基于自适应Kalman滤波融合技术的边坡变形分析

为对滑坡体的稳定状态及变形趋势做出更加准确的分析,利用自适应Kalman滤波融合技术,建立了基于位移参数的自适应Kalman滤波融合预测模型,对多个位移监测点的监测数据进行滤波融合处理。以大孤山铁矿废弃排土场边坡为研究对象,对该工程球团厂监测区域的4个位移传感器数据进行了滤波融合分析,结果表明:各监测点累积位移滤波估计值与实际累积位移监测值呈现相同的变化趋势,其中垂直位移偏离值要高于水平位移偏离值。经该方法滤波后,残差随时间由大减小,后期波动性较小,最后趋于收敛,滤波效果稳定。融合曲线中垂直累积位移变化要远大于水平累积位移变化,可看出滑坡变形主要由沉降导致。在2017年8～10月与2017年12月～2018年2月,曲线呈现先下降后上升的趋势,与监测区域受夏季降雨影响处于活跃期以及冬季冰雪冻胀影响的情况相符,可看出降雨对监测区域的影响要大于冰雪冻胀的影响。各监测点的滤波融合曲线与实际累积位移监测曲线呈现相同的变化趋势,经过自适应卡尔曼滤波融合处理后的累积位移监测曲线能更加准确、真实地反映监测区域的整体变形趋势。研究成果可为后期施工及灾害防治提供依据。     

大型露天挂帮矿回采数值模拟及边坡稳定性分析

以姑山铁矿挂帮矿开采为工程背景,使用FLAC3D数值软件,首先对回采及充填过程进行了模拟计算,分析了围岩及边坡的应力、位移和塑性区,结果表明:充填可有效减少回采对边坡稳定性的影响,控制围岩变形及塑性区发展,保证回采安全。其次使用点安全系数法对含排土场边坡的稳定性初步分析得出,表土边坡存在低安全系数区域,应保证随采随充,并建立实时监测点监测位移。     

紫金山金铜矿北口排土场边坡雷达监测预警系统的应用实践

将边坡雷达监测预警系统用于紫金山金铜矿北口排土场边坡变形监测中,并利用监测数据定性分析了排土场边坡的变形与稳定情况。研究表明:排土场北部变形以向临空面发展为主,坡面变形呈现了上部外倾的趋势,对坡体稳定性会产生不利影响,易发生局部滑坡现象,临滑前最大变形量达到40.34 mm/d,将该值作为预警值;中部固结沉降区域的最小固结沉陷值为-66.30 mm,最大沉陷值为-667.70 mm,基本以匀速固结沉降为主,无明显的异常变形;排土场整个南侧区域基本保持了较好的变形特征,最大变形值为335.73 mm,最小值为102.68 mm,上部变形明显大于下部变形。     

GPS在深凹露天矿高陡边坡位移动态监测中的应用

回顾了矿山边坡变形监测技术的发展历程，结合水厂铁矿的实际，建立了GPS边坡位移动态监测系统，包括基准点和监测点的确定，边坡GPS基线向量网的布设，监测方式，监测周期与数据的输入输出及处理等。实践表明GPS完全能够满足矿山边坡变形监测的需要，该系统的建立是成功的、有效的。     

软岩边坡稳定性的地表位移监测

位移监测技术在边坡工程中的应用越来越广泛,根据动态位移监测信息,及时判定边坡的稳定性状态至关重要。文中结合胜利东二露天煤矿工程实际,通过整理分析布设于采场南帮监测点的位移监测结果,分析了南帮边坡的稳定性,判定了边坡的相对不稳定区域及潜在滑坡模式。研究结果表明,该矿南帮东部区段边坡稳定性较差,而F68断层的存在和煤层底板弱层的揭露是边坡变形剧烈的主要原因,在此基础上提出了一定的清帮方案。     

基于GPS技术的露天煤矿边坡变形规律及趋势分析

以我国内蒙古地区某露天煤矿C标变形区为研究对象,为得到该区域边坡破坏模式及变形规律以便有针对性的对其采取防治措施,首先了解该地区近年来边坡变形及滑坡情况,并在该变形区不同位置布置监测点形成监测线,对相应区域进行GPS监测。通过对各监测线、监测点变形数据进行统计分析,圈定了该露天矿边坡的变形区域,对该区域边坡破坏模式和变形规律进行研究,并对该区域变形趋势进行了预测,得出该区域边坡变形速率与采矿活动及当地季节气候有关。     

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。     

GNSS在线监测系统在高陡露天矿边坡的应用

为建设安全矿山,研山铁矿引进了GNSS边坡在线监测系统,通过在东帮-42及-67 m水平建立监测点,实现了对边坡变形量实时监测,在此基础上,通过设定位移最大变化量警戒值,利用网络功能发送预警信息,从而实现对滑坡的实时预警。根据目前监测数据研究,发现边坡变形量受雨季影响较大,呈锯齿状增加,雨季过后,位移变化量相对较平稳,为后期增加监测点位置的选择提供了有利依据。     

霍林河北露天煤矿排土场边坡滑坡模式与雷达监测预警

霍林河北露天煤矿工程地质和水文地质条件极其复杂,边坡稳定性较差.为了揭示北露天煤矿滑坡机理,采用边坡稳定性雷达监测技术,结合雷达监测数据和边坡自身特点,分析北露天煤矿排土场潜在滑坡模式;通过边坡稳定性雷达提前获取变形数据,在边坡失稳时提前发出滑坡预警,以确保坑下生产作业安全;最后对雷达获取的数据进行统计,分析重点监测区...     

南芬露天铁矿排土场高陡边坡稳定性分析及监测设计

为了研究南芬露天铁矿 2 号排土场高陡边坡的稳定性,深入分析了 2 号排土场工程地质资料,结合现场 调查,建立了典型剖面的数值计算模型,运用 FLAC3D 数值分析软件进行数 值模拟计算,再现了边坡破坏演化过程。 通过分析数值计算结果可以得到:① 排土场边坡应力分布状态与层状堆积 状态基本一致,边坡首先沿潜在滑裂面下 部产生剪切破坏,而后在潜在滑裂面上部表现出张拉破坏,最后形成贯通滑 裂面;② 排土场边坡首先发生变形的区域 位于坡体中下部,最大位移量约为 265 mm,该区域为边坡变形的主控部位, 其次坡顶也发生较大变形,最大变形量约 为 200 mm,据此得出边坡变形敏感区域位于坡顶和坡体中下部,应对这些区 域加强监测。 根据研究结果,对排土场边 坡变形监测方案进行优化设计,并应用到工程实际中,取得很好的应用效果 。     

将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底坐落-牵移式滑坡机理

以新疆天池能源有限责任公司将军戈壁二号露天煤矿外排土场软弱基底为研究对象,通过对研究区岩土进行常规力学实验及流变试验,确定了该露天矿排土场基底及排弃物料物理力学指标。结合理论分析,确定排土场边坡滑坡模式为坐落-牵移式并对滑坡机理进行分析。建立排土场稳定性分析数值模拟模型,模拟排土场边坡变形破坏形式,计算分析了排土场边坡稳定性,结果表明,排土高度为120 m时,潜在的滑移面贯穿排土场内部及软弱基底层,边坡稳定系数略低于安全储备系数。     

库水位变动条件下的尾矿库溃坝模型试验研究

针对尾矿坝的溃决模式和尾矿库在库水位变动情况下发生溃坝危险等问题,采用自行设计的尾矿库溃坝模拟试验装置并考虑水位变化情况下,开展了尾矿库室内溃坝模型试验。结果表明：1）在库水位变动条件下,尾矿库发生漫顶溃坝,溃坝过程中,水流侵蚀引起的连续下切加深和溃口边壁发生失稳破坏引起的横向展宽是控制溃口演化的两个重要因素;2）坝体在溃决后发生明显的垂直沉降和水平位移,坝体沉降位移主要发生在坝肩和坝体中上部处,而坝体水平位移主要发生于坝体中下部和坝脚处;3）溃口处坝体下沉位移达到最大,溃口下泄泥沙流颗粒粒径随着距溃口距离的增加而逐渐递减,粒径分级现象由不明显到明显,临界距离为距溃口150 cm处。研究为尾矿库在库水位变动情况下的灾害防治提供较好的指导意义。     

软-陡基底排土场边坡破坏模式与机理

针对西藏甲玛铜矿角岩排土场基底倾角大、表土层软的特点,以该地区排土场为工程背景,基于相似模拟原理,采用底摩擦试验与数值模拟相结合的方法,进行了软-陡基底排土场失稳模式和机理研究;通过非接触式位移监测系统获得了排土场变形移动演化规律。试验结果表明:①软-陡基底排土场变形失稳大致分为坡脚卸荷变形、垂直张拉裂缝贯通和张拉裂缝扩展三个阶段;②基底软弱土层受压,坡脚处软弱土层受剪切作用明显,是滑移变形失稳触发地带;③潜在滑移面穿过软弱土层,形成近似圆弧滑面。软-陡基底排土场失稳破坏主要呈现沉降、拉裂和滑移模式。     

海州露天煤矿边坡变形监测系统

为及时掌握露天矿边坡变形规律,基于GPS监测技术、网络通讯技术和计算机等技术,建立了一套实时动态反映边坡变形的自动化监测系统。系统采用高精度GPS获取监测点的三维坐标,利用GPRS通讯模块将数据打包发送至计算机,并通过软件处理自行解算成图,实现边坡变形的自动化监测。以海州露天矿北帮为监测对象,经过一段时间的监测,监测结果表明:边坡平均水平位移变形为52.6 mm,平均垂直位移变形为17.3 mm,平均水平位移速率为0.33 mm/d,平均垂直位移速率为0.11 mm/d。边坡变形监测系统的构建实现了边坡变形的高精度、自动化监测,为灾害的动态预警和安全决策的及时制定提供了有效的技术支持。     

邓肯-张模型参数对尾矿坝变形计算的影响

通过土工试验得到承德某铁矿尾矿库尾矿砂邓肯-张（E-B）本构模型参数,采用Midas GTS有限元分析软件建立该尾矿库数值计算模型,分别对E-B模型中参数K、n、K _b 、m进行了尾矿库变形特性影响的敏感性分析,分析结果表明K、n取值对尾矿库的变形计算结果精度影响较大,其中参数K对尾矿库垂直向位移影响最大,n对水平位移影响最大,因此以上2参数合理取值对于尾矿库变形计算极其重要。     

临近巷道掘进扰动效应下巷道变形监测分析

对淮南朱集矿轨道巷进行两帮收敛、拱顶沉降、底臌和锚索拉力的现场监测,基于监测结果,阐明轨道巷在相邻的胶带巷和回风巷扰动影响下围岩变形和锚索拉力的变化趋势。监测结果表明：轨道巷围岩受到了回风巷和胶带巷的扰动;变形经历较长时间后达到稳定,且底臌值大于两帮收敛和拱顶沉降;胶带巷和回风巷对轨道巷的扰动影响程度和巷道群的空间布置相关,在巷道间距大于5倍硐径情况下扰动仍然存在,而且扰动影响不是突变性的,具有时空效应。     

矿山排土场和尾矿库联合共建技术及其工程应用

尾矿库和排土场是矿山生产过程中的重大危险源,其安全性、经济性关系到矿山工程的成败,非常重要。在总结分析国内几种废石和尾矿联合处置经验的基础上,提出了一种排土场和尾矿库联合共建堆存的方法。为了解该方法的有效性及合理性,采用有限单元法和极限平衡法对该尾矿坝的应力变形和稳定性进行了分析。研究结果表明,排土场和尾矿库联合共建具有坝体稳定性好、安全性能高、经济效益好等优点,极端工况下坝体安全系数为1.21。研究成果对今后排土场和尾矿库共建相关的研究、设计和施工具有指导意义。     

我国尾矿库安全监测技术发展综述

中国是世界上尾矿库数量最多、灾害事故发生率最高的国家之一。尾矿库安全监测技术能提供尾矿库安全状态数据,及时掌握尾矿库运行状态,指导尾矿库安全运行,预防和减少发生事故灾害和环境污染。随着我国对尾矿库安全的日益重视,尾矿库安全监测的重要性日益提升,尾矿库安全监测技术也随之迅速发展。我国尾矿库安全监测技术发展经历了初级、中级和高级三个阶段,从最初的无章可循到后来的有章可循、有法可依,对标准的认知及运用从生搬硬套到日益科学、精准；从人工监测、自动化监测逐步发展智能监测,监测效率和监测精度日益提升；监测设备也随着社会和经济的发展而日新月异,新的科技成果不断纳入。目前,我国尾矿库安全监测技术已进入一个良好的发展时期,在全国范围内构建了一个强大的国家级尾矿库安全生产在线监测监控与预警大平台,为尾矿库灾害的及时诊断和安全预警提供强大技术支撑,最大限度地消除尾矿库灾害事故的发生。     

废弃稀土尾矿堆降雨入渗规律及破坏模式试验研究

废弃稀土尾矿堆表现为一种各向异性、结构无序、弱胶结或无胶结的特殊地质体，其入渗规律和破坏模式与一般土质边坡相比差异较大，在极端降雨条件下极易产生局部垮塌或滑坡灾害。通过构建两组有无顶端平台的室内废弃稀土尾矿堆模型，在相同的降雨工况等条件下，对其孔隙水压力、含水率及内外排水速度进行了监测，并对两组模型试验进行了数值模拟，研究其破坏模式和降雨入渗规律。结果表明：①有无顶端平台的废弃稀土尾矿堆模型，其孔隙水压力、含水率和排水速度的响应情况不同，模型B（有顶端平台）3个值都大于模型A（无顶端平台），其响应也更为敏感；②顶端平台导致废弃稀土尾矿堆模型破坏模式差异较大，模型A破坏模式较为单一且破坏较小，只有坡角产生浅层滑动破坏，而模型B在坡脚处发生较为明显的浅层滑动破坏的同时，坡面破坏区域上方会依次往上产生裂隙，随着试验的进行，裂隙进一步与坡脚的浅层破坏区域汇合后，坡面由下而上依次向下坍塌破坏，同时模型B更易于产生边坡破坏。数值模拟结果与模型试验结果相符合，可为类似试验和有效防治废弃稀土尾矿堆局部垮塌、滑坡等灾害提供有益参考。     

露天矿滑坡位移监测的ASIFT算法

针对现有的大型露天矿边坡大变形监测方法存在的不足,提出了一种基于ASIFT图像特征匹配算法的滑坡位移监测方法。首先基于露天矿滑坡真实地形空间分布形态,设计了滑坡物理模型,并利用高分辨率数码相机获取模型滑动过程中的序列影像;然后利用ASIFT特征匹配算法对滑坡各阶段光学影像进行特征点提取与匹配,并利用RANSAC随机抽样一致算法剔除误匹配点;最后利用滑坡体运动特征矢量集模型计算出特征点空间矢量位移,从而实现了滑坡位移场标定与滑坡范围确定。研究表明：所提算法对于滑坡蠕变阶段的位移监测效果一般,但可有效监测滑坡中后期发生明显变形时的位移,该算法的特征点匹配数量及匹配正确率均明显优于SIFT算法,且位移矢量标定精度也得到明显提高,反映出该算法适合于大型滑坡后期发生大变形时的位移量监测。