自2010年底,勝利東二號露天礦采場南幫900平盤煤層開始錯動,之后遭遇2012年7月暴雨的洗禮,加之錯綜復雜的地質構造以及南排土場擠壓作用的影響,造成采場南幫邊坡失穩(wěn)。為了預防發(fā)生大范圍滑坡、最大限度減免人員傷亡事故的發(fā)生,我礦采取了四種監(jiān)測手段相互結合的方式進行邊坡穩(wěn)定的監(jiān)測。
一,人工監(jiān)測
將監(jiān)測樁(鐵樁)放置在監(jiān)測區(qū)域,利用天寶R8-3GPS接收機對監(jiān)測樁進行快速靜態(tài)測量,得到該點位的空間位置。通過兩次數(shù)據(jù)比對,確定此監(jiān)測樁在空間的位移,進而預測監(jiān)測范圍的邊坡位移情況。觀測精度:水平,±5mm+0.5ppm、垂直:±5mm+1ppm。
人工監(jiān)測布設點位靈活、點位密度可控程度較大,根據(jù)邊坡穩(wěn)定程度不同,確定不同位置的人工監(jiān)測點的監(jiān)測頻率。
二,GPS實時全天候監(jiān)測
隨著我礦生產規(guī)模不斷擴大和各種外界因素(爆破震動、強降雨等)的影響,南幫邊坡變形不斷增大,人工監(jiān)測遠遠不能滿足邊坡變形日益增大的趨勢,我礦于2011年底引進了華測GPS自動監(jiān)測設備進行全天候的變形監(jiān)測。
利用GPS定位技術進行邊坡變形監(jiān)測,是一種先進的高科技監(jiān)測手段,而用GPS監(jiān)測滑坡是GPS技術變形監(jiān)測的一種典型應用。GPS接收機實時接收數(shù)據(jù),通過無線網橋傳輸至滑坡監(jiān)測軟件,經后臺運算,解算出該點位的實時空間坐標,同時監(jiān)測軟件自動生成X、Y、Z位移和空間總位移及其位移曲線,一目了然地看出該區(qū)域邊坡變形情況。目前,GPS監(jiān)測已成為我礦邊坡變形監(jiān)測的最主要手段。理論平差后控制點平面位置精度為1mm~3mm、高程精度為3mm~5mm。實際應用中,很難達到理論精度,應是理論精度的2-3倍。
根據(jù)我礦地質情況、采礦條件和勘探線確定自動監(jiān)測設備的布設,進而形成最優(yōu)的監(jiān)測線和監(jiān)測網。從排土場順地表延伸至采場深部,自上而下,形成聯(lián)動。該套GPS監(jiān)測系統(tǒng)已經三次成功預測了我礦邊坡失穩(wěn)事故的發(fā)生,減少了人員傷亡和設備損失,為我礦安全生產提供了可靠保障。
三,徠卡TM30(全站儀)測量機器人監(jiān)測
為了增大監(jiān)測范圍、加密監(jiān)測點密度,我礦于2011年10月底引進了測量機器人。該儀器型號為徠卡TM30全站儀,基本定位精度±1mm,3千米處點位精度±7mm。測量機器人通過路徑控制,鎖定觀測棱鏡,自動存儲觀測數(shù)據(jù)。通過無線網橋傳輸至監(jiān)測軟件,經后臺運算,解算出該點的實時空間坐標,同時監(jiān)測軟件自動生成X、Y、Z位移量,確定該區(qū)域邊坡變形情況。倘若某區(qū)域發(fā)生較大位移,測量機器人降很難鎖定移動后的棱鏡,監(jiān)測數(shù)據(jù)中斷。
影響測量機器人工作的幾個因素:
1測程.測量機器人的理論測程是2千米,可以自動搜索到棱鏡,完成對該點點位的測量.在實際應用中,800-1500范圍內的數(shù)據(jù)返回率最高,達到百分之五十。
2視線.環(huán)境對測量機器人的影響是很大的,視線清晰,測程大,鎖定時間短,數(shù)據(jù)返回個數(shù)多;視線模糊,測程小,鎖定困難,數(shù)據(jù)返回個數(shù)少.
3電源.測量機器人有三套供電系統(tǒng),即太陽能電池板、風能發(fā)電、五塊蓄電池(獨立供電7天).除了要供測量機器人本身的運作,還要維持視頻及其他附件運行.從返回數(shù)據(jù)的時間段來看,中午返回的數(shù)據(jù)較多.
4系統(tǒng)原因.系統(tǒng)的不穩(wěn)定對監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和連續(xù)性也有較大的影響。
四,雷達監(jiān)測
采場南幫900平盤以下大量優(yōu)質煤被南幫滑體覆蓋,北幫剝離滯后,這是我礦發(fā)展難以突破的瓶頸。清理南幫滑體就成了迫在眉睫的任務,保證安全生產,同時又要保質保量完成年度生產任務,我礦于2011年底引進了澳大利亞GroundProbe的邊坡穩(wěn)定性雷達(SSR),它是一項代表目前最高水平的技術,用于測量和監(jiān)測露天采礦區(qū)邊坡的穩(wěn)定性等。
邊坡穩(wěn)定性雷達(SSR)沿整個巖壁表面,進行連續(xù)的、次毫米精度測量。通過利用雷達,SSR系統(tǒng)無需與巖壁發(fā)生任何接觸。此外,該系統(tǒng)的測量絕大部分不受雨水、灰塵或煙霧的影響。該系統(tǒng)溶入了成熟的GroundProbe支持軟件,包括SSRViewer,用以顯示和監(jiān)測巖壁的運動過程。SSRViewer軟件采用一套獨特的方法來監(jiān)測巖壁形變和設置報警,使系統(tǒng)與緊急工作程序完全融為一體。
邊坡穩(wěn)定性雷達具有如下能力:①可達到±0.2mm的高精度測量;②覆蓋范圍廣泛(每次掃描數(shù)達千個點);③實時連續(xù)監(jiān)測(每次掃描2-10分鐘,每天24小時監(jiān)測);④對于SSR系統(tǒng),監(jiān)測范圍為30-850m;⑤在任何氣候條件下均可操作(包括灰塵、雨水和霧氣條件);⑥自備動力,可移動,方便布置;⑦水平掃描270度,垂直掃描114度。
一部邊坡穩(wěn)定性雷達能夠迅速掃描一個很大的區(qū)域,測量的準確度在毫米以下,并且能夠以電子圖像形式顯示礦區(qū)邊坡的穩(wěn)定性。SSR系統(tǒng)從邊坡表面采集數(shù)據(jù),提供邊坡變形情況的電子圖像。
信號通過SSR系統(tǒng)傳輸(Tx),信號指向巖壁,然后反彈至巖壁的粗糙表面,通過SSR系統(tǒng)來接收。SSR系統(tǒng)記錄接收到的信號相對于傳輸信號的相位。
現(xiàn)在,我礦主要以GPS實時全天候監(jiān)測、雷達監(jiān)測為主,人工監(jiān)測和測量機器人監(jiān)測為輔,四種監(jiān)測相互結合,互為比較,為我礦的安全生產提供了強大的技術支持
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