矿山边坡自动监测系统的研究

皮廷亮，兰舜涯

（云南华联锌铟股份有限公司，云南 马关 663701）

露天开采过程中，主要会对边坡的稳定性产生影响的因素主要有以下几种就是：交通状况、地壳运动状况、降水量的多少、开采的爆破运动、外力作用下的岩体产生风华作用、季节影响等会对开采的安全性产生影响。本文对铜曼露天采场边坡安全监测进行分析，进行矿山边坡自动监测系统的研究。

1 铜曼露天采场边坡安全监测实例分析

（1）铜曼露天采场情况。云南华联锌铟股份有限公司铜曼采场位于东经104°42′，北纬22°58′。马关县都龙镇地处云南省东南部省级自然保护区老君山脚下，距县城23公里，距州府文山100公里左右，距省城昆明400多公里，东邻麻栗坡县猛硐乡，西、北面分别与金厂、夹寒箐、马白、南捞等镇交界，南与越南河江省箐门、黄树皮两县接壤，国境线58.4公里[1]。

（2）安全检测流程。铜曼采场边坡变形监测项目采用徕卡测量机器人TM30代替人工进行，自动搜索、跟踪、识别和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息。铜曼采场的主要地质灾害是滑坡，目前滑坡段已经形成，面积大约500＊800米，滑动方向为由东向西，滑坡前缘推进距离约30m，后缘最大沉降约15m，采场底部有地下水涌出。为了清理滑坡体，保证人员与车辆安全，做到实时监控。

（3）监测系统的监测的流程。对于边坡进行稳定性检测的系统主要使用设备进行监测，但是与此同时需要一定的人员提供相应的数据还有一定的宏观性的调查来提供帮助，在检测的时候要注意就是设备和人员之间的这种结合共同进行监测提高监测的全面性。

因此为了保证铜曼露天采场开采工作进行的安全性因此一定要及时的进行对于边坡稳定性的监测，运用监测系统进行监察的主要的监测的对象就是开挖的结构面，在对开挖结构面进行监测是就需要一定人工的支持主要是对于结构面的数据的收集还有整理以及对于结构面进行定时的检查，对于边坡在内部作用力和外部共同的压迫之下产生的变形的情况，将这些数据反馈给系统进行分析，由系统对最终的稳定性进行一定的判定。

其实对于边坡外部的变形的状况进行检测的话其实可以借助变形观测桩来进行，尤其是在矿产的开采过程中起对于边坡的检测要更加的完整更加的详细，其实可以将变形观测结合了永久观测两种方法相结合，主要进行检测的就是对于边坡的平面的变化的状况还有对于边坡的高程的检测。

在对于边坡进行监测之后还就需要对监测的数据进行整理还有分析并最终得出的结果进行讲述，对于边坡变形的分析对于整个监测系统来讲是非常重要的，这对于系统及时作出预警是非常重要的，因此数据的收集整理还有分析在整个的检测的过程中都是非常重要的，并且对于后续开采工作的进行都有一定的指导的作用[2]。

（4）自动检测系统的分析。本系统监测优势：①其实在边坡的稳定性的检测中对于各个检测点事没有影响的要求的，站点的选择非常具有灵活性，因此是具有非常多的便利性的。②对于检测过程中出现的误差是不会发生累积的并且平均的检测的精准度都是比较高的，精准程度分布的非常的均匀。③整个系统操作的难度是比较小的，虽然需要人工进行监测但是从整体上来讲的话所耗费的人力物力是比较少的，测角的精度一般都早零点五度或者是一度测距精度（1±1ppm×D）mm。⑤响应快速，可实现长基线（3km左右）快速测量，其初始观测时间仅需数分钟。 ⑥可全天候作业，在大风、大雨、低温等极度恶劣气候条件下也能够进行正常的检测的活动，受环境影响作用是比较小的。真正实现连续实时观测。 ⑦边坡检测系统是没有量程的限制的，直接可以提供准确的立体坐标还有相关发生变化的量无论是相对还是绝对的量都可以进行监测，这就是本系统相对于其他的而检测方式来讲比如说是传感器监测、声呐类的检测等都是有非常大的优势。⑧监测系统的网络通讯的方式都是非常灵活的并且系统本身的自动化程度还是比较高的在很多方面都具非常大的便利性尤其是在远程的数据的传输、监测、控制都是非常便利的，这主要得益于通讯的方式的多样性和灵活性。⑨系统监测发生预警的方式有多样性的特点，并且在这种高自动化之下系统会根据预警的等级或者是危险的级别进行不同方式的预警一般方式有短信、邮件、发出声音等方式进行，因此具有非常大的灵活性。⑩本系统既适用于施工期临时监测，也适合运行期永久监测。

本系统实施效果：①实现对铜曼露天采场边坡的实时监测，系统能提供30S或1小时、12小时、24小时的监测数据及相应分析报告。②采场边坡自动化监测系统能自动分析边坡变形情况，包括数据自动采集、变形自动分析、自动预报预警。

（5）地面三维激光扫描技术 。就目前我们所采用的的一些设备的监测的效率相对来讲还是比较低的，就比如说全站仪这种设备就一般都是单点测量的方式，但是与这些设备不同的是地面三维激光扫描系统测量的方式是具有非常大的先进性的，采用“面式”的方式进行测量，速度十分的快。这套系统主要的组成的设备有这几种：激光扫描仪进行扫描工作、对扫描进行控制的平台、可以旋转的平台、进行图像采集的外置数码相机以及最终对数据进行处理的平台等不同功能的平台所共同构成。这个系统对于比较大型的、比较复杂的、大型的、不符合既定的标准的一些边坡进行测量，得到的数据都是比较精确的。

（6）系统进行监测的流程。流程主要有三个一个就是在测量的前期进行一定的设计还有规划，之后就要进行实际的测量还有扫描工作、最后对数据进行处理还有分析得出结论和判定。即使是前期的绘画的工作也是需要在野外进行的实施的现场的一些规划；但是扫描就要保证全面性保证没有遗落的现象出现。

2 结语

在露天矿边坡地表位移监测中，采用了GNSS、三维激光扫描、机器人测量等先进技术。GNSS方法具有较高的精度。测量可能不需要共同的视觉，可以高度集成的自动化监测。整个的系统测量的范围是比较大的，并且测量的速度非常的快，在最终的结果的呈现上是比较的立体直观的，观察起来比较的直观对于一些变量也会比较容易观察到，不需要安排人员对设备进行观察，受到人为因素的影响是比较小的。尤其是开放式无线远程监测方法这种程度比较高的自动化，是边坡稳定性监测的发展方向。