点标出,拟合出回归拟合曲线。能便捷的帮助工作人员查询历史数据,高效的提供回归分析曲线及方程,根据不同种类的回归曲线拟合给出的平稳趋势、加速趋势,渐缓趋势等供工作人员进行进一步的预警分析。(3)基于围岩累积变形和瞬时变形两个方面,在系统中设置预警模型,程序将监控的数据实时通过预警模型分析,达到预警值即发出声光报警:由SoundPlayer控件发出警铃警报,由Label控件加载GIF图片闪动预警灯。可对实时的情况进行预警,在一定程度上实现了智能预警功能,减轻了工作人员的工作负担。(4)最后对大红山铁矿的监测数据应用软件进行了实例分析,对1090米平硐监测的2012年9月4日24小时数据及2012年9月1日至30日的数据做多种回归分析,岩移变形经由最佳拟合曲线分析的趋势表明,最佳回归拟合函数都为二次函数,函数分别为:y=0.2048+0.0133x+0.0014x~2,y=0.3059+0.0944x+0.0003x~2,残差平方和分别为0.0637,0.9428,它们的二阶导数分别为d~2y/dx~2=0.0028,d~2y/dx~2=0.0006,其值都约为0,可近似看做全时段的变形加速度约为0,变形率为稳定状态。通过计算机高速批量处理可视化的显示,可靠又便捷的分析了大红山铁矿的监测数据,提高了工作人员的分析处理效率,评价了1090m泄压平硐及其下空区的安全情况。
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