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。     

露天矿边坡稳定性智能评价研究现状、存在问题及对策

在收集整理国内外相关资料的基础上,从露天矿边坡稳定性智能感知手段、智能评价预测方法、智能决策技术等方面总结了露天矿边坡稳定性智能评价研究现状,分析露天矿边坡工程的特点,指出当前露天矿边坡稳定性智能评价研究存在的问题,提出"位移时间序列阈值、力学机理分析、案例分析及专家系统诊断"三位一体的边坡稳定性智能评价的学术思路,认为露天矿边坡稳定性智能评价研究发展趋势为:首先,建立边坡灾害案例和多因素多模式智能识别数学模型,采用深度学习和大数据分析方法进行案例类型聚类、要素识别和模式匹配;其次,通过力学机理计算评价,识别隐患区确定滑坡隐患触发因素和条件;然后,基于案例模式匹配结果建立监测预警指标体系和预警阈值,构建案例库知识库和专家系统并实现智能决策;最后以大孤山铁矿西北帮滑坡为例,基于力学计算给出边坡安全系数变化规律,同时结合滑坡案例库的匹配结果,确定现场数据时序曲线指标阈值(位移累积量、位移速率),从而科学合理的给出预警警情判别结果,通过云平台实现数据分析、现场模型可视化和预警发布及滑坡诊断。该案例初步验证了三位一体边坡稳定性智能评价学术思路,为实现露天矿边坡稳定性智能评价提供了有效手段。     

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。     

露天矿超高边坡灾变影响因素与防控关键技术研究综述

以2015年国家安监总局统计的125个露天矿山基本信息为出发点,分析了我国露天矿山边坡现状与设计高度分布情况,将边坡高度500 m以上划分为超高边坡,未来超高边坡由现在的2%增加到14%。结合国家“十三五”规划相关建议,阐述了进行超高边坡研究的重要性和必要性。以超高边坡灾变机理、安全防控技术以及在线监测预警技术为研究对象,在分析整理国内外相关资料的基础上,从高应力与卸荷作用、高应力与岩体变形破坏、渗透特性与渗流规律、物理模拟与数值仿真、爆破安全控制技术、大吨位深锚索加固技术、在线安全监测及智能预警技术等方面,总结了目前超高边坡灾变过程关键影响因素、防控技术以及监测预警技术现状,结合超高边坡工程特点,指出目前研究存在的问题与技术难点,并分析了超高边坡研究发展的趋势,指出了超高边坡研究面临的挑战,包括：①节理-水-应力等多因素耦合作用下灾变机理及破坏模式;②超高边坡灾变机理大型物理模拟平台建设与数值仿真技术;③微损伤爆破超高边坡安全控制技术;④大吨位预应力深锚索加固超高边坡治理技术;⑤超高边坡滑坡在线安全监测与预警技术。     

合成孔径边坡雷达在南露天煤矿的应用

为了研究合成孔径边坡雷达在露天矿山边坡地质灾害监测预警中的实际效果,研究滑坡过程中对应雷达监测数据的变化情况。首先介绍了合成孔径雷达和预警设置的基本原理,其次通过对滑坡过程中雷达监测数据的观测,分析了合成孔径雷达滑坡监测的应用效果。结果表明:合成孔径边坡雷达能有效监测滑坡等地质灾害发生前后滑坡体所处的变形阶段,并提前做出预报预警。合成孔径雷达技术在露天矿山边坡短期临滑监测预警中应用效果较好,能为露天矿山管理人员及时采取应对措施提供数据支撑。     

乌山露天矿岩质边坡监测预警系统的构建与应用

针对乌山铜钼矿岩体破坏失稳诱发的地质灾害问题,基于信息量法识别滑坡风险区,并在高风险区进行多源监测,通过工程实例调查及文献检索构建了包含48个露天矿边坡滑坡案例的数据库,根据案例库搜索匹配提取预警阈值,最终构建起基于WebGIS的矿山边坡监测预警系统;研究表明,乌山铜钼矿北矿段东侧西帮、西南帮、东南帮部分区域滑坡风险等级较高,针对这些区域建立了监测预警系统,建成后运行良好,有效保障了矿山的安全生产与经济效益。     

边坡雷达在露天矿山边坡滑坡预警的应用研究

露天矿山边坡位移监测是矿山边坡稳定性监测的主要内容之一,通过位移监测可以掌握露天矿山边坡体的变形规律,及时了解边坡动态并对边坡进行管理。边坡雷达可以通过持续监测边坡表面位移预测边坡变形失稳,并依据岩体变形破坏规律,预测预报滑坡发生的可能性与滑坡时间,通过对乌拉根锌矿2020年12月15日边坡橙色预警信息及监测数据分析,结果表明:边坡雷达可有效实现对露天矿山边坡滑坡提前预警,通过优化预警参数,可使预警信息更加精准。     

石灰石矿山台阶边坡爆破振速安全阈值研究

爆破是矿山露采的必要手段,爆破振速安全阈值的确定对矿山台阶边坡的安全开采起着重要的作用。以四川兴联石灰石矿山台阶边坡为例,采用速度判别法,选取规范中的爆破振速安全阈值为拟静力法和动力显示分析法作参考;采用拟静力法,选取优势结构面作为潜在滑动面反演得到爆破振速安全阈值;采用ANSYS/LS-DYNA的动力显示分析法,建立台阶边坡模型,选取模拟监测点数据与实际监测数据进行对比,并结合质点振动速度与应力进行回归分析得到爆破振速安全阈值。通过对三种方法的对比研究得到,拟静力法与动力显示分析法得到的结果接近,且符合速度判别法中的规范。综合三种分析方法最终对台阶边坡爆破振速安全阈值进行合理取值。     

圣雄黑山煤矿高陡边坡稳定性数值模拟分析

为保障矿山安全生产,实现安全风险预控管理,针对黑山露天煤矿南帮边坡,通过现场工程地质勘察和岩石力学试验,建立FLAC~(3D)数值模拟计算模型,从应力、位移、塑性区变化等方面进行边坡稳定性分析。结果表明,该矿南帮边坡竖直和水平应力符合地应力分布规律,由于受到开挖卸荷及上部覆岩挤压作用,在坡脚煤台阶处出现应力集中现象。边坡整体位移较小,基本处于稳定状态,在+2 420～+2 430 m煤台阶坡脚处出现局部塑性集中区,后期可能产生局部变形滑坡现象,需加强监测。分析结果为矿山边坡防护和安全生产提供重要技术依据。     

地基干涉雷达露天矿边坡监测分级预警模型

在安家岭露天矿北帮实测数据的基础上,对地基干涉雷达监测的关键技术、露天矿边坡稳定性分析方法、边坡变形监测分级预警进行了探讨论证;确立了露天矿边坡变形监测预警级别及相应的预警阈值,建立地基干涉雷达边坡监测分级预警模型。试验表明,地基干涉雷达能够准确判断变形等级,提供相应的预警信息。     

基于RBF神经网络的露天矿山边坡失稳预警方法

边坡失稳研究是露天矿山安全生产的关键问题,边坡失稳智能化预警的实现是失稳研究的核心内容。以马钢南山铁矿凹山采场高陡边坡工程为例,建立了RBF神经网络预警模型,采用梯度下降训练算法并进行了改进,根据经验来设置算法的学习步长,选取黏聚力、内摩擦角,边坡角、边坡高度,孔隙水压力比、容重等6个因素作为网络的输入单元,利用所选的25组样本数据完成了RBF神经网络的学习。应用学习好的预警模型对南山铁矿凹山采场的2个帮进行了边坡失稳预警分析,得到2个帮的稳定性等级结果分别为1级和3级,即极稳定和基本稳定,与现场情况一致。该预警方法合理,具有推广应用价值。     

矿山厂地压灾害微震监测预警参数分析研究

为了研究矿山监测范围内多参量预警技术,总结适合于矿山的预警阈值.基于矿山厂２０１８年建立的３０通道微震监测系统,采用人工爆破试验校正系统设置参数;然后通过对采集数据的筛选处理,构建了有效微震事件库,并结合现场地压活动状况,对微震事件从微震时间序列、空间分布与演化、定量地震学参数等方面展开分析研究.结果表明:可以将时序集中度高值区Q时 ＞１、震中集中程度 Q空 低值区Q 空≤１００、地震学参数b≤０．２７、βn高值区βn ≥５．０和η高值区η≥１．０５确定为矿山厂微震监测系统的预警阈值,从而实现矿山厂地压灾害监测预警的目标.     

无人机载雷达在露天矿边坡位移监测中的应用

将无人机载雷达技术应用在露天煤矿边坡位移监测中,通过对机载激光雷达系统组成和测距原理的研究,以及数据生成环节和数据处理流程的研究,获取露天矿边坡的数字高程模型。通过对点云数据的分析表明,该技术可获取矿山边坡的数字高程模型及边坡形态,为矿山边坡变形监测与灾害预报提供有效的预警信息。     

基于组合预测模型的露天矿高陡边坡滑坡变形研究

随着露天矿山开采规模及深度的不断扩大,致使矿山边坡变陡、变高,而形成高陡边坡,但由于地质条件以及矿山施工等因素的影响,高陡边坡经常发生崩塌、滑坡等比较严重的地质灾害。因此,为加强对露天矿山高陡边坡的变形预测,应及时研究滑坡的变化趋势,开展滑坡预警,指导矿山生产,保障人民的生命财产安全。建立了一种能够更加有效地反映出变形体变化趋势的组合预测模型,并介绍了其建模思想及计算方法,在此基础上,依据某高陡边坡实际监测数据,将其预测结果与独立预测模型的预测结果进行分析比较,结果显示,其精度要优于独立预测模型的精度,且可靠性更高,具有较强的适用性。     

露天矿山边坡稳定性评价的定性分析应用

边坡稳定性分析和评价一直是边坡管理工作的核心,是边坡监测预警和工程施工的重要依据。以刚果(金)SICOMINES大型露天矿山为实例,从定性角度分析评价边坡稳定性,得出可靠的边坡稳定性分析结论,用以指导矿山安全生产。     

软破岩质高陡边坡治理方案优化研究

受不良工程地质条件、下部采矿活动及雨雪入渗等影响,曙光金铜矿露天边坡存在较为明显的蠕滑现象,导致多处台阶出现严重变形、开裂、下沉。通过边坡灾害体分析、边坡稳定性计算,并结合矿山实际情况,提出了5种边坡治理方案,分别为：①预应力长锚索+钢板方案;②喷锚网方案;③浆砌石挡墙+素喷方案;④预注浆固结方案;⑤微型桩+浆砌石挡墙方案。经多角度方案对比,最终选取了方案①与方案⑤相结合的综合治理方案。通过方案实施,取得了良好的边坡治理效果,保障了矿山安全生产,该矿山边坡治理的研究与分析可为类似条件软破岩质高陡边坡治理提供可借鉴的经验和依据。     

边坡下民采空区稳定性分析及治理方案

以某露天矿山边坡下民采空区为例,建立数值分析模型开展了采空区稳定性分析。研究结果表明:沿着采空区走向呈现"中间变形大,两端变形小"的位移变化现象,顶板最大下沉变形量达7.13 mm,而底板最大底鼓量为5.96 mm;跨度和暴露面积较大的采空区中间区域发生失稳垮塌的风险较大。为此,提出采用"采空区顶板崩落+边坡削坡"的综合治理方案,形成+125 m和+140 m 2个安全台阶,与初步设计终了台阶实现较好衔接;经计算,治理后的边坡安全系数达到1.26,可以避免边坡失稳滑坡事故,彻底消除采空区安全隐患。最后提出了采空区治理主要施工安全措施。     

深凹露天矿末期扩帮强化开采安全防控关键技术研究

为了安全回采深凹露天矿山开采末期部分挂帮矿石,以山达克铜金矿深部扩帮工程为研究背景,采用简化Bishop法与Morgen-Prince法研究了扩帮开采工程边坡稳定性状况,并运用蒙特卡罗法分析了边坡破坏概率,分析了扩帮工程的安全风险,建立了扩帮开采深层微震+浅层三维激光扫描边坡稳定性立体在线监测系统,研究了扩帮开采过程中边坡岩体微宏观变形演化机理。工程实践表明：扩帮开采边坡安全风险分析与边坡立体在线监测结果具有高度的耦合性和一致性,通过扩帮强化开采,矿山服务年限延长了4 a,直接回采矿石量达502.93万t,印证了研究结果的合理性,同时也为类似矿山末期扩帮强化开采提供了示范工程。     

排土场灾害四色预警判据研究

为研究排土场灾害预警指标的阈值标准,提出一种既符合排土场灾害风险分级管控理念,又体现排土场边坡稳定性变化发展的动态性、阶段性趋势的新方法。结合现场调研及企业生产实际,选取地表位移、内部位移、降雨量作为排土场在线灾害预警的预警指标,提出排土场灾害预警的四色预警机制;基于FLAC3D数值模拟方法和预警指标在线监测技术,结合边坡稳定性安全系数,对非降雨条件下的边坡表面位移及内部位移的变化趋势进行了模拟。并将模拟结果与现场监测数据相互验证,确保模型的可靠性,采用强度折减法模拟排土场边坡在降雨入渗条件下的稳定性临界状态。以贵州锦丰矿业公司排土场为例,输入实验室给出的数值模拟参数,得出了地表位移、内部位移、降雨量3个预警指标对应红、橙、黄、蓝4个预警等级的阈值标准建议值,为矿山企业排土场灾害监测预警提供理论依据。     

现场监测与数值模拟相结合的矿山灾害预测预警方法

在矿产资源需求量大,而国内矿产资源储量逐渐减少、易采矿产逐步枯竭的情况下,矿山逐渐转向对深部资源的开采,随着采深的增加,开采诱发的岩爆、冒顶片帮等多种灾害日益凸显,矿山灾害预测预警势在必行。总结了当前基于现场监测和数值模拟方法分别进行矿山灾害预测预警的优缺点,提出了一种现场监测与数值模拟相结合的灾害预测预警方法,以实现矿山灾害的趋势预测与实时预警。分析了该方法的可行性与优势,并以矿山常见的露天边坡稳定性分析为例,阐述了该预测预警方法的实际应用,供相关研究参考。