矿山边坡监测技术方案

矿山边坡监测技术方案1、概述露天矿山边坡监测需求矿山资源是人类社会生存和进展的重要物质根底，作为国民经济的根底产业，提供了我国所需近95%的能源，近80%矿产资源是人类社会生存和进展的重要物质根底，为满足人民日益增长的物质生活、支持经济高速进展供给了广泛的资源保障。然而，露天矿生产引发的地质灾难格外严峻，种类繁多。在露天采矿中，随着采矿活动的深入，露天采场形成的边坡、尾矿库边坡等地形极易引发矿山滑坡灾难，常见的露天矿灾难有边坡失稳、滑坡。我国露天煤矿呈现集中化开采趋势，开采范围及年产量渐渐增大，形成了大规模的高陡边坡，边坡稳定是影响露天矿安全生产的重要因素，因边坡失稳造成的片帮、滑坡等地质灾难不仅影响正常的采矿作业，而且威逼人员及设备安全，严峻时甚至造成露天矿停产，造成巨大的经济损失。因此，假设有一款矿山滑坡监测设备，可以满足露天矿边坡稳定性监测，可以准时是监测人员了解和把握边坡位移的演化过程、准时捕获其进展变化特征信息，并可对可能发生的灾难做到提前预报预警，帮助对事故隐患可进展分析评价，可以指导生产人员实行合理的防治措施，在滑坡事故后的治理工程中又能供给牢靠资料和科学依据，对保障露天矿安全生产具有重要意义。微变监测雷达的优势边坡外表位移监测是对肯定范围内岩体及土体的位移、沉降、倾斜或建筑物、构筑物及其地基等形变所进展的测量工作。边坡外表位移监测的任务是应用各种测量手段，测定形变体的外形、位置在时域、空域中的变化特征，并解释其发生的缘由。测量手段所涉及的技术领域广泛，但总体进展趋势是测量精度和自动化程度渐渐提高，监测手段更牢靠、更有效，监测结果从最初的单点测量结果到连续平面测量结果，监测方式从最初的接触式测量到现在的遥感式测量，监测仪器工作更安全、抗灾难破坏力量强。边坡外表位移监测手段有多种，各有优点和缺乏，接触式的测量仪器包括倾斜仪或斜度仪、应变测量计、同轴电缆电磁波测量、光纤传感测量。接触式的测量仪器通常放置在监测目标外表，或者插入、嵌入监测目标体内，是目前适用较广泛的形变监测手段。但普遍具有抗灾难破坏力量弱的特点，而且其接触式测量方式也给测量人员的安全带来隐患，掩盖范围较小，受到恶劣天气影响较大。单点式的测量结果也不能满足对灾难区域大范围的连续监测，不利于对监测区域形变类型和整体进展趋势的推断。另外一类遥感技术手段包括GPS监测、干预SAR技术，其测量精度和安全性上优于接触式测量手段。其中GPS监测方法仍旧属于单点的测量技术，并且在高山地区，卫星信号简洁被遮挡，多路径效应较为严峻，且GPS接收站的布设要求操作者要能够到达监测目标点，抗灾难破坏力量弱。点式形变监测手段测量结果受本身测量结果的限制，只能抽样猎取监测目标区域单点的形变结果。为了猎取监测区域整体形变场的特征，通常的做法是将所得到的单点形变信息组成形变监测网，而后在这些形变信息上进展数据插值，近似得到监测区域整体形变信息。这样的做法，其计算精度与监测点设置的疏密程度和空间位置分布有很大关系，监测点设置越多形变检测结果越牢靠，其位置分布越均匀所产生的插值误差越小。为了解决点式监测手段掩盖范围较小、受到恶劣天气影响较大、抗灾难破坏力量弱、自动化程度不高、无法猎取区域连续形变监测结果的特点，我们将已进展成熟的星载、机载干预合成孔径雷达〔SAR〕遥感技术应用到地基轨道上，进展出地基差分干预SAR。地基差分干预SAR，也可以称为微变监测雷达、地基雷达、干预雷达、边坡雷达等，是通过猎取的时间序列SAR数据实现区域形变的监测，具有大范围、全天时、全天候、定点、连续监测的优点，且兼具便利携带、安装敏捷等优点。其非接触测量，可以在安全距离内猎取被监测危急区域的形变数据。采集所得的形变信息为二维图像信息，而非单点信息采集，这种区域信息的猎取有助于观测现象的理解和灾难推测。地基差分干预SAR的高灵敏度、高空间区分率、宽掩盖率、全天时全天候等特点使得这种技术在露天矿山边坡形变监测、地表下陷、山体滑坡监测和地震形变监测等方面具有重要的争论意义。设计依据《中华人民共和国矿山安全法》规定：“第十八条矿山企业必需对以下危害安全的事故隐患实行预防措施：〔一〕冒顶、片帮、边坡滑落和地表塌陷；……〔七〕其他危害。第十九条矿山企业对使用机械、电气设备，排土场、矸石山、尾矿库和矿山闭坑后可能引起的危害，应当实行预防措施。”。GB51214-2023GB/T34679-2023GB16423-2023……2、工程目标能够实施面监测，有助提高监测效率；实现非接触测量，遥感监测；监测距离能够到达公里级别；自动化监测，无人值守；数据采集、成果生成、形变分析，预警预报全程自动化；全天候全天时、实时监测；软、硬件系统具有良好的开放性，支持与现有系统兼容、与上级系统数据共享及数据交换。3、微变监测雷达微变监测雷达〔也称为地基差分干预SAR、地基雷达、干预雷达、边坡雷达〕基于合成孔径雷达〔SAR〕/真实孔径雷达〔RSR〕和差分干预雷达〔DInSAR〕的原理，实现对观测场景进展外表微小形变位移信息的提取。具体地，通过轨道的往复运动猎取观测区域的时间序列回波数据，利用干预雷达技术实现高精度的位移形变信息，通过网络传输到用户中心实现自动化监测，并依据形变量、形变速率等参数进展预警级别推断，发出预警。主要有以下特点：(1)24小时、全气候条件；(2).大范围：5非接触：属于遥感监测、无需部署任何合作目标；1~10分钟猎取一幅全场雷达位移图像；高区分率面监测：每次幅可图像猎取百万级监测点，距离向区分率0.3m；(6).高精度：亚毫米级位移监测精度。微变监测雷达最广泛的应用是露天矿边坡稳定性及位移监测。包括边坡〔滑坡〕、露天矿采场、排土场边坡、尾矿库坝坡。此外，还可用于大坝、山体、建筑物等监测对象。实现对以上监测对象的实时自动化位移监测及预警。产品简介承受直线扫描合成孔径成像技术和干预/差分干预技术，猎取各类地质体和重大工程的外表位移，实现全天时、全天候、大范围〔5公里范围内全面掩盖、高精度〔0.1毫米级位移监测精度〕的实时自动化监测。产品外观1MPDMR-LSA技术指标预警信息：位移/速度/加速度监测精度：0.1mm作用距离：5Km最大视场：90°*45°/60°*30°采集间隔：1-6min像素大小：0.3m*0.0054rad防护等级：IP65工作温度：-30℃~50℃供电：AC220V应用方向：固定扫描、长期监测重大工程设施：外表位移/沉降/倾斜的稳定性监测露天矿山：排土场/采场/尾矿库的外表位移地质隐患点：高陡边坡/危岩体/的滑坡/倒塌/沉降水利工程：大坝坝体建设/使用/维护过程的稳定性监测铁路边坡：护坡沉降及稳定性监测桥梁：桥梁及周边地质环境的沉降及稳定性监测应用软件功能设备采集软件：支持实时自动化采集，可远程重启设备；用户端软件：支持单点、区域等专题图层选择与定量分析，生成位移、速度、数据曲线及报表；数据接入：数据上传方式承受文件形式，由设备厂家依据数据文件标准生成；文件上传承受FTP协议，设备厂家上传至指定效劳器名目；数据融合：支持无人机建模、CAD三维建模、激光三维建模数据与雷达数据的融合及坐标系统一；报告生成：支持报告模板输入，自动报告生成与发送；预警信息发送：支持短信、邮件模式的自动预警信息发送；系统关心状态发送：支持现场断电、断网信息的故障发送；具备低温振动传感功能，并支持监测站振动补偿；工作站在系统特别或蓝屏状态下，具备远程启动功能；支持系统电源远程通断。4、工程实施工程启动现场勘测监测站选址监测站部署网络建设效劳器部署系统调试实时监测阶段报告协同分析防范处理满足稳定标准工程启动现场勘测监测站选址监测站部署网络建设效劳器部署系统调试实时监测阶段报告协同分析防范处理满足稳定标准否是持续监测是2工程实施流程实施目标主要监测内容包括：隐患区域的形变监测：施工区域、人工识别的隐患区域或重点关注区域；未知隐患区域的形变监测：在监测区域内微变监测雷达自动识别未知隐患区域。主要测量参数包括：观测区域总体位移量；累积位移-时间曲线；形变速率-时间曲线；形变加速度-时间曲线；观测区域位移区域及量化数据。进展防范处理。依据工程工作内容及目标，监测实施打算如下：雷达监测站选址及观测几何确定；完成雷达监测站部署；微变监测雷达安装架设与调试；微变监测雷达成像与定标数据调试；监测所涉及的关心数据猎取；关心数据与雷达数据的综合匹配；雷达猎取的形变信息与传感器数据协同分析；待测区域实时监测与预警，生成监测数据报告；全系统测试与验收。监测站选址选定监测站位置，建设好监测站，在监测站上建设通讯网络和调度室内部署雷达数据效劳器。监测站选址时，应依据以下原则进展：观测站要与观测目标保持通视。3远离电磁干扰区〔微波站、无线电放射台、高压线穿越地带等〕和雷击区，其100m；避开铁路、大路等易产生震惊的地点；监测站应避开地质构造不稳定区域如：断层裂开带，易于发生滑坡、沉陷等局部形变的地点〔如采矿区、油气开采区、地下水漏斗沉降区等〕，易受水淹或地下水位变化较大的地点；便于接入公共通信网络和政府信息网络；具有稳定、安全牢靠的沟通电电源；交通便利，便于人员往来和车辆运输。监测站建设监测站的选址以及雷达的观测几何确定之后，需对监测站进展建设即观测房，供电系统的建设、通信网络的建设以及防雷系统建设。监测房主要用于放置轨道式微变监测雷达系统，主要便于保持雷达系统长期监测干净干净，以及监测人员的良好的短期工作、维护环境，监测房内布置监测工控机、内置摄像头、USP、空调等设备。我司某个工程所使用的监测房如以下图所示。4LSA供电系统配置AC220V/50Hz。UPS保证输出电压稳定，以有利于雷达设备24小时不连续运行。同时可以依据矿区电源稳定性、实际状况选择多种电源备份。5多种供电方式通讯网络、视频建设用于实现监测站和调度室的数据传输、监测成果展现、系统参数设置等功能，数据通讯依据客户的要求，可以通过有线网络、无线基站、无线网桥实现数据本地局域网到调度室数据效劳器的传输，客户在本地局域网查看监测数据。也可以通过4G网络远程传输数据到云平台、我司数据效劳器，客户通过扫瞄器远程查看监测数据。监测站可以部署2套视频系统，一路安装在观测室内，用于安防、监控雷达的运行状态。另一路为远程、重载、高清摄像头用于监控雷达监测区域，同时两路视频影像能够清晰地传输至调度室中，便于整个观测区域的整体态势查看。6数据传输5、数据产品雷达数据与多源地形数据融合形成监测结果。通过将雷达数据与地图、CAD地图、激也可以对形变在实际中的影响范围有更加直观的了解。CAD雷达数据与CAD7CAD雷达数据与激光点云数据的融合雷达数据与激光点云地形数据融合的结果。8雷达数据与倾斜摄影数据的融合雷达监测结果与无人机拍摄的倾斜影像图融合结果。96、工程案例治理过程监测案例内蒙古某煤矿，矿坑西帮于去年产生滑坡消灭断层后矿上剥离土进展根基回填。对此区域部署一台雷达进展持续的治理过程进展安全监测。10111212中的紫色曲线对应区域1，黑色曲线对应区域2。通过这两组数据，可以实现施工过程的跟踪和数据可追溯。生产过程监测案例内蒙古某露天矿位于内蒙古锡林郭勒盟。在监测期间，监测到一处边坡的存在安全隐患，客户结合现场实际状况进展了处理。13临滑状态案例矿山在开采中存在滑坡隐患，微变雷达对其持续监测，成功推测并预警了发生的