雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用*

为了保证露天矿地质环境治理及残矿回收工程的安全实施，避免边坡发生片帮、滑坡等地质灾害而造成人员生命及设备财产损失，凹山铁矿采用雷达技术，构建一套边坡稳定性监测预警系统。该系统可以对凹山铁矿的高陡边坡进行24 h不间断监测扫描，通过边坡雷达的位移云图、位移曲线及速度曲线快速识别出潜在的不稳定区域，依据滑坡历时位移曲线，预测未来一段时间内不稳定区域的变形演化趋势，实时掌握边坡的动态情况。当不稳定区域出现加速变形并达到预警阈值时，系统及时发出临滑预警，人员及设备撤离，有效保障凹山铁矿的安全生产。雷达技术不仅可以对高陡边坡的异常变形进行准确预测、预报，也可以为凹山铁矿编制突发地质灾害应急预案及制定残矿回收开采计划提供技术支持和决策参考。     

柿竹园矿露地联采塌陷坑高陡边坡变形监测方案研究

柿竹园多金属采矿场露地联采时,由于地下开采的扰动、露天边坡上剥离工程的爆破震动、高陡边坡中可能存在的隐伏结构弱面等原因,岩质边坡面临滑坡倾倒等潜在的地质灾害隐患。为确保高陡边坡的安全,从目前最先进的几种边坡表面变形监测方法对比选择,全自动全站仪法监测方案。依托矿山实际情况,设计了监测基准点网与变形监测点的位置,建立了高精度的边坡变形全自动在线监测系统,实时掌握塌陷坑周边高陡边坡整体的三维变形状态与发展趋势,对潜在的边坡滑坡、倾倒等地质灾害进行前兆监测与预警,有效提高了地表剥离工程与露地联采过程中的安全保障水平。     

预应力锚索锚固力监测点经济高效布设方法研究

预应力锚索锚固力监测点合理布设是提高边坡稳定性监测可靠性的重要手段,在确保边坡稳定安全的同时,可最大程度上节省工程监测成本。现阶段预应力锚索锚固力监测点布设方案设计多依赖工程经验,具有很强的盲目性并且监测成本较大,尤其对于大型高陡边坡,由于挖方量和边坡加固工程量巨大,如何实现高陡边坡预应力锚索锚固力监测点经济高效布设,保证边坡安全高效监测是目前亟需解决的问题。以广东省江门市迎宾西路某高边坡为研究背景,通过研究锚索的群锚效应和锚索失效后的影响范围,确定了监测点之间的合理布设间距。构建了边坡三维模型,通过数值计算,模拟高边坡开挖全过程,由数值计算结果分析边坡开挖过程中变形失稳的潜在危险区域,进行监测点选择型布设。通过上述方法,实现了该段高陡路堑边坡预应力锚索锚固力监测点的经济高效布设。研究表明：基于群锚效应与三维数值模拟方法,提出的预应力锚索合理布设间距与开挖过程中潜在危险区域重点监测相结合的综合布设优化方案,可合理利用材料和空间、大幅节省监测成本,实现边坡的经济、高效监测。研究成果为高陡路堑边坡稳定性监测点合理布设提供了一种新的思路。     

预应力锚索锚固力监测点经济高效布设方法研究

预应力锚索锚固力监测点合理布设是提高边坡稳定性监测可靠性的重要手段，在确保边坡稳定安全的同时，可最大程度上节省工程监测成本。现阶段预应力锚索锚固力监测点布设方案设计多依赖工程经验，具有很强的盲目性并且监测成本较大，尤其对于大型高陡边坡，由于挖方量和边坡加固工程量巨大，如何实现高陡边坡预应力锚索锚固力监测点经济高效布设，保证边坡安全高效监测是目前亟需解决的问题。以广东省江门市迎宾西路某高边坡为研究背景，通过研究锚索的群锚效应和锚索失效后的影响范围，确定了监测点之间的合理布设间距。构建了边坡三维模型，通过数值计算，模拟高边坡开挖全过程，由数值计算结果分析边坡开挖过程中变形失稳的潜在危险区域，进行监测点选择型布设。通过上述方法，实现了该段高陡路堑边坡预应力锚索锚固力监测点的经济高效布设。研究表明：基于群锚效应与三维数值模拟方法，提出的预应力锚索合理布设间距与开挖过程中潜在危险区域重点监测相结合的综合布设优化方案，可合理利用材料和空间、大幅节省监测成本，实现边坡的经济、高效监测。研究成果为高陡路堑边坡稳定性监测点合理布设提供了一种新的思路。     

GPS在紫金山金铜矿排土场边坡监测中的应用

边坡的稳定性是矿山安全生产的重要保证。随着矿山露天开采的进行,紫金山金铜矿形成了高陡排土场边坡,且随着后续采矿的继续,边坡高度还将进一步增加。为及时掌握排土场边坡的安全稳定性状态和位移状况,通过GPS监测和传统的人工监测,实时掌握边坡的运行状况,确保排土场边坡安全运行。     

基于动态监测的非接触式岩移监测系统的应用研究

垂悬岩体、高大陡边坡以及危险采空区的岩移动态监测一直是矿山安全监测的重点与难点。传统的岩移监测方法无法实现全天候实时动态监测,而且测量人员直接置身于危险采空区或者垂悬岩体处进行测量,存在极大的安全隐患。针对柿竹园多金属矿山岩移监测的实际需求,建立了一套非接触式岩移智能监测系统。结果表明:该系统实现了对被监测岩体全天候实时在线监测,得到了有效的监测数据,通过该系统软件进行数据处理分析,掌握了岩体移动动态变化趋势,为进一步了解围岩深部的位移规律提供了数据基础。     

SSR在SICOMINES铜钴矿边坡安全监测中的应用分析

针对SICOMINES铜钴矿区复杂的水文地质条件,为能够实时、自动监测高陡边坡的稳定性情况,建立露天边坡监测雷达(SSR)预警系统。在系统中设置相应的稳定性参考区域,将监测区域实时位移速率达到15mm/h设置为黄色预警阈值,将监测区域实时位移速率达到20mm/h设置为红色预警阈值。在监测过程中若发现位移风险区域结合现场踏勘实际情况确定是否发出预警,并且边坡监测雷达(SSR)成功地对D坑东帮南部1 335m水平至1 320m水平之间滑坡做出预测、预报。     

紫金山金铜矿露天采场高陡边坡现状稳定性分析

针对目前紫金山金铜矿露天采场高陡边坡局部靠帮区域出现的地质问题,利用SURPAC、ANSYS软件建立采场各工程地质区域边坡的现状剖面模型,通过有限元强度折减法分析其现状稳定性。计算显示,典型剖面1~3安全系数分别为2.07、2.50、2.30,均高于规程允许的最低标准,采场各区域边坡整体处于相对稳定阶段。同时,将有限元法计算结果与传统的极限平衡法计算结果进行对比,两者误差在工程设计允许范围内。结果为紫金山金铜矿高陡坡边坡稳定性控制提供了理论依据。     

基于合成孔径雷达的边坡监测预警研究

针对乌拉根锌矿高陡边坡岩体易吸水软化和风化解体,节理裂隙发育,稳固性差等不利条件,建立了一套合成孔径边坡雷达监测系统实时监测边坡稳定性。实践表明,目前边坡主要形变区域位于南部边坡和东南部边坡2269～2149m,针对该区域圈定9个重点监测区域分析边坡位移变化趋势,表明边坡整体处于"相对稳定状态",短期内不具有大规模滑坡风险。通过分析降雨前后位移变化,得出降雨对边坡稳定性有显著影响。根据历史监测数据,确定现阶段预警阀值为24h位移量20mm,形变区域面积为60m~2。该研究成果为后期边坡稳定性监测、边坡滑坡预警和破坏机理研究提供了依据。     

唐山马兰庄铁矿露天开采边坡变形监测的GB-InSAR技术

高精度实时变形监测是露天矿边坡安全监测的重要思路。与常规的测量方式相比,地基差分干涉雷达(Ground-based differential interferometric radar,GB-InSAR)具有全天候、非接触、高精度、宽角度、实时监测等优点,适合于对露天矿危险边坡进行监测,是目前露天矿边坡安全监测的主要技术装备。马兰庄铁矿露天矿区边坡为典型岩质边坡,边坡标高落差大,边坡较陡(边坡角为38°~47°),采场存在雾霾、粉尘,能见度较小。为确保该矿边坡稳定,确保矿区安全生产,在详细分析GB-InSAR技术原理、系统组成及工作流程的基础上,将其应用于该矿露天矿区边坡稳定性实时监测中。在露天矿区东坡监测出一90 m×40 m椭圆形变形区域,该区底部的变形量和变形速率均大于顶部,11 d(2016年12月10日—2016年12月20日)的最大变形量累计达到-270 mm,部分点位的变形速率稳定于-1 mm/h。根据监测结果,及时对该变形区域进行了边坡处理,有效避免了灾害发生。研究表明:采用GB-InSAR对露天矿区边坡稳定性进行实时监测,可以达到边坡灾害预警的目的,对于确保矿区边坡稳定具有重要作用。     

边坡形变监测雷达在安家岭露天煤矿边坡安全监测中的应用

为提高安家岭露天矿资源回采率，计划在北端帮组织陡帮开采作业。为加强陡帮开采期间边坡监测工作，保证边坡稳定和人员安全，安家岭露天矿引进了地基合成孔径干涉边坡雷达监测系统。通过研究地基合成孔径干涉边坡雷达原理、技术特点及系统构造，分析陡帮开采期间边坡监测数据，及时发现了边坡变形区域，结合边坡巡视情况，确定变形原因。结果表明,该地基边坡雷达实现了对露天矿边坡大范围、高精度的实时自动化监测,满足露天矿边坡监测要求。     

基于极限平衡法的边坡稳定性分析

在金属矿资源回采过程中,井下采场爆破严重威胁地表建(构)筑物、堤坝及边坡的稳定性,尤其是赋存有高陡边坡的露天井下联合开拓矿山。以永平铜矿井下矿体回采爆破与临近高陡边坡为工程背景,开展了井下回采后对边坡稳定性影响的分析,按照极限平衡法进行模型的建立与参数的选择,对开挖模型和初始边坡进行稳定性模拟试验。模拟试验结果表明,越向上一中段开采,边坡的安全系数越低。按照模拟得到的边坡安全系数,将不同中段的矿块安全性分为3个等级,即安全Ⅰ级、安全Ⅱ级、危险,为矿山的安全生产提供了理论依据。     

抚顺西露天矿防治边坡地质灾害研究

抚顺西露天矿已有100多年的开采历史,随着矿坑的不断降深,矿坑高陡边坡凸显和局部边坡失稳状况日益加剧。为了探清边坡变形破坏的机理和因素,通过对重点变形区域进行边坡稳定分析和评价,准确掌握边坡变形规律和失稳可能发生地质灾害的安全风险,建立健全监测监控和预警预报系统,实施边坡稳定综合治理工程,为露天煤矿防治高陡边坡地质灾害提供了基本方法与经验。     

大型深凹露天矿边坡稳定性研究及智能监测系统应用

深凹露天矿山开采过程中易产生滑坡、泥石流、危岩垮落等地质灾害,为保证露天采场人员及设备安全,需开展深凹露天矿边坡稳定性研究。利用3DMine构建深凹露天矿三维模型,而后导入FLAC3D进行8个分区的露天矿边坡应力应变数值。从竖直方向位移、最大（小）主应力分布状态、剪切应变方面进行分析得出：竖直方向几乎无位移,露天边坡整体稳定性较强;局部台阶坡面存在应力集中现象,应加强监测。在实际工程中,矿山引入边坡智能监测系统,利用雷达扫描及GNSS在线数据集成技术形成三维可视化边坡模型,实时监测边坡空间位移变化数据,实际监测结果表明开采后边坡薄弱面发生位移,与数值模拟结果一致。文章创新点在于利用有限元数值模拟手段与实际工程中的三维智能监测系统相结合,可有效防治露天开采时所面临的地质灾害问题,对同类高大边坡安全稳定性研究具有一定的参考价值。     

城门山铜矿湖泥边坡稳定性分析

介绍了城门山铜矿矿区表层约30m厚的湖泥分层及其土体物理力学性质，用二维变分法计算分析湖泥边坡的稳定性，并提出合理边坡角。     

城门山铜矿选矿厂东侧高边坡治理工程实践

结合城门山铜矿选矿厂东侧高边坡的治理工程，指出边坡工程治理中工程施工和设计的重要性，提出施工中结合实际充分考虑各种施工措施的科学合理性，力求做到有利于边坡的稳定和人员的安全，严把质量关，以取得良好的防治效果。     

安全预评价中边坡稳定性分析的应用

安全预评价在非煤矿山项目建设初始阶段起到了至关重要的作用,尤其是对于大型露天矿山项目。大型露天矿山的高陡边坡稳定性一般都作为安全工作的重点关注对象,本文基于安全预评价最新大纲要求及边坡稳定性研究现状,选用流行的岩土力学分析方法开展安全预评价中高陡边坡的稳定性分析工作,得到了可量化、可视化的边坡安全评价结果,将结果与安全规范对比分析后,使安全预评价工作达到了精准、高效。通过本文研究工作使安全预评价工作的理论性、实用性及合规性等方面均有提升,切合了安全预评价最新大纲要求。     

南芬露天铁矿下盘高陡边坡稳定性分析与监测预警技术研究

随着矿山开采的进行,南芬露天铁矿形成高差约456 m,整体坡度达46°的高陡边坡,多次出现张裂、滑塌等地质灾害。首先,对滑坡区域工程地质条件进行分析,得出滑坡特征与机理。然后,进行基于MSARMA法的边坡稳定性定量评价与敏感性分析,建立排水条件下边坡稳定性分析方法,并验证了排水有效性,利用FLAC~(3D)进行边坡扩帮工程稳定性模拟。最后,提出采用坡体排水与预裂爆破技术,同时构建基于滑动力远程实时监测预警系统的滑坡体监测网。研究结果表明:滑体在降雨与扩帮工程影响下会再次滑移,采用预裂爆破技术与排水措施有效提高边坡稳定性,20个监测点组成的滑坡体监测网成功实现了南芬下盘边坡稳态实时监控与预测预报。     

基于多尺度监测的高陡边坡安全性多因素综合评判研究

基于先进的传感器感知技术,针对连云港港主体港区东疏港高速公路两侧形成的岩质高陡边坡工程实例,构建了多尺度安全监测系统.并综合考虑边坡安全性的多因素影响,在模糊数学的基础之上建立了高陡边坡的安全性综合评判模型.结果表明该方法可以全面的反映出具有不确定性的各个影响因素对边坡安全性的影响程度,并合理得到边坡安全性等级,对工程决策具有重要的意义.     

考虑渗流作用的城门山铜矿临湖露天开采边坡稳定性研究

基于地质勘探资料，建立了城门山铜矿临湖露天开采边坡的地质模型，对临湖露天开采边坡进行了考虑湖水在不同渗流路径和不同渗透压力作用下的稳定性分析。研究结果表明：湖水渗流大大降低了边坡安全系数，随着湖水水位增大，边坡滑坡范围越大，边坡安全系数越低。湖岸与露天采坑之间的距离对边坡稳定性有较大影响，湖-坡距离D越大，边坡安全系数越高，当边坡安全系数取1.2时，考虑湖水渗流条件下湖-坡最小安全距离为60 m。