测斜仪数据处理软件的开发

测斜仪数据处理软件的开发陈晓云 王旭华(抚顺石油学院,抚顺113000) (煤科院抚顺分院,抚顺113000) 摘要　边坡地下位移监测数据处理及时准确与否,将对边坡稳定分析和边坡安全产生直接影响。

该软件设计先进,功能齐全,计算效率高,可操作性强,通过大量实践证明效果良好。

关键词　测斜仪　位移　数据处理　软件开发1　引言边坡监测作为一种保证露天矿边坡安全的有力手段,在国内外得到了广泛深入的研究,其内容包括地下位移监测、地表位移监测、地下水测试和声发射等,其中地下位移监测由于其测试范围广(可深入地下上百米),处理结果准确、可靠、直观以及方法比较成熟而受到极大的重视。

地下位移监测就是利用测斜仪测量地下岩体位移,了解边坡变形趋势、滑面位置、滑坡规模的一种测量方法。

它主要包括两方面的内容,即测斜仪的研制和监测数据的处理。

测斜仪按测量方式可分为移动式和固定式两种;按传感器原理可分为应变式、差动变压器式、电容式和伺服加速度计式等,其中以伺服加速度计式为最佳。

本文介绍的软件就是以PSH 双向伺服加速度计式测斜仪的数据处理作为模型而开发的。

该仪器测量精度高,性能稳定,使用寿命长,可同时测量两个方向的位移值,省时省力,目前已在许多露天矿中得到应用。

2　开发数据处理软件的必要性PSH双向伺服加速度计式测斜仪系移动式测斜仪,监测范围广,其监测数据的处理工作是十分繁重的。

一方面是它的数据量较大,如一个测深为100m的监测孔,一次测试的原始数据就有800多个,再加上计算时所用的其他数据,数据量则多达上千个。

用简单的计算工具由人工一步步去整理数据,其工作量巨大。

它不仅工作量及人员劳动强度大,而且容易出错,出错后还不易纠正。

另外,测试工作是经常性的,一个露天矿(或其他边坡工程)有许多监测孔,在雨季或边坡变形加剧时,测试频率又较高,这样大的工作量要由手工处理显然难以应付。

对于边坡监测,其测试频率要求高的时候,则正是人们迫切需要得到准确测试结果的时候,这时更需要加快速度处理数据。

如果得不到处理结果或处理结果不准确,就不可能得到正确的分析结果。

这样即使测试工作付出很多,也满足不了需要。

因此,提高数据处理的质量和速度是非常必要的。

而计算机的应用,不仅使数据处理工作高速化,而且处理结果的质量也是人工所不及的,而且可使数据处理人员从繁重的劳动中解脱出来。

3　PSH双向伺服加速度计式测斜仪数据处理模型根据移动式测斜仪的监测原理,其监测数据的计算公式归纳如下:(1)求某测试段的X、Y方向的偏位值X ij=〔(X i+)j-(X i-)j〕/2Y ij=〔(Y i+)j-(Y i-)j〕/2(2)求某一高程相对于孔底(不动点)的相对水平偏位值序。

这种检错方法速度快,效率高。

用该程序对以往人工查过的资料进行复查,发现了许多错误数据漏检,效果非常理想。

4.4　位移曲线和历时曲线绘制程序位移曲线绘制程序是将不同深度的位移值画在位移——深度坐标系上,而历时曲线绘制程序是将某些特征点在不同时期的位移值画在时间——位移坐标上。

由于在不同区域、不同时期边坡位移值的大小变化较大,而且每孔的深度也不同,此时如果用同一个坐标系来绘图,就会出现位移较小时,位移曲线紧贴坐标纵轴,历时曲线紧贴横轴,而当位移较大时,位移曲线或历时曲线画不下的问题。

因绘图仪图幅大小固定,可以按不同位移大小,不同测深来确定相应的绘图坐标系,也就是说对于不同的位移,不同的测深或时间,其绘图坐标系应能自动做出调整。

根据上述思路,编制了位移曲线和历时曲线绘图程序,该程序对任意大小的位移都绘制出清楚美观的位移曲线和历时曲线,如图2、图3所示。

图2　某露天矿北帮FXE221号孔位移曲线4.5　错误陷井程序和批处理文件针对程序运行中常常出现的停机问题,编制了错误陷井程序。

如出现错误,则屏幕自动给出处理提示,操作人员只要输入相应的选择即可继续运行程序。

图3　某露天矿北帮FXE 221号孔历时曲线 此外还编写了一个批处理文件,该文件包括运行环境设置和启动主程序两项内容。

在DOS 状态下直接运行该文件即进入主程序菜单,输入孔名后,程序即在整个磁盘上寻找所需的数据文件,从而大大减少了“文件没找到”错误出现的概率,同时提高了运行速度。

4.6　初值计算程序一般初值是用第一次观测值来处理,但在实际工作中由于某些钻孔封孔工艺不过关,致使第一次观测值不太理想,这时需要放弃第一次测值,而用其他某次合适的测值重新计算初值。

通常做法是先将数据文件依次改名,然后再处理初值,比较繁琐。

鉴于此,编写了初值处理程序,该程序可用任意一个数据文件来计算初值而不需对所有文件进行改名,从而简化了操作过程。

5　结语(1)该软件已对多个露天矿的大量监测数据进行了处理分析,实践证明效果良好。

(2)程序结构和文件选取借鉴了当今一些流行软件的界面,易于操作。

(3)软件功能齐全,计算效率高,能够满足地下位移监测数据处理的要求。

(4)该软件具有一定的通用性。

目前国内外已有的各种测斜仪虽然原理不同,但外型结(下转第26页)X nj =∑ni =1XijY nj =∑ni =1Yij(3)求等高程的水平位移 X nj =X nj -X n 1 Y n j =Y nj -Y n 1其中X n 1,Y n 1是表征测试槽管初始位置的值,一般是导槽管安装后第一次测试的数据。

(4)求某一高程最大位移的方位角和位移量S ij =X ij + Y ij= ij +( X ij / Y ij )式中 ij 为朝北向导槽的实际方位(测试导管安装完毕后用罗盘测出),导槽偏东 ij 为正,偏西 ij 为负。

下标i 表示测点数,j 表示测试的次数。

4　软件的编制地下位移监测数据处理软件采用选单式模块结构设计,容错能力强,使用简单方便,效率高,易于掌握和使用。

程序主框图如图1所示。

图1　测斜仪数据处理软件框图4.1　基本计算程序基本计算程序是根据数据处理模型计算出位移、方位角等参数,以备制表绘图之用。

在计算之前,程序要求输入数据文件名。

一般为提高工作效率,要求文件名越简短越好,但从分析角度看,则要求文件名包含的内容越多越好。

针对这一要求,借鉴PCTOOL 等软件选取文件的方式,编制了文件选取程序。

用光标键移动光标至所要选取的文件名,按回车键即表示选中该文件,同时该条信息变为蓝色。

若欲取消该选择只需重新移至原文件位置,再按一次回车键即可。

由于这种文件选取方式只需移动光标和按回车键,所以对操作人员的要求低,同时所选文件名与观测日期同时列出,既避免了输入冗长文件名,又非常直观,便于分析。

4.2　分页报表程序报表程序是将基本计算程序的处理结果以表格形式打印出来,以供分析之用。

在打印数据报表时,由于夹纸、打印机本身故障或断电等原因,不可避免地要打印中途停止的现象,而这种现象对于同样的运行环境具有重复出现的特点,也就是说如果从头打印,仍难以避免出现同样的故障,这样不仅费时费力,更重要的是打印工作难以完成,从而影响下一步的分析工作。

分页报表程序的编制很好地解决了这一问题。

该程序可以从任意页开始打印,如果在打印某页时中断,只需输入该页页码即可,而无需从头打印。

另外程序中还针对有些打印机双向打印上下对不齐和一些特殊的需要,设置了单向/双向打印和数据行数/每页等选择,从而打印出较完美的报表。

4.3　计算机自动检错程序〔1〕由于读错、记错、测斜仪测试中跳槽以及输入错误等原因,不可避免地会产生错误的数据文件,依据此数据文件进行分析难免没有错误,从而带来错误的结论。

因而研究一种有效的检错方法对边坡的稳定分析具有重要意义。

以往的数据检查主要靠人工凭经验进行,不但效率低,结果也不令人满意,常有漏检现象发生。

针对上述问题,编制了计算机自动检错程・13・第27卷第2期 化工矿山技术用于浮选流程,较之采用有隔膜电化学处理槽更显优越性,处理后的回水与清水进行开路和闭路对比浮选试验表明:在P2O5相当品位和回收率的情况下,不改变原生产过程所用药剂和指标,能控制水的总硬度,操作条件稳定,还可减少N a2CO3用量25%。

电化学处理方法是选磷厂实现工业用水无公害,工业废水零排放的有效途径。

5　参考文献1　下川胜义,关口逸马.选矿回水研究.国外非金属矿,1988(4):9～152　孙家寿,强图里亚.胶磷矿正反浮选尾水电化学处理利用研究.化工矿山技术,1993(2):53～593　孙雯,余世鑫.磷矿浮选尾矿水透光率!电位的研究.武汉化工学院学报,1997(3):5～8(收稿日期:1997-11-21)T est on Recycling Water byElectrochemical Process intoFlotatio n of Phosphate OresYuS hix in W ang YulinSun Wen PengRu(W uhan I nstitute ofChemical T echn olog y) Abstract　Th e w as te w aterf rom flotation of ph osphate o r es byelectrochemical meth od in electrochemical cell w ithout am emb ranecan be totally used as recycl ingw ater.T he flotation tests com pared clear w ater w ith recycling wa ter arecarried ou t.T he r esu lts sh ow th at theflotation environment is im-proved with th e recycling wat er an d the reagen ts cons umption, fo r exam ple,Na2CO3is25%low er in recyclin g w ater flota-tionproces s th an in clear water one and w itht h e s am e P2O5r e-covery and grade.Keywords　Electroch emical process,Recycling w ater, Ph os p hateores,Flotation(上接第14页)构和使用方法基本一致,其数据处理方法也基本相同,因此该软件的绝大部分内容也同样适用于其他移动式测斜仪。

6　参考文献1　王旭华.移动式测斜仪数据处理中计算机自动检错研究.露天采矿,1992(3)(收稿日期:1997-11-17) Develo pment of Gradiom eter Data Processing Softw areChenXiaoyun(Fushun P etr oleum Co lleg e)Wang uhua(T he Fushun Branch of the ChineseA cademy of Co al Science)Abstract　T he accuracy andtimeliness of data process ing in un dergroun d dis placemen t moni tor ing of sideslope will h ave a d irect influence ons lope stability analys is and slop e-s afety.W ith adv anced des ign,completefunctions,hig h calcu-lation efficiencyand good operat iability,the softw are has br ou ght about sound res ults demonstrated by a host of cases. Keywords　Gr adiometer,Dis placemen t,Data process ing, S aftw ared evelopment(上接第41页)停产之时,即使拿出了合格产品,也还存在能否达到预期经济效益的问题。