矿山边坡监测技术方案.docxVIP

矿山边坡监测技术方案 概述 1.1露天矿山边坡监测需求 矿山资源是人类社会生存和发展的重要物质基础，作为国民经济的基础产业，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发展的重要物质基础，为满足人民日益增长的物质生活、支持经济高速发展提供了广泛的资源保障。然而，露天矿生产引发的地质灾害十分严重，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害，常见的露天矿灾害有边坡失稳、滑坡。我国露天煤矿呈现集中化开采趋势，开采范围及年产量逐渐增大，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、滑坡等地质灾害不仅影响正常的采矿作业，而且威胁人员及设备安全，严重时甚至造成露天矿停产，造成巨大的经济损失。 因此，如果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，可以及时是监测人员了解和掌握边坡位移的演变过程、及时捕捉其发展变化特征信息，并可对可能发生的灾害做到提前预报预警，协助对事故隐患可进行分析评价，可以指导生产人员采取合理的防治措施，在滑坡事故后的治理工程中又能提供可靠资料和科学依据，对保障露天矿安全生产具有重要意义。 1.2微变监测雷达的优势 边坡表面位移监测是对一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行的测量工作。边坡表面位移监测的任务是应用各种测量手段，测定形变体的形状、位置在时域、空域中的变化特征，并解释其发生的原因。测量手段所涉及的技术领域广泛，但总体发展趋势是测量精度和自动化程度逐渐提高，监测手段更可靠、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、抗灾害破坏能力强。 边坡表面位移监测手段有多种，各有优点和不足，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表面，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。但普遍具有抗灾害破坏能力弱的特点，而且其接触式测量方式也给测量人员的安全带来隐患，覆盖范围较小，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害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发展趋势的判断。 另外一类遥感技术手段包括GPS监测、干涉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监测方法仍然属于单点的测量技术，并且在高山地区，卫星信号容易被遮挡，多路径效应较为严重，且GPS接收站的布设要求操作者要能够到达监测目标点，抗灾害破坏能力弱。 点式形变监测手段测量结果受本身测量结果的限制，只能抽样获取监测目标区域单点的形变结果。为了获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行数据插值，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可靠，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覆盖范围较小、受到恶劣天气影响较大、抗灾害破坏能力弱、自动化程度不高、无法获取区域连续形变监测结果的特点，我们将已发展成熟的星载、机载干涉合成孔径雷达（SAR）遥感技术应用到地基轨道上，发展出地基差分干涉SAR。地基差分干涉SAR，也可以称为微变监测雷达、地基雷达、干涉雷达、边坡雷达等，是通过获取的时间序列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，且兼具方便携带、安装灵活等优点。其非接触测量，可以在安全距离内获取被监测危险区域的形变数据。采集所得的形变信息为二维图像信息，而非单点信息采集，这种区域信息的获取有助于观测现象的理解和灾害预测。地基差分干涉SAR的高灵敏度、高空间分辨率、宽覆盖率、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研究意义。 1.3设计依据 《中华人民共和国矿山安全法》规定：“第十八条 矿山企业必须对下列危害安全的事故隐患采取预防措施： （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，应当采取预防措施。”。 《煤炭工业露天矿边坡工程监测规范》GB51214 -2017 《智慧矿山信息系统通用技术规范》GB/T 34679-2017 《金属非金属矿山安全规程》GB 16423-2006 …… 项目目标 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；监测距离能够达到公里级别；自动化监测，无人值守；数据采集、成果生成、形