天-空-地协同的露天矿边坡智能监测技术及典型应用

露天开采是我国矿产资源开采的主要方式之一,长期高强度、大规模开采形成了众多高陡边坡,由此带来的边坡失稳及灾害现象十分严重,对其进行有效监测和灾害预警,是边坡治理、安全保障和绿色矿山建设的关键。由于大型露天矿山地形复杂、观测条件困难、影响因素众多,传统的、单一的监测手段均难以奏效。在讨论智能监测相关概念的基础上,介绍了露天矿边坡智能监测的思想、内容和内涵;指出大型露天矿边坡智能监测的核心是天-空-地多平台多模式协同观测,包括时间协同、空间协同、参数协同和智能分析;介绍了目前大型露天矿边坡智能监测的7项关键技术,即导航卫星GNSS在线监测技术、雷达卫星D-InSAR监测技术、光学卫星高分影像监测技术、无人机与TLS联合监测技术、地基红外热像监测技术、顾及大气折光的测量机器人监测技术、基于WiFi的监测信息多终端显示技术。这些手段不仅要强调监测仪器的先进性、鲁棒性和精度,更要发挥多手段的时空互补性和过程协同性,而稳定可靠的通讯网络、快速自动的数据处理和智能综合的分析模块,是实现矿山滑坡智能监测和智能应急的关键。最后,以辽宁抚顺西露天煤矿特大滑坡、鞍钢鞍千铁矿大型排土场和鞍钢弓长岭铁矿滑坡的天-空-地协同观测为典型案例,介绍了适合不同矿山特点和任务需求的露天矿边坡智能监测技术方案及其取得的实效。     

数字矿山建设中多源异构地测数据整合初探

初步探讨了数字矿山建设中多源异构地测数据的整合问题及整合方法,并重点讨论了GML在多源异构地测数据整合中的应用前景.     

基于多源异构数据的宁煤公司煤矿协同调度平台

针对煤矿信息化建设过程中存在数据孤岛问题,提出了基于多源异构数据的煤矿协同调度平台的体系架构;通过数据标准体系、多源异构数据采集关键技术的研究,研发出宁煤公司煤矿协同调度平台,建成了多系统数据融合共享的格局。结果表明:该平台的应用切实达到了消除数据孤岛、提升煤矿运营协调指挥业务的信息化管理能力、提升煤矿一体化管控的集约化管理水平的目标。     

特大城市矿山环境与安全监测智能预警平台研究应用(增刊)

随着特大城市工程建设的纵深发展,地铁、高速干线等重大建设工程往往密集分布与城市边缘之地的矿山及周边,产生了诸多矿山环境与工程建设交织的环境安全,引发了极端天气来临时政府应急部门的重视。因此,对城市重大工程建设相邻废弃矿山环境与安全监测预警就显得尤为重要。一种融合多种功能智能监测预警平台应用到了受相邻重大工程建设影响的矿山环境监测领域,以深圳横窝水田废弃石场为例,实时为工程建设和矿山环境服务。     

煤矿开采光纤光栅智能感知与安全决策关键技术研究

智能化开采是煤炭工业高质量发展的必由之路。为加快智能化煤矿建设,针对智能化开采初级阶段存在的煤矿开采环境与装备姿态信息感知不全面、多维感知信息精度低、多源异构数据融合弱、安全决策滞后等关键技术难题,笔者及团队经过多年的理论研究与现场应用,提出煤矿开采环境与装备姿态高精度光纤光栅感知理论,以解决多参量感知不准确、可靠性低的瓶颈问题,为高可靠矿用光纤光栅传感设备的研发提供了理论基础;开发了煤矿开采多维感知的光纤光栅传感技术与成套设备,解决了煤矿开采环境与装备姿态感知不全面、传感设备难组网等难题,为煤矿开采多参量感知的实践提供设备支撑;构建煤矿开采环境与装备姿态信息融合的安全决策平台,创新性地建立了煤矿开采“智能感知-动态响应-前兆预警-安全决策”关键技术体系。通过在40余座煤矿的实际应用表明,上述研究成果促进了煤矿开采的科技进步和产业升级发展,可有效解决煤矿智能化开采安全预警与融合决策的关键技术难题。     

矿山生态环境定量遥感监测与智能分析系统设计与实现

矿山生态环境监测与治理是国家生态文明建设和“双碳”目标下的重中之重,其信息化、智能化建设在新一代信息技术革命的助推下成为数字中国建设的重要一环,也是当下时代发展的必然趋势。然而,现有矿山生态环境监测系统仍然停留在单一专题、要素不全、基础量测、本地管理的初级阶段,无法满足现实环境中对矿山生态环境多要素、长时序、高频次监测与分析的需求。基于此,提出一种B/S架构下的矿山生态环境定量遥感监测与智能分析系统——矿山生态天眼,并详细介绍了其研发需求、技术架构、关键技术及核心功能。系统依托卫星遥感技术及其他监测手段,获取并聚合不同来源、信息丰富的矿山生态大数据,形成矿山分布一张图和数据资源服务;进而基于定量遥感反演矿山生态环境各生态参数,形成一套长时序、多要素的矿山生态监测产品,涵盖人类活动、自然地理条件和“植-土-水-气”各生态要素;在此基础上,系统提供GIS时空分析、统计分析及综合定量评价等工具集,分别实现对矿区土地利用、归一化植被指数（NDVI）等参数伴随采矿活动在空间上的变化监测,对土壤含水量、水体悬浮物浓度等生态要素历史统计值在不同时空位置和区域下的查询与可视化,对顾及多项生态因子的矿山...     

S1306工作面开采沉陷“天-地”协同监测方案研究

厚煤层综放开采条件下的地表沉陷规律呈现新的特征,仅获取地表点状形变信息的传统沉陷观测站已很难满足地表形变监测的需求。文章以古城煤矿S1306工作面的开采为研究背景,对地表沉陷“天-地”协同监测的技术方案进行设计,以获取更为丰富的地表形变信息,为后续沉陷规律的研究和预计参数的反演提供数据基础。研究成果对矿区地表相关设施的影响分析、保护煤柱留设、生态环境修复等亦具有重要的现实意义。     

基于大数据的“长沙市城市地理信息资源综合管理与智能应用平台”的研究与建设

当前城市地理数据种类多,体量大,格式多样,传统方法与技术已不能实现海量数据集成与共享。文中分析数据现状,设计多源异构数据从加工处理、格式转换、服务创建、集成共享到分析应用的解决方案,基于SOA架构构建地理信息资源综合管理与应用平台。     

基于多源数据融合的矿井水害“一张图”预警平台构建与应用

现阶段矿井水害预警工作以水文地质参数、应力、应变等指标的阈值上下限监测为主,监测到的信息难以体现工作面开采过程中复杂的突水机理。为解决亭南矿在开采过程中顶板及老空水突水的监测预警问题,以“上三带”理论为基础,采用单因子监测指标梳理、多源数据融合预警方法,基于Spring Boot框架和GIS技术构建并设计了矿井水害“一张图”预警平台。结果表明：①该矿水害预警指标选取应集中在矿井水情、水文信息、微震导水通道监测及涌水量预测方面;②平台具备矿井水情风险五大数据库以及基础信息管理、数据信息管理和多源数据融合预警三大主要功能;③将导水裂隙带高度、进尺点与采空区距离、水压变幅3个指标的监测数据划分成4个预警等级,有效满足了矿井水害防治的实际需要。该平台的建立有助于矿井水害“一张图”管理模式的形成。     

基于国产卫星的广东省矿山地质环境恢复治理遥感监测

利用遥感监测技术对2015年广东省矿山地质环境恢复治理状况进行监测,获取广东省最新矿山地质环境恢复治理的基础数据。通过研究矿山地质环境恢复治理的总体情况,分矿种、分市县统计矿山地质环境恢复治理情况,总结了广东省矿山地质环境恢复治理总体特征,研究矿山地质环境恢复治理分布规律,并提出主要存在问题和有益的建议,为矿区生态环境整治规划提供依据。     

无人机低空遥感矿山地质灾害监测研究进展及发展趋势

矿产资源开采导致矿区地表频繁发生地质灾害,严重制约了矿山智能化的建设进程,监测并预警地质灾害的发生对于矿区正常生产及防灾部署具有重大意义。当前矿区地质灾害主要依靠传统地面监测手段及In SAR等方法,存在费时费力、周期长及In SAR无法监测大梯度形变等不足,无人机低空遥感作为一种新兴手段,以其独特的优势已经被广泛应用于矿山地质灾害监测中。结合现阶段典型成果及课题组近年来的探索实践,简述了矿山地质灾害的类型,分析了无人机低空遥感矿山地质灾害监测的应用现状,总结了无人机低空遥感在开采沉陷监测、煤火识别及地质灾害监测等方面应用的基本流程,提炼了现阶段无人机遥感实时高精度沉陷盆地构建、水平位移监测及多源时空数据融合等技术发展亟需攻克的技术难点,并从无人机高精度数据采集、多类型载荷协同、5G实时传输及智能灾害监测等方面展望了未来发展方向。未来矿山地质灾害要向“多网融合+实时监测+智能作业+任务协同+全面感知+自主决策”的智能监测预警体系方向发展,需要多学科、多部门学者开展协同攻关,实现“产学研用”联动发展。     

矿山地质环境特点与治理

矿产资源开发利用过程中引发一系列岩、水、土的环境地质问题和生态环境问题,即产生生态环境的负效应,给矿山城市带来的环境问题也日益突出,因此必须了解矿山地质环境特点,进而提出治理方案。     

煤矿环境地质调查与评价

矿区环境污染的地质调查包括矿区原生地质环境调查、矿区水土污染地质调查、煤矿区大气污染地质调查、地质灾害等地质调查。煤矿环境污染源资源化利用地质评价主要有:矿井水资源化利用评价,煤矸石资源化利用评价,矿井瓦斯资源化利用评价,地表移动区资源化利用评价。     

无人机遥感监测在煤矿地质灾害调查的研究与应用

针对地处复杂地质条件的矿井常规测绘及地质灾害普查难度大的问题,提出无人机遥感监测测绘技术,通过无人机监测加数据分析软件处理,可以代替人工测绘.通过在双柳煤矿采空区进行现场应用试验,顺利获得多组测量数据,并和传统勘察、测量数据进行对比分析,发现地物地貌平面位置平均误差在3 cm以内,地表高程平均误差在3 cm以内.此结果...     

地下开采金属矿区地质环境监测方案优化研究 ——以鸡冠咀金铜矿为例

矿山地质环境监测是矿区地质环境恢复治理的必要措施,地质环境监测内容、监测项目与监测范围的确定是矿区地质环境监测方案布置的关键。以鸡冠咀金铜矿为例,从矿山地质环境系统角度进行探讨,在理论分析地下开采金属矿区对地质环境影响的基础上,确定矿区监测内容、监测项目和监测范围。利用北斗高精度在线监测系统新技术对矿山塌陷、滑坡等进行监测,在遥感监测方法上,结合实际比对不同遥感数据质量,选择合适数据源实现对矿区地质环境的实时监测。以期为其它地下开采型矿区地质环境监测提供参考。     

海南省矿山地质环境问题及防治对策

海南省蕴藏着丰富多样的矿产资源,是中国矿产资源相对丰富的省份之一,矿业在海南省经济社会发展中的地位日益突出.但长期以来,由于在矿产资源开发利用中忽视矿山地质环境保护,使矿山生态环境不断恶化,影响了人民群众正常的生产和生活.全面阐述海南省矿山地质环境现状,分析矿山存在的主要环境地质问题及危害,提出了矿山地质环境防治的措施...     

石灰石矿矿山地质环境治理实践

介绍了攀钢集团矿业公司石灰石矿依靠科技进步，进行地质环境综合治理的几点实践经验，并提出了进一步加强矿山环境治理的设想。     

淮南潘三煤矿矿山地质环境研究

选取采空塌陷、地形地貌破坏及水土环境污染作为潘三矿矿区地质环境影响研究指标。通过分析煤矿生产建设活动对各研究指标的现状影响程度,对矿区地质环境进行分区评价,得出矿山地质环境影响严重区7个,较严重区1个,一般区1个,进而提出治理建议。     

基于层次分析法的矿山地质环境评价

本文着力研究青海省门源回族自治县矿山地质环境现状,选取了泥石流、滑坡、地面塌陷、压占土地、植被覆盖度、地形坡度等作为地质环境优劣评价的因子,通过运用层次分析法,借助ArcGIS软件平台,得到了研究区矿山地质环境优劣分区,对未来矿山生态环境修复具有重要的指导作用。