露天礦山邊坡安全監(jiān)測的實施方法與技術(shù)要點

在露天礦山的生產(chǎn)運營中，邊坡安全是保障生產(chǎn)順利進行和人員設(shè)備安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于露天礦山邊坡長期受采礦活動、地質(zhì)構(gòu)造、氣候條件等因素影響，極易發(fā)生滑坡、坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，不僅會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失，還可能引發(fā)重大安全事故。因此，建立科學(xué)、系統(tǒng)的邊坡安全監(jiān)測體系，及時掌握邊坡動態(tài)變化，提前預(yù)警潛在風(fēng)險，具有至關(guān)重要的意義。

監(jiān)測內(nèi)容與指標(biāo)

露天礦山邊坡安全監(jiān)測需涵蓋多個維度，通過多指標(biāo)協(xié)同監(jiān)測，全面反映邊坡的穩(wěn)定性狀況。

變形監(jiān)測是邊坡安全監(jiān)測的核心內(nèi)容之一，主要包括邊坡表面位移和深部位移監(jiān)測。表面位移監(jiān)測可實時掌握邊坡整體的移動趨勢，常用的監(jiān)測指標(biāo)有水平位移、垂直位移以及位移速率。水平位移能反映邊坡向臨空面滑動的趨勢，垂直位移則可體現(xiàn)邊坡的沉降或隆起情況，而位移速率的變化更是判斷邊坡是否進入加速變形階段的重要依據(jù)。深部位移監(jiān)測則針對邊坡內(nèi)部巖土體的移動情況，通過監(jiān)測不同深度的位移量，了解邊坡內(nèi)部滑動面的位置和發(fā)展趨勢，為分析邊坡穩(wěn)定性提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測邊坡巖土體的應(yīng)力變化直接關(guān)系到其穩(wěn)定性，通過監(jiān)測邊坡內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)，如巖土體中的正應(yīng)力、剪應(yīng)力等，可及時發(fā)現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū)域，預(yù)判可能發(fā)生的破壞。應(yīng)變監(jiān)測則能反映巖土體的變形程度，包括軸向應(yīng)變、側(cè)向應(yīng)變等，為評估邊坡結(jié)構(gòu)的完整性提供參考。

環(huán)境因素監(jiān)測也不容忽視。降雨是引發(fā)邊坡失穩(wěn)的重要因素之一，因此需對降雨量、降雨強度進行實時監(jiān)測，分析雨水入滲對邊坡巖土體力學(xué)性質(zhì)的影響。此外，地下水位的變化也會改變邊坡的受力狀態(tài)，通過監(jiān)測地下水位的升降，可評估其對邊坡穩(wěn)定性的潛在威脅。

常用監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備

隨著科技的不斷發(fā)展，露天礦山邊坡安全監(jiān)測技術(shù)日益豐富，多種技術(shù)手段的結(jié)合應(yīng)用，大幅提高了監(jiān)測的精度和效率。

GNSS 導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)在表面位移監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用。通過在邊坡表面布設(shè)一定數(shù)量的監(jiān)測點，利用 GNSS 接收機實時采集監(jiān)測點的三維坐標(biāo)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到各監(jiān)測點的位移量和位移速率。該技術(shù)具有全天候、自動化、精度高等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)對邊坡大范圍、動態(tài)的監(jiān)測。

測斜儀是深部位移監(jiān)測的常用設(shè)備。將測斜管預(yù)先埋入邊坡內(nèi)部，測斜儀探頭沿測斜管內(nèi)壁滑行，可測量不同深度處的傾斜角度，進而計算出邊坡內(nèi)部的位移量。測斜儀操作簡便，數(shù)據(jù)可靠，能有效反映邊坡內(nèi)部滑動面的發(fā)展情況。

應(yīng)力傳感器可用于監(jiān)測邊坡內(nèi)部的應(yīng)力變化。根據(jù)監(jiān)測需求，將應(yīng)力傳感器埋設(shè)在邊坡的關(guān)鍵部位，如巖土體接觸界面、錨桿（索）等受力構(gòu)件處，實時采集應(yīng)力數(shù)據(jù)。通過對這些數(shù)據(jù)的分析，可判斷邊坡的受力狀態(tài)是否穩(wěn)定。

雨量計和水位計則分別用于監(jiān)測降雨量和地下水位。雨量計可精確測量降雨的強度和累計降雨量，水位計則能實時監(jiān)測地下水位的變化情況，為分析環(huán)境因素對邊坡穩(wěn)定性的影響提供數(shù)據(jù)支持。

監(jiān)測實施流程

露天礦山邊坡安全監(jiān)測是一個系統(tǒng)的過程，需要遵循科學(xué)的實施流程，以確保監(jiān)測工作的順利開展和監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性。

監(jiān)測方案設(shè)計是監(jiān)測工作的首要環(huán)節(jié)。在設(shè)計監(jiān)測方案時，需充分了解礦山的地質(zhì)條件、采礦工藝、邊坡現(xiàn)狀等情況，結(jié)合以往的監(jiān)測經(jīng)驗和相關(guān)規(guī)范要求，確定監(jiān)測范圍、監(jiān)測點布設(shè)、監(jiān)測項目、監(jiān)測頻率以及所采用的監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備。監(jiān)測點的布設(shè)應(yīng)遵循代表性、科學(xué)性的原則，重點布設(shè)在邊坡的薄弱部位、可能發(fā)生滑動的區(qū)域以及重要的構(gòu)筑物附近。

監(jiān)測設(shè)備安裝與調(diào)試是保證監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)鍵。按照監(jiān)測方案的要求，準(zhǔn)確安裝各類監(jiān)測設(shè)備，確保設(shè)備安裝牢固、位置準(zhǔn)確。在設(shè)備安裝完成后，需進行嚴(yán)格的調(diào)試和校準(zhǔn)，檢查設(shè)備的工作狀態(tài)、測量精度等是否符合要求，確保設(shè)備能夠正常運行并采集到可靠的數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)采集與傳輸應(yīng)實現(xiàn)自動化和實時化。通過自動化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，定時采集各監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并利用無線網(wǎng)絡(luò)或有線傳輸方式將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心。在數(shù)據(jù)采集過程中，需定期對設(shè)備進行維護和檢查，確保數(shù)據(jù)采集的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

數(shù)據(jù)處理與分析是監(jiān)測工作的核心內(nèi)容。對傳輸至數(shù)據(jù)處理中心的原始數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)篩選、剔除異常值、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量。然后運用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件和分析方法，對處理后的數(shù)據(jù)進行深入分析，計算監(jiān)測點的位移量、位移速率、應(yīng)力變化等指標(biāo)，繪制相關(guān)的曲線圖和分布圖，判斷邊坡的穩(wěn)定性狀況。

數(shù)據(jù)處理與預(yù)警

對監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效處理和科學(xué)分析，是實現(xiàn)邊坡安全預(yù)警的基礎(chǔ)。通過建立數(shù)據(jù)模型，結(jié)合邊坡的地質(zhì)條件和工程參數(shù)，對邊坡的穩(wěn)定性進行評價。當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的預(yù)警閾值時，及時發(fā)出預(yù)警信號。

預(yù)警級別通常分為四級，即藍色預(yù)警、黃色預(yù)警、橙色預(yù)警和紅色預(yù)警。藍色預(yù)警表示邊坡處于正常穩(wěn)定狀態(tài)，只需繼續(xù)常規(guī)監(jiān)測；黃色預(yù)警意味著邊坡出現(xiàn)輕微不穩(wěn)定跡象，需加強監(jiān)測頻率，并采取相應(yīng)的防范措施；橙色預(yù)警表明邊坡不穩(wěn)定趨勢明顯，應(yīng)暫停相關(guān)區(qū)域的采礦作業(yè)，組織人員設(shè)備撤離，并制定應(yīng)急處置方案；紅色預(yù)警則表示邊坡即將發(fā)生失穩(wěn)破壞，必須立即啟動應(yīng)急救援預(yù)案，確保人員生命安全。

監(jiān)測保障措施

為確保露天礦山邊坡安全監(jiān)測工作的有效實施，需建立完善的保障措施。

制度保障方面，應(yīng)制定健全的監(jiān)測管理制度，明確各部門和人員的職責(zé)，規(guī)范監(jiān)測工作的流程和要求。定期對監(jiān)測人員進行培訓(xùn)和考核，提高監(jiān)測人員的專業(yè)素質(zhì)和操作技能。

技術(shù)保障上，不斷引進和推廣監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備，加強與科研單位的合作，開展邊坡安全監(jiān)測技術(shù)的研究和創(chuàng)新，提高監(jiān)測的精度和效率。同時，建立完善的技術(shù)支持體系，為監(jiān)測工作提供及時的技術(shù)指導(dǎo)和服務(wù)。

資金保障是監(jiān)測工作順利開展的前提。礦山企業(yè)應(yīng)合理安排監(jiān)測資金，確保監(jiān)測設(shè)備的購置、安裝、維護以及監(jiān)測人員的薪酬等費用得到保障。

總之，露天礦山邊坡安全監(jiān)測是一項復(fù)雜而重要的系統(tǒng)工程，需要綜合運用多種監(jiān)測技術(shù)和方法，遵循科學(xué)的實施流程，加強數(shù)據(jù)處理與預(yù)警，建立完善的保障措施。通過持續(xù)、有效的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)邊坡存在的安全隱患，為礦山的安全生產(chǎn)提供可靠的技術(shù)支持，減少地質(zhì)災(zāi)害造成的損失。

武漢中地恒達科技有限公司(簡稱中地恒達，英文縮寫ZDHD)，是依托中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)所屬企業(yè)在科技創(chuàng)新方面取得的豐碩成果及技術(shù)力量組建設(shè)立，公司位于武漢市光谷芯中心，主要從事地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測設(shè)備，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及設(shè)備，工程監(jiān)測儀器，工程監(jiān)測軟件，自動控制系統(tǒng)及設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)。公司技術(shù)團隊碩士及以上學(xué)歷占比45%(正教授2人，博士2人，碩士6人。

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