GNSS监测技术在露天矿边坡监测预警中的应用.pdf
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1、第3 8 卷第4期2023年8 月DOI:10.13235/ki.ltcm.2023.04.012任学锋,黄科伟,李营作.GNSS监测技术在露天矿边坡监测预警中的应用J.露天采矿技术,2 0 2 3,3 8(4):46-48.REN Xuefeng,HUANG Kewei,LI Yingzuo.Application of GNSS monitoring technology in monitoring and移动扫码阅读warning of open-pit mine slopesJJ.Opencast Mining Technology,2023,38(4):46-48.露天采矿技术Ope
2、ncast Mining TechnologyVol.38No.4Aug.2023GNSS 监测技术在露天矿边坡监测预警中的应用任学锋1,黄科伟,李营作2(1.准格尔旗窑沟乡厅子堰煤矿有限责任公司,内蒙古鄂尔多斯0 17 0 0 0;2.北方工业大学土木工程学院,北京10 0 144)摘要:为探究智能监测云平台在露天矿边坡安全监测预警的运行可靠性,以内蒙古中部某露天矿为研究对象,运用GNSS自动变形监测技术,在排土场和采掘场边坡布设监测点和监测线进行研究分析。结果表明:在边坡受到春融和降雨影响时,位于采场与排土场边坡的监测点准确显示边坡持续变形;其次位于外排土场北侧6 号监测点,竖向位移持续变
3、形较大,验证了监测云平台在边坡变形监测预警的可行性。关键词:GNSS;边坡监测;监测云平台;监测预警;雷达技术中图分类号:TD824.7Application of GNsS monitoring technology in monitoring and warning of open-pit mine slopes(1.Zhungeerqi Yaogouxiang Tingziyan Coal Mine Co.,Ltd.,Ordos 017000,China;2.School of Civil Engineering,Abstract:In order to explore the oper
4、ation reliability of intelligent monitoring cloud platform in open-pit mine slope safetymonitoring and early warning,taking an open-pit mine in central Inner Mongolia as the research object,we use GNss automaticdeformation monitoring technology to study and analyze the monitoring lines and monitorin
5、g points in the slope of dump andexcavation site.The results show that when the slope is affected by spring melting and rainfall,the slope monitoring points locatedin the stope and the dump accurately show the continuous deformation of the slope;secondly,located in the north side of theexternal dump
6、 No.6 monitoring point,the vertical displacement continues to deform larger,which verified the feasibility ofmonitoring cloud platform in slope deformation monitoring and early warning.Key words:GNsS;slope monitoringi monitoring cloud platform;monitoring and early warning;radar technology随着矿山采掘深度的加深
7、,露天采场边坡稳定性问题日益显现,边坡安全受着采矿、降雨、爆破等活动变形影响,呈现出复杂化、频繁化的特点1-2 1。随着科技发展,露天矿监测技术由原先常规简单的监测,向着智能化、精度化、自动化边坡监测预警技术发展13-4。边坡监测是对边坡变化趋势进行预测、破坏进行预警,主要由点、面以及单元来监测表面土体位移,深部位移和宏观位移。吕斌等15)应用合成孔径雷收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 3责任编辑:张东旭作者简介:任学锋(19 8 7 一),男,内蒙古鄂尔多斯人,工程师,本科,2 0 12 年毕业于辽宁工程技术大学,主要从事露天开采等相关工作。46文献标志码:BREN Xuefeng,HU
8、ANG Kewei,LI Yingzuo?North China University of Technology,Beijing 100144,China)文章编号:16 7 1-9 8 16(2 0 2 3)0 4-0 0 46-0 3达监测技术预测降雨前后边坡稳定性;兰舜涯(6)将边坡雷达应用于四川某铁矿高陡边坡变形提前预警;李玲玲等(7 应用监测系统GPS解算边坡位移数据,水平精度至3 5mm,垂直精度至5 8 mm;王涛等18 l在矿山边坡中应用滑动式测斜仪明确了潜在的滑动弱面,为边坡治理提供科学依据;丁辉9 在霍林河露天矿构建综合监测预警,有效预防滑坡灾害;钟小宇等110 1在哑巴
9、岭露天采场应用GNSS技术实时监测,对边坡变形及时预警。第3 8 卷第4期2023年8 月如何根据边坡情况选取合适的监测方法,构建滑坡应急响应机制,获取边坡变形数据,为边坡变形进行预测函需解决。D-InSAR系统精度高、监测范围广,但监测信号容易被干扰,维护成本高,图像处理较复杂;三维激光扫描技术能直观反映边坡位移情况,但受环境影响大,位移变化波动大;GNSS监测系统具有相比其他实现了毫米级别的精度,能够对于范围内持续监测,对于抗干扰能力强,故可以反映边坡时空变化规律,为滑坡等灾害提前预警11-12 1。基于此,将GNSS边坡监测系统应用于露天矿边坡监测中,为边坡稳定性,煤炭安全生产提供技术支
10、持。1工程概况露天矿煤田位于准格尔煤田窑沟露天精查区北部,矿田面积4.0 6 3 5km,产能3 0 0 万t/a。矿田地貌呈树枝状冲沟状,支离破碎、沟谷纵横、沟深且陡,地表为固结黄土与风积砂。矿区地形南高北低,东西两侧高,中间低。最高点位于矿区南部的南梁附近,海拔12 9 0 m,最低点位于矿区北部的窑沟,海拔1153m,相对高差13 7 m。所在地区年总降水量2 3 8 7 3 2mm,降水多集中在7 一9 月,占年总降水量的6 0%70%,且多为雷暴雨,最大日降水量可达9 6 mm。工程地质边坡岩层可划分为软弱岩组、松散岩组2 类;含煤地层多以碎屑岩为主,局部夹碳酸盐岩。2边坡监测2.1
11、GNSS监测技术原理GNSS自动化监测系统主要由硬件系统(传感器、数据采集模块、数据传输模块)和软件(数据库、数据处理与控制模块、安全评价预警模块)组成。GNSS监测系统监测点实时采集边坡数据信号,经过传输模块传送至控制中心,通过数据处理计算每个监控点的三维坐标,并与初始三维坐标进行比较,得出监控点的变化,由此得出边坡变形量、变形速率,变形加速度等。当监测出边坡变形量达到设置的预警值时,发出预警,以便工作人员提前做出预防措施3。2.2边坡监测方案随着煤矿剥采的进行,边坡形态动态演化,临空面的的增加,致使边坡变形加剧,特别是软弱岩层和松散岩层。故在排土场和采掘场共布设11条监测线,3 3 个监测
12、点。监测点分布在北部排土场,采场南部工作帮、排土场东帮及采场东帮大致5个范围,边露天采矿技术Opencast Mining Technology坡的沉降和位移变形监测选用R/HYB2000型便携式边坡雷达和RTK型GPS系统。边坡变形数据由监测点利用监测设备实测采集,通过GNSS监测平台自动传输、处理和储存,便得到了各个监测点的x、z 的偏移量、位移变化速率等。3边坡监测数据分析滑动失稳时常表现为边坡的整体失稳,即滑动体大面积塌,通过监测点布置使潜在的滑动体完全覆盖,能对大范围潜在滑动体实时监控。对露天矿采场和排土场边坡进行数据采集,共收集148 0 7 43条数据。基于采集的数据,选取北帮4
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