淺析基于物聯網的金礦滲水監測技術應用

王 海，王 珺

（甘肅林業職業技術學院，甘肅 天水 741020）

現代金礦滲水監測對傳統金礦滲水監測技術提出了更高的要求，傳統金礦滲水監測技術采用不同深度的吸水裝置，并根據吸水裝置的獲水量判斷是否產生了滲水現象，但這種方法存在監控數量較大，工作較為繁瑣，誤差較大的不足[1]。通過三維建模技術立體分析滲水情況，解決傳統監測方法工作體量較大、數據誤差較大的不足，同時基于物聯網技術，分析土層巖石層受力情況，對金礦滲水漏量進行計算和監測，做到滲水發生位置明確、滲水速度明確、滲水量明確，保證金礦以及金礦工作人員的安全。

1 基于物聯網的金礦滲水實時成像監測應用

金礦滲水監測實時成像技術是基于物聯網金礦滲水監測技術的重要組成部分。基于物聯網金礦滲水監測實時成像技術的主要作用是預防金礦滲水和識別金礦滲水。通過濕度傳感器、射頻識別技術、M2M、三維建模實現金礦滲水監測的實時成像。能夠形象的觀察出金礦發生滲水位置以及金礦濕度狀態，同時可以通過基于物聯網的金礦滲水漏量計算監測應用，實現對滲水漏量的精確計算。

基于物聯網金礦滲水監測實時成像技術是依托濕度傳感器（深度信號）、射頻識別技術端、M2M平臺、計算機平臺四部分構成。利用計算機三維成像對滲水進行實時監測，其模擬三維成像圖如圖1所示：

圖1 金礦三維成像示意圖

其中，濕度傳感器為金礦滲水監測提供精確位置信息，當濕度傳感器發生報警時，說明水已經漫過傳感器位置，傳感器通過物聯網系統進行工作，將傳感器布置在金礦有效范圍內，并能夠在三維終端顯示礦床滲水位置，以及運行狀態。

傳感器的信息狀態是通過射頻識別技術實現的，射頻識別技術將固定的信息參數輸入至傳感器中，利用M2M即機器對機器（Machine-To-Machine）通信平臺識別系統獲取信號，在經過時，通過獲取射頻信號，實現濕度傳感器實時數據的交互，此時工作人員可以通過手持式射頻識別裝置分析指定地點的金礦漏水情況，也可將獲得的金礦傳感器信息發送至三維模型系統中，在計算機終端成像系統中成像。通過整體觀察金礦的滲水情況。

為工作人員提供準確的金礦滲水信息，方便金礦工作人員及時處理滲水信息，同時可24小時不間斷對其進行監測，獲得不同時間狀態下的滲水情況。得出滲水速度、滲水方向以及滲水集中性參數，為了進一步的確保金礦的安全，基于物聯網的金礦滲水漏量計算監測應用也是十分不要的。

2 基于物聯網的金礦滲水漏量計算監測應用

基于物聯網的金礦滲水實時成像監測應用傾向于預防滲水和識別滲水應用，而基于物聯網的金礦滲水漏量計算監測應用是對已經產生滲水的狀態進行評估計算。做出可靠的安全評價。

設金礦共有i層不同的巖石土壤結構，傳感器所在的每層土壤巖石結構截面長度為li，傳感器的最大揚程角為θi，土壤巖石層致密度為mi，單位距離下飽和水質量為mili。傳感器獲得滲水速度為vai，滲水運動均速為vi，滲水慣性張量為Ii，受重力作用力為Ni。

則根據牛頓-埃格斯特朗定律，對下滲液體進行分析，當向下作用力與土壤巖石層向上作用力相等時，液體停止向下滲透，此時等式關系可用公式（1）表示：

式中，E、E1、E2代表傳感器在初始時間和初始+1時間、初始+2時間內所獲得的滲水數據。為了實現對金礦滲水監測的漏量計算。基于物聯網的共享機制，依托三維建模終端數據分析，以及大數據庫查詢土層巖石層密度數據，進行滲水體積的計算，其中部分金礦巖石層密度表如表1所示：

表1 部分金礦巖石層密度表

當向下力大于向上力時，水繼續向下產生滲漏，設某點為漏量位置，對該點進行受力分析，證明水繼續向下滲透，同時傳感器顯示附近介質中存在大量的水分。此時根據受力情況、參考金礦巖石層密度表進行漏量的計算，其可用公式（2）表示：

式中，i代表不同的土壤巖石層；f代表綜合徑向受力情況，vai代表傳感器獲得滲水速度；

將上述計算過程嵌入計算機系統中，以及手持式系統中，金礦工作人員通過物聯網技術，能夠系統的分析金礦滲水情況，以及利用手持式設備進行現場分析。

3 仿真試驗

為了保證本文提出的淺析基于物聯網的金礦滲水監測技術應用的有效性，進行仿真試驗分析。利用常規金礦滲水監測技術作為試驗對比對象，進行仿真試驗。

為保證試驗的準確性，將兩種金礦滲水監測技術置于相同的試驗參數中，進行滲水監測仿真試驗，分析其滲水監測的變化。得出滲水監測仿真結果如表2所示。

表2 滲水監測準確率仿真試驗結果

依據滲水監測仿真試驗結果，對提出的金礦滲水監測技術，與常規金礦滲水監測技術的滲水監測進行算術加權處理，得出提出的金礦滲水監測技術較常規金礦滲水監測技術，滲水監測提高15.64%，適用于金礦滲水監測。

4 結語

本文對基于物聯網的金礦滲水監測技術應用進行淺析。根據基于物聯網的金礦滲水實時成像監測應用預防滲水和識別滲水，基于物聯網的金礦滲水漏量計算監測應用對已經產生滲水的狀態進行評估計算。實現本文提出的淺析基于物聯網的金礦滲水監測技術應用，希望本文的研究能夠為淺析基于物聯網的金礦滲水監測技術應用提供理論基礎。