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    露天矿场边坡位移监测
    时间:2025-07-24 涉川
    方案介绍
    露天矿场边坡位移监测方案是通过布设多类型传感器,对边坡稳定性进行全天候、连续性、自动化监测,实现对边坡变形趋势的预警预判,保障作业安全。系统结合位移传感器、倾角仪、GNSS、雷达等设备,采集边坡位移变化数据,通过无线通信上传至平台,实现远程实时监测与预警决策支持。
    监测目标
    实现对露天矿边坡的垂直和水平位移、倾斜角度、裂缝扩展等关键变形指标的实时监测,辅助开展地质灾害风险评估与安全管理。
    需求分析
    露天矿区边坡具有高陡、强扰动、强风化等特征,边坡滑移或垮塌可能造成重大人员伤亡与经济损失,因此需建立科学的自动化监测系统,实现位移数据的精准获取、变化趋势分析和异常预警。
    监测方法
    采用GNSS卫星定位、光电测距、倾角传感、裂缝计、全站仪或合成孔径雷达(GB-SAR)等手段,对边坡开展多点位移监测,并可配套安装雨量计、地表水位传感器、地下水压力计等辅助设备,实现变形原因综合研判。
    应用原理
    • GNSS原理:通过差分定位,获取监测点的三维坐标变化,反映边坡水平和垂直位移。
    • 倾角计原理:监测坡体倾斜角度变化,判断局部变形。
    • 裂缝计原理:测量裂缝宽度或深度变化。
    • 雷达监测原理:获取整个坡面大范围位移场信息,实现宏观预判。
    功能特点
    • 实时在线:系统24小时运行,数据自动采集与远程传输。
    • 多种监测手段互补,提高监测可靠性。
    • 报警机制灵敏,可配置多级阈值预警。
    • 支持云平台图形化分析与多终端访问。
    • 可长期运行,适用于野外复杂环境。
    硬件清单
    1. GNSS三维位移监测设备
    2. 双轴倾角计
    3. 裂缝计(线性位移计)
    4. 地表雷达干涉仪(GB-SAR,可选)
    5. 全站仪(可选)
    6. 数据采集终端及网关
    7. 太阳能独立供电系统
    8. 无线通信模块(4G/NB-IoT)
    9. 安装支架及防护装置
    硬件参数(部分)
    • GNSS定位精度:水平±3mm,垂直±5mm
    • 倾角计量程:±30°,精度≤0.005°
    • 裂缝计量程:0~100mm,分辨率0.01mm
    • 雷达监测精度:≤0.5mm(大范围)
    • 供电系统:太阳能电池板+锂电池,连续供电不少于7天
    • 通信接口:支持RS485、MODBUS、MQTT等
    方案实现
    根据边坡地形及危险区域划分,科学布设GNSS监测点与倾角计,关键裂缝处安装裂缝计,必要时配置雷达扫描系统进行面状位移数据补充。采集数据通过无线网络上传至云平台,平台对数据进行可视化展示、变形趋势分析、历史对比与风险预警,支持短信/邮件等多形式预警通知。
    数据分析
    • 实时数据曲线与日均变形速率分析
    • 形变量趋势图与累计位移图
    • 位移速率异常识别与预警信息输出
    • 多因子关联分析(如降雨与变形)
    预警决策
    • 设置安全阈值,进行三级预警(正常/关注/危险)
    • 管理员可接收异常报警推送
    • 支持联动控制,触发应急广播或指示灯警报
    • 提供预警报告用于应急响应和调度
    方案优点
    • 高精度监测,满足工程安全要求
    • 多手段融合,提高监测稳定性与精度
    • 模块化设计,易扩展与维护
    • 可实现无人值守与长期运维
    应用领域
    • 矿山开采边坡稳定性监测
    • 高速公路、铁路沿线边坡监测
    • 水库坝体或库岸滑坡预警
    • 地质灾害重点防控区域监测
    效益分析
    该方案可有效提升露天矿区边坡安全监控能力,降低滑坡灾害风险,减少安全事故发生,提升管理智能化水平,保障矿业生产连续性和员工人身安全。
    国标规范
    • GB 50330《边坡工程技术规范》
    • GB/T 51249《滑坡监测技术规范》
    • GB 50487《地质灾害危险性评估规范》
    • HJ 212《污染源在线监控(监测)系统数据传输标准》(适用于平台接入接口)
    参考文献
    • 地质灾害监测技术手册
    • 《边坡工程监测技术》
    • 《矿山工程监控技术实践》
    案例分享
    某大型露天矿山在采场南坡部署GNSS+倾角计+雷达系统,对高风险段实施不间断监测。系统成功预警一次因强降雨引起的边坡缓慢滑移,提前3小时发出黄色预警信号,管理单位及时组织人员撤离和设备转移,避免了人员与财产损失。
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