浅析基于物联网的金矿渗水监测技术应用

王 海，王 珺

（甘肃林业职业技术学院，甘肃 天水 741020）

现代金矿渗水监测对传统金矿渗水监测技术提出了更高的要求，传统金矿渗水监测技术采用不同深度的吸水装置，并根据吸水装置的获水量判断是否产生了渗水现象，但这种方法存在监控数量较大，工作较为繁琐，误差较大的不足[1]。通过三维建模技术立体分析渗水情况，解决传统监测方法工作体量较大、数据误差较大的不足，同时基于物联网技术，分析土层岩石层受力情况，对金矿渗水漏量进行计算和监测，做到渗水发生位置明确、渗水速度明确、渗水量明确，保证金矿以及金矿工作人员的安全。

1 基于物联网的金矿渗水实时成像监测应用

金矿渗水监测实时成像技术是基于物联网金矿渗水监测技术的重要组成部分。基于物联网金矿渗水监测实时成像技术的主要作用是预防金矿渗水和识别金矿渗水。通过湿度传感器、射频识别技术、M2M、三维建模实现金矿渗水监测的实时成像。能够形象的观察出金矿发生渗水位置以及金矿湿度状态，同时可以通过基于物联网的金矿渗水漏量计算监测应用，实现对渗水漏量的精确计算。

基于物联网金矿渗水监测实时成像技术是依托湿度传感器（深度信号）、射频识别技术端、M2M平台、计算机平台四部分构成。利用计算机三维成像对渗水进行实时监测，其模拟三维成像图如图1所示：

图1 金矿三维成像示意图

其中，湿度传感器为金矿渗水监测提供精确位置信息，当湿度传感器发生报警时，说明水已经漫过传感器位置，传感器通过物联网系统进行工作，将传感器布置在金矿有效范围内，并能够在三维终端显示矿床渗水位置，以及运行状态。

传感器的信息状态是通过射频识别技术实现的，射频识别技术将固定的信息参数输入至传感器中，利用M2M即机器对机器（Machine-To-Machine）通信平台识别系统获取信号，在经过时，通过获取射频信号，实现湿度传感器实时数据的交互，此时工作人员可以通过手持式射频识别装置分析指定地点的金矿漏水情况，也可将获得的金矿传感器信息发送至三维模型系统中，在计算机终端成像系统中成像。通过整体观察金矿的渗水情况。

为工作人员提供准确的金矿渗水信息，方便金矿工作人员及时处理渗水信息，同时可24小时不间断对其进行监测，获得不同时间状态下的渗水情况。得出渗水速度、渗水方向以及渗水集中性参数，为了进一步的确保金矿的安全，基于物联网的金矿渗水漏量计算监测应用也是十分不要的。

2 基于物联网的金矿渗水漏量计算监测应用

基于物联网的金矿渗水实时成像监测应用倾向于预防渗水和识别渗水应用，而基于物联网的金矿渗水漏量计算监测应用是对已经产生渗水的状态进行评估计算。做出可靠的安全评价。

设金矿共有i层不同的岩石土壤结构，传感器所在的每层土壤岩石结构截面长度为li，传感器的最大扬程角为θi，土壤岩石层致密度为mi，单位距离下饱和水质量为mili。传感器获得渗水速度为vai，渗水运动均速为vi，渗水惯性张量为Ii，受重力作用力为Ni。

则根据牛顿-埃格斯特朗定律，对下渗液体进行分析，当向下作用力与土壤岩石层向上作用力相等时，液体停止向下渗透，此时等式关系可用公式（1）表示：

式中，E、E1、E2代表传感器在初始时间和初始+1时间、初始+2时间内所获得的渗水数据。为了实现对金矿渗水监测的漏量计算。基于物联网的共享机制，依托三维建模终端数据分析，以及大数据库查询土层岩石层密度数据，进行渗水体积的计算，其中部分金矿岩石层密度表如表1所示：

表1 部分金矿岩石层密度表

当向下力大于向上力时，水继续向下产生渗漏，设某点为漏量位置，对该点进行受力分析，证明水继续向下渗透，同时传感器显示附近介质中存在大量的水分。此时根据受力情况、参考金矿岩石层密度表进行漏量的计算，其可用公式（2）表示：

式中，i代表不同的土壤岩石层；f代表综合径向受力情况，vai代表传感器获得渗水速度；

将上述计算过程嵌入计算机系统中，以及手持式系统中，金矿工作人员通过物联网技术，能够系统的分析金矿渗水情况，以及利用手持式设备进行现场分析。

3 仿真试验

为了保证本文提出的浅析基于物联网的金矿渗水监测技术应用的有效性，进行仿真试验分析。利用常规金矿渗水监测技术作为试验对比对象，进行仿真试验。

为保证试验的准确性，将两种金矿渗水监测技术置于相同的试验参数中，进行渗水监测仿真试验，分析其渗水监测的变化。得出渗水监测仿真结果如表2所示。

表2 渗水监测准确率仿真试验结果

依据渗水监测仿真试验结果，对提出的金矿渗水监测技术，与常规金矿渗水监测技术的渗水监测进行算术加权处理，得出提出的金矿渗水监测技术较常规金矿渗水监测技术，渗水监测提高15.64%，适用于金矿渗水监测。

4 结语

本文对基于物联网的金矿渗水监测技术应用进行浅析。根据基于物联网的金矿渗水实时成像监测应用预防渗水和识别渗水，基于物联网的金矿渗水漏量计算监测应用对已经产生渗水的状态进行评估计算。实现本文提出的浅析基于物联网的金矿渗水监测技术应用，希望本文的研究能够为浅析基于物联网的金矿渗水监测技术应用提供理论基础。