揭秘矿业安全守护神——矿山边坡监测技术如何保驾护航

思为交互 2024-09-20 10:32:26

一、矿山边坡监测的重大意义

矿山边坡在开采中易受多种因素影响,如地质构造、岩土性质、降雨和爆破振动,这些都可能导致边坡变形。地质构造和岩土性质影响边坡的稳定性和抗变形能力。降雨增加岩土含水量,降低强度,而爆破振动可能引起岩体松动。边坡变形是失稳的前兆,若不及时监测和处理,会威胁矿山安全,引发灾害,造成人员伤亡、财产损失和环境破坏。因此,边坡监测对于保障矿山安全至关重要。监测包括地表和边坡深部变形、裂缝、支护结构变形和爆破振动,利用高精度仪器如全站仪、GPS、钻孔引伸仪和倾斜仪,可以全面掌握边坡状态,预防边坡失稳事故,确保矿山和环境安全。

二、多样的监测方法

(一)传统与现代结合

传统监测依赖人工检查和标志点位移测量,但存在人为误差和局限性。现代技术如雷达和三维激光扫描提供实时、高精度监测,能有效分析边坡变形。

(二)GNSS 位移监测站

安装GNSS位移监测站于矿山边坡,可实时上传位移数据至监控平台,通过4G传输。管理人员可随时查看数据并导出。该系统具备预警功能,位移异常时发出警报。监测站包括基准站和测量站,分别位于稳定和变形区域。一个基准站可服务32个测量站,两者间无线传输数据。太阳能供电系统确保设备稳定运行,安装时需考虑位置和朝向。监测站应露天安装,确保良好搜星条件和开阔视野,避免高度截止角上有障碍物。

(三)多种仪器协同监测

测斜仪用于监测边坡深部的位移和倾斜,对分析稳定性至关重要。应力计监测岩石应力变化,实现地压在线监测和预警。振动监测项目关注爆破振动,以评估岩体稳定性。水文监测涵盖降雨、地表水和地下水,有助于评估边坡稳定性。

三、思为交互边坡监测系统

1. 多源数据监测

思为交互边坡监测系统整合了卫星遥感、无人机摄影、地面激光扫描、GNSS、裂缝计和倾角计等多种监测技术,实现对边坡的全面监测。卫星遥感能够宏观监测大面积矿山边坡,无人机摄影提供高分辨率影像,地面激光扫描精确获取三维点云数据,GNSS 实时监测位移,裂缝计和倾角计精确测量裂缝和倾斜。这些数据的综合管理有助于全面掌握边坡状态。

2. 三维实景建模

系统利用多源数据构建高精度边坡三维模型。卫星遥感提供地形框架,无人机摄影添加纹理细节,地面激光扫描精确反映几何形状,GNSS、裂缝计和倾角计数据用于模型标注和分析。

3. 变形融合分析

系统融合InSAR、地基雷达、GNSS等位移监测数据,多维度分析边坡变形。InSAR技术获取厘米级地表变形信息,地基雷达实时监测微小变形,GNSS提供高精度位移数据。通过这些数据,系统能从不同角度分析边坡变形,为稳定性评估提供准确依据。

4. 数据可视化展示

系统采用三维WebGIS和BIM技术直观展示监测数据,辅助灾害研判和应急指挥决策。三维WebGIS技术在三维地理信息系统中展示边坡状态,BIM技术整合工程信息与监测数据。

5. 应急指挥调度

系统综合GIS、远程视频会商、移动APP技术,打造边坡灾害应急指挥调度平台。GIS提供地理信息支持,远程视频会商实现实时交流和决策,移动APP让管理人员现场获取监测数据和指挥信息。例如,在边坡灾害发生时,管理人员可通过移动APP查看现场情况,远程视频会商与专家决策,GIS技术确定救援路线和资源调配,提高抢险救灾效率。

随着科技的不断进步,矿山边坡监测必将朝着更加智能化、自动化和精细化的方向发展,为矿山安全生产持续护航。

精细化监测将成为未来的发展趋势。随着传感器技术的不断进步,监测设备的精度和分辨率将不断提高,可以实现对边坡微小变形的精确监测。同时,精细化监测还可以实现对边坡不同部位的差异化监测,根据不同部位的地质条件和风险等级制定个性化的监测方案,提高监测的针对性和有效性。未来的矿山边坡监测将在智能化、自动化和精细化等方面不断发展,为矿山安全生产提供更加可靠的保障。随着技术的不断创新和应用,相信矿山边坡监测将在矿山行业中发挥更加重要的作用。

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