浅析无人机在尾矿库干滩测量中的应用

李 建，赵国强

（河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司，河北 唐山 063700）

尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流危险源，存在溃坝危险，一旦失事，容易造成重特大事故。

根据相关规范，干滩监测是衡量尾矿库安全中的重要指标，本文就针对常见的几种干滩监测方式进行分析对比。传统的人工目测和超声波测量弊端尤为明显，无人机的投入使用解决了传统测量方式的缺点，在现代测量工作中备受欢迎。

1 人工测量

人工测量尾矿库干滩长度是国内外常用的测量方法，是指从最高一级子坝开始在干滩上每50 m(依据干滩具体情况而定)插一面红旗，一直延伸至滩水交界处，由巡坝人员目测干滩的长度。

1.1 人工测量的优点

由于巡检人员定期去坝顶进行常规的巡检任务，可以更全面、更直观的查看干滩长度以及现场其他情况，以便及时做出反应，解决问题。

1.2 人工测量的缺点

这种方法不能做到自动化，人工消耗较大，不便于连续监测，对操作人员也存在安全隐患。

2 超声波测量

超声波测量是在尾矿库干滩上设置多个剖面，每个剖面设两个监测点，其中第一监测点设置在靠近坝体的干滩滩顶处，第二监测点则对应地设置在从坝体向库区水位方向按国家标准规定的距离位置。在设定的监测点埋设立杆，安装超声波液位计，预先测定好液位计的高程及相对距离，通过测量液位计距滩面的高度来计算干滩高程，求出干滩坡度，再结合水面高度来计算干滩长度。

2.1 超声波测量的优点

超声波测量方法易于定向发射、方向性好、强度易控制，与被测量物体不需要直接接触的优点，是干滩测量的理想手段。

2.2 超声波测量的缺点

近年来出现的测量方法是利用库区水位高程，结合干滩坡度计算获得，由于干滩分散排放的坡度不够均匀，测量误差较大。

目前国内超神波测量设备需要部署在湖中心的多个点位来自动测量干滩长度，但由于不断有矿浆灌入，滩面不断变化，因物位计的重量而产生沉陷或倾斜，进而使测量结果出现严重偏差。随着沉积滩的尾矿逐渐增加，监测杆会逐渐被埋没导致设备而无法回收，易造成公司财产的浪费。

由于尾矿中大多都含有侵蚀性物质，因此在现有的坡度推算法中，物位计的供电电缆和通信线缆若采取地埋方式会受到很强的腐蚀，使用寿命极短，若采用架空敷设方式设置供电电缆和通信线缆，则又存在雷击、电杆倾斜、随干滩抬升电杆被埋等严重问题。

3 无人机测量

目前，无人机广泛的应用于航拍摄影、消防、高压线路巡检、救援、测绘等各个领域，无人机的测量尾矿库干滩长度的技术主要是利用GPS定位技术将其本体所在的位置信息，如经度、纬度和飞行高度等数据实时传输至地面站，再通过地面站上的数据分析软件将干滩长度计算出来，以便巡检人员能够实时掌握现场干滩的长度信息。

3.1 无人机测量的优点

具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、作业周期短等特点，在尾矿库干滩测量中具有明显优势，随着无人机与高清摄像机技术的发展，基于无人机平台的高清航摄技术已显示出其独特的优势，无人机与航空测量相结合使得测量技术有了一个崭新发展方向。

能够实时、准确、可靠地测量出干滩长度，并且真实精确地反映出尾矿库的实际安全状况，因而有效降低发生尾矿库安全事故的风险。

无人机测量通常低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。对起降场地的要求限制较小，可通过一段较为平整的路面实现起降，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够解决人工探测无法达到的地区监测功能。升空准备时间15分钟即可。

该种测量方法能够直接将干滩长度数据在地面站中实时显示，方便了巡检人员直接了解尾矿库现场情况。

3.2 无人机测量的缺点

续航时间较短，飞行时间一般在半小时左右，对于长时间的测量工作容易收到续航时间的影响。

因无人机本身属于电子设备，容易受到电磁环境、周围架空线缆、立杆等因素的影响。

容易受到雷、雨、大雾、大风等恶劣天气的影响。

4 结语

经过上述对比分析，无人机先进的测量技术相较于传统的测量技术更具优势，符合网络信息、智能化时代的技术要求，可以很好的满足测量精准度的要求，大大的提高工作效率，减轻了人员的工作强度，对干滩长度的测量意义重大。