礦山邊坡自動監測系統的研究

皮廷亮，蘭舜涯

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南 馬關 663701）

露天開采過程中，主要會對邊坡的穩定性產生影響的因素主要有以下幾種就是：交通狀況、地殼運動狀況、降水量的多少、開采的爆破運動、外力作用下的巖體產生風華作用、季節影響等會對開采的安全性產生影響。本文對銅曼露天采場邊坡安全監測進行分析，進行礦山邊坡自動監測系統的研究。

1 銅曼露天采場邊坡安全監測實例分析

（1）銅曼露天采場情況。云南華聯鋅銦股份有限公司銅曼采場位于東經104°42′，北緯22°58′。馬關縣都龍鎮地處云南省東南部省級自然保護區老君山腳下，距縣城23公里，距州府文山100公里左右，距省城昆明400多公里，東鄰麻栗坡縣猛硐鄉，西、北面分別與金廠、夾寒箐、馬白、南撈等鎮交界，南與越南河江省箐門、黃樹皮兩縣接壤，國境線58.4公里[1]。

（2）安全檢測流程。銅曼采場邊坡變形監測項目采用徠卡測量機器人TM30代替人工進行，自動搜索、跟蹤、識別和精確照準目標并獲取角度、距離、三維坐標以及影像等信息。銅曼采場的主要地質災害是滑坡，目前滑坡段已經形成，面積大約500＊800米，滑動方向為由東向西，滑坡前緣推進距離約30m，后緣最大沉降約15m，采場底部有地下水涌出。為了清理滑坡體，保證人員與車輛安全，做到實時監控。

（3）監測系統的監測的流程。對于邊坡進行穩定性檢測的系統主要使用設備進行監測，但是與此同時需要一定的人員提供相應的數據還有一定的宏觀性的調查來提供幫助，在檢測的時候要注意就是設備和人員之間的這種結合共同進行監測提高監測的全面性。

因此為了保證銅曼露天采場開采工作進行的安全性因此一定要及時的進行對于邊坡穩定性的監測，運用監測系統進行監察的主要的監測的對象就是開挖的結構面，在對開挖結構面進行監測是就需要一定人工的支持主要是對于結構面的數據的收集還有整理以及對于結構面進行定時的檢查，對于邊坡在內部作用力和外部共同的壓迫之下產生的變形的情況，將這些數據反饋給系統進行分析，由系統對最終的穩定性進行一定的判定。

其實對于邊坡外部的變形的狀況進行檢測的話其實可以借助變形觀測樁來進行，尤其是在礦產的開采過程中起對于邊坡的檢測要更加的完整更加的詳細，其實可以將變形觀測結合了永久觀測兩種方法相結合，主要進行檢測的就是對于邊坡的平面的變化的狀況還有對于邊坡的高程的檢測。

在對于邊坡進行監測之后還就需要對監測的數據進行整理還有分析并最終得出的結果進行講述，對于邊坡變形的分析對于整個監測系統來講是非常重要的，這對于系統及時作出預警是非常重要的，因此數據的收集整理還有分析在整個的檢測的過程中都是非常重要的，并且對于后續開采工作的進行都有一定的指導的作用[2]。

（4）自動檢測系統的分析。本系統監測優勢：①其實在邊坡的穩定性的檢測中對于各個檢測點事沒有影響的要求的，站點的選擇非常具有靈活性，因此是具有非常多的便利性的。②對于檢測過程中出現的誤差是不會發生累積的并且平均的檢測的精準度都是比較高的，精準程度分布的非常的均勻。③整個系統操作的難度是比較小的，雖然需要人工進行監測但是從整體上來講的話所耗費的人力物力是比較少的，測角的精度一般都早零點五度或者是一度測距精度（1±1ppm×D）mm。⑤響應快速，可實現長基線（3km左右）快速測量，其初始觀測時間僅需數分鐘。 ⑥可全天候作業，在大風、大雨、低溫等極度惡劣氣候條件下也能夠進行正常的檢測的活動，受環境影響作用是比較小的。真正實現連續實時觀測。 ⑦邊坡檢測系統是沒有量程的限制的，直接可以提供準確的立體坐標還有相關發生變化的量無論是相對還是絕對的量都可以進行監測，這就是本系統相對于其他的而檢測方式來講比如說是傳感器監測、聲吶類的檢測等都是有非常大的優勢。⑧監測系統的網絡通訊的方式都是非常靈活的并且系統本身的自動化程度還是比較高的在很多方面都具非常大的便利性尤其是在遠程的數據的傳輸、監測、控制都是非常便利的，這主要得益于通訊的方式的多樣性和靈活性。⑨系統監測發生預警的方式有多樣性的特點，并且在這種高自動化之下系統會根據預警的等級或者是危險的級別進行不同方式的預警一般方式有短信、郵件、發出聲音等方式進行，因此具有非常大的靈活性。⑩本系統既適用于施工期臨時監測，也適合運行期永久監測。

本系統實施效果：①實現對銅曼露天采場邊坡的實時監測，系統能提供30S或1小時、12小時、24小時的監測數據及相應分析報告。②采場邊坡自動化監測系統能自動分析邊坡變形情況，包括數據自動采集、變形自動分析、自動預報預警。

（5）地面三維激光掃描技術 。就目前我們所采用的的一些設備的監測的效率相對來講還是比較低的，就比如說全站儀這種設備就一般都是單點測量的方式，但是與這些設備不同的是地面三維激光掃描系統測量的方式是具有非常大的先進性的，采用“面式”的方式進行測量，速度十分的快。這套系統主要的組成的設備有這幾種：激光掃描儀進行掃描工作、對掃描進行控制的平臺、可以旋轉的平臺、進行圖像采集的外置數碼相機以及最終對數據進行處理的平臺等不同功能的平臺所共同構成。這個系統對于比較大型的、比較復雜的、大型的、不符合既定的標準的一些邊坡進行測量，得到的數據都是比較精確的。

（6）系統進行監測的流程。流程主要有三個一個就是在測量的前期進行一定的設計還有規劃，之后就要進行實際的測量還有掃描工作、最后對數據進行處理還有分析得出結論和判定。即使是前期的繪畫的工作也是需要在野外進行的實施的現場的一些規劃；但是掃描就要保證全面性保證沒有遺落的現象出現。

2 結語

在露天礦邊坡地表位移監測中，采用了GNSS、三維激光掃描、機器人測量等先進技術。GNSS方法具有較高的精度。測量可能不需要共同的視覺，可以高度集成的自動化監測。整個的系統測量的范圍是比較大的，并且測量的速度非常的快，在最終的結果的呈現上是比較的立體直觀的，觀察起來比較的直觀對于一些變量也會比較容易觀察到，不需要安排人員對設備進行觀察，受到人為因素的影響是比較小的。尤其是開放式無線遠程監測方法這種程度比較高的自動化，是邊坡穩定性監測的發展方向。