一种露天矿高边坡形变监测的新方法

针对露天矿高边坡监测精度要求高、实时性强、难以全面覆盖、接触困难等问题,分析了地基雷达测量的技术特点,研究了基于地基雷达的露天矿高边坡形变监测方法及大气扰动改正、时序分析等关键技 术。结合三友矿边坡变形监测试验,给出了地基雷达数据的处理流程,基于振幅离散指数、估计的稳定性指数、位移精度等参数的雷达数据质量评价方法。针对露天矿边坡长时间、远距离监测中的大气扰动问题,探 索了基于PSC网的大气校正方法,取得较好的大气改正效果,监测结果与高精度测量机器人的监测结果相一致,验证了所提监测方法的有效性。研究结果表明：监测目标区域稳定边坡雷达影像的振幅离散指数优于0.1 ,相位估计的稳定性指数大于10,位移精度优于0.2 mm。PSC网大气校正能有效消除昼夜温差和湿度引起的相位变化,实现亚毫米级测量精度。基于时序分析技术,实现露天矿高边坡微形变监测,为矿山边坡安全提供 了一种新的监测方法。     

基于多传感器网的露天矿边坡形变监测

基于测量机器人监测、GPS监测及地基微波雷达监测是当前形变监测的主流技术手段,然而现有的应用都没有将3者很好的结合,基于此提出了面向露天矿边坡变形的多传感器自动化监测系统,给出基于多传感器网的矿区形变监测的数据融合及系统方案。通过对多传感器网数据采集及数据融合与应用,可实现雷达数据与测量机器人、GPS数据的矿区形变监测的信息互补,提高监测的实用性。以内蒙古锡林浩特胜利煤田中东部的胜利东2号露天煤矿为例,设计并实现了多传感器网形变监测数据分析,结果表明,多传感器系统能够保证露天矿边坡监测数据在时间上的连续性、空间上的无缝性、结果上的可靠性,为边坡变形分析和预警预报提供了一种解决方案。     

顾及相位误差改正的InSAR形变监测研究

利用InSAR监测地表形变时,大气延迟、轨道趋势等相位误差是限制其精度的关键。文中给出了InSAR相位误差改正方法,并以西安地区的差分干涉测量为例,验证了方法的有效性。试验结果显示:InSAR形变结果与GPS的差异的均方根由改正前的24.4 mm/a降至改正后的10.8 mm/a,干涉测量精度提高了约56%。     

GBSAR大气扰动误差气象补偿方法研究

为了提高地基合成孔径雷达的观测精度,减弱大气扰动误差的影响成为其重要内容之一。该文主要研究了大气扰动误差的气象补偿法,即利用气象元素建立模型,对大气扰动误差进行改正。同时,分析了各气象元素及其观测精度对观测结果的影响。以某大坝的监测为例,利用传统监测方法和GBSAR技术分别获取目标点的位移信息,同时实测气象数据,将视线向位移量归化到径向后进行改正,并与垂线法观测数据进行对比。结果表明,气象补偿法可消除大部分大气扰动的影响,其改正效果受气象元素的精度影响明显。     

基于地基干涉雷达成像的安家岭矿边坡变形预警

露天矿区边坡比较长,而且暴露岩石多,地质条件差异大,自上而下的形成过程导致上下边坡的服务年限存在差异,稳定性要求不同,井下开采活动致使稳定性也在不断发生变化且受多种因素的影响,边坡产生变形事故时有发生。为避免天气以及开采等因素引起的边坡变形对矿区造成人员伤亡和财产损失,因此对边坡变形的实时监测显得尤其重要。传统的监测边坡变形手段效率低,危险系数大,而地基干涉雷达无需接近观测目标,可进行实时监测。文中基于地基干涉雷达对安家岭露天矿边坡变形的监测,对边坡变形情况进行研究。通过对安家岭矿北帮三个工作面进行的地基雷达监测,获得了1330、1360和1390平盘的累积形变值和形变速度,了解边坡变形程度并根据变形预警等级为矿区生产可能出现的危险作出预警,对保障露天矿安全生产具有重要意义。     

基于地基干涉雷达成像的露天矿边坡变形成因

基于地基干涉雷达对安家岭露天矿边坡变形成像,总结边坡变形主要形成条件、成因和破坏模式,研究了变形成因与地基干涉雷达图像表现形式之间的关系,并通过露天矿实例阐释了地基干涉雷达图像成像机理,证明了地基干涉雷达监测露天矿边坡变形的有效性。     

边坡形变监测雷达在安家岭露天煤矿边坡安全监测中的应用

为提高安家岭露天矿资源回采率，计划在北端帮组织陡帮开采作业。为加强陡帮开采期间边坡监测工作，保证边坡稳定和人员安全，安家岭露天矿引进了地基合成孔径干涉边坡雷达监测系统。通过研究地基合成孔径干涉边坡雷达原理、技术特点及系统构造，分析陡帮开采期间边坡监测数据，及时发现了边坡变形区域，结合边坡巡视情况，确定变形原因。结果表明,该地基边坡雷达实现了对露天矿边坡大范围、高精度的实时自动化监测,满足露天矿边坡监测要求。     

地基真实孔径雷达精度验证方法与实验研究

常规形变监测手段受限于数据精度、监测范围、适用环境等因素,严重制约滑坡、坍塌灾害的预警预报工作。基于差分干涉技术的微波遥感方法是进行非接触表面微小位移高精度监测的先进技术在应急救援、防灾减灾、矿山安全生产、边坡稳定性评估等方面均有有效应用。本文应用自研的地基真实孔径雷达系统,在分析信号模型的基础上,归纳了强散射特性目标回波数据处理流程,提出了适用于验证该类型雷达系统形变监测精度的方法。据此开展了基于三角板角反射器的点目标静止与位移实验,通过雷达回波幅值分析与点云数据拟合,判别预设目标空间位置并确定目标位移标准值,证明了所提方法的有效性和系统0.1 mm监测精度。在内蒙古黑岱沟露天煤矿进行边坡监测实验,结合若干点目标形变数据说明了系统良好的实用性。     

地基干涉雷达露天矿边坡监测分级预警模型

在安家岭露天矿北帮实测数据的基础上,对地基干涉雷达监测的关键技术、露天矿边坡稳定性分析方法、边坡变形监测分级预警进行了探讨论证;确立了露天矿边坡变形监测预警级别及相应的预警阈值,建立地基干涉雷达边坡监测分级预警模型。试验表明,地基干涉雷达能够准确判断变形等级,提供相应的预警信息。     

MSR地基边坡雷达在边坡监测中的应用

地基边坡雷达系统能以毫米级精度测量边坡、山体、桥梁、大坝和高楼等大型建(构)筑物的位置变化,是星载InSAR和常规大地测量手段的有效补充。为探究MSR地基边坡雷达在边坡监测中的适用性,介绍了该系统的工作原理、软硬件系统组成、技术参数及其独特优势,并结合北京延庆冬奥赛区3处危险边坡稳定性监测实例进行分析。结果表明:3处边坡均存在明显的形变区域。在满足观测条件的情况下,地基雷达可以达到亚毫米级的形变监测能力,可为安全生产提供有力的技术保障。该方法对边坡变形监测具有重要的参考价值,已经成为灾害预警重要手段之一。     

高寒地区露采高边坡合成孔径雷达在线监测预警研究

露天矿山边坡稳定性是安全可持续开采的关键,且边坡稳定状态随着采动影响不断发生变化,采用先进实用的监测技术对大范围露天边坡稳定性进行不间断监测和实时预警对于保障矿山安全生产意义重大。本文在高寒地区的露采高边坡构建合成孔径雷达监测系统,并对露采高边坡表面位移在线监测预警研究。监测数据表明,合成孔径雷达监测预警技术相对于传统的GNSS等点监测技术具有明显的技术优势,较少受到高寒地区恶劣气候和天气条件的影响,能够实现对边坡表面位移形变的高精度面监测,并且可对边坡形变进程进行不间断持续跟踪,能够准确识别出边坡滑移的重点区域,及时发出预警信息,为高寒地区露采高边坡的安全管理提供准确的数据依据和有益的技术参考。     

敏感度与关联度协同优化的边坡变形监测布点方法

选择合理的监测点位是开展边坡变形过程和趋势分析的前提条件。由于现有的布点方式具有较强的主观性，经常出现监测点位错选和漏选的情况，且存在选点标准单一、点位精度低等不足，导致整体监测效果不理想，无法满足现阶段高精度边坡变形监测要求。为此，提出了一种联合运用敏感度和关联度分析的边坡变形监测点优化布设方法，分别从准确度和数量2个角度对传统数值模拟选点方案进行了优化。以陕西省金堆城露天钼矿北帮边坡为例进行了分析，结果表明：该方法具有较强的实用性，可有效增强变形监测网的可靠性，对于合理控制变形监测成本也有一定的参考价值。     

露天矿边坡监测中的小波滤噪与BPANN预测

针对边坡变形量预测难的问题, 将小波分析与BP神经网络预测相结合, 采用小波变换对边坡变形监测数据进行信噪分离, 进而消除观测误差, 通过BP神经网络预测模型BPANN对处理后数据进行再处理, 对边坡变形量以及变形趋势进行预测。进而提出了一种基于小波变换和BPANN模型对露天矿边坡变形监测数据进行处理分析的方法, 并在鞍山某露天矿进行了实际应用。实例结果表明: 利用小波去噪与BPANN模型预测的监测点精度达到3 mm, 满足二等变形监测的要求, 数据处理简便, 在露天矿边坡变形监测数据的消噪与预测中具有实际应用价值。     

露天采场高陡边坡监测技术研究现状与发展趋势

通过收集国内外边坡监测技术的相关资料,介绍了露天采场高陡边坡稳定性监测的现有技术手段,总结了包括表面位移监测、深部位移监测和深部滑动力监测等各类技术的主要特点和存在问题。进一步对金属非金属露天矿山采场边坡监测技术的规范要求进行了简要论述。综合分析后提出,未来应基于区域形变和深部滑动力监测技术,以滑坡地质灾害远程实时监测预报技术及装备体系为研究方向。通过采用多源信息融合技术,以滑动力监测和边坡表面位移监测为主导,辅以其他监测方法,构成一个深部和浅部联合监测的立体网络系统。采用模块化设计方案,根据现场环境灵活增减监测子系统,可提高露天采场边坡稳定性监测预警的准确性与时效性。     

地下采深变化的露天矿残余边坡稳定性分析

为防止露天转地下开采中，露天矿残余边坡突然垮落可能引发安全事故，以孟家铁矿露天转地下开采工程为研究背景，采用FLAC3D数值模拟方法，研究了随着地下开采深度不断增加，露天矿残余边坡围岩的应力场、位移场及塑性区的变化规律，以及覆盖岩层对边坡稳定性的影响。结果表明：①覆盖层散体能够吸收和转移露天矿残余边坡的应力，对能量释放起到缓冲作用，进而起到支撑边坡及围岩的作用；②随着地下开采深度不断增加，始终保持覆盖岩层上平面处于一个稳定的标高，能够有效改善露天矿边坡应力场和塑性区的分布状态，对边坡围岩变形起到一定的抑制和约束作用。     

高陡露天边坡运动损害规律研究

随着越来越多的露天矿山转入深凹露天开采,高陡边坡岩体运动损害规律研究越来越受到人们所认识和重视。通过对边坡岩体内部位移监测找出了边坡内部岩体的变形规律,采用三维有限元数值模拟软件ANSYS建立了金堆城小北露天采场的有限元模型,计算并分析了边坡岩体的应力分布状态。对于高陡露天边坡岩体运动损害规律的探索,该研究方法具有一定的借鉴意义。     

基于灰色理论的某露天矿边坡稳定性预报

以某露天矿GPS位移监测数据为依据,建立边坡稳定性灰色预报方案,对比监测值表明,通过灰色理论建立GM(1,1)模型,得出时间响应函数进行位移预测是可行的.由此编写相应预报软件,便于根据监测数据预测边坡稳定性,对现阶段位移数据预测表明,边坡稳定性较好,后期应加强监测和预报,对矿山安全生产和施工具有一定指导意义.     

地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡稳定性分析

某露天矿为地下转露天开采,在复杂工程地质条件和原地下采空区的综合影响下,露天边坡极易发生塌陷、台阶失稳等灾害,严重威胁露天矿安全生产。为研究地下转露天开采条件下某露天矿高陡边坡的岩体变形破坏规律,结合实际地质条件,利用Dimine-Midas/GTS NX耦合建立大型露天矿三维工程地质模型,并进行稳定性计算分析。分析结果表明:地下采空区顶板变形量较小,对露天矿边坡影响不大;南部强风化岩区域边坡位移量较大,边坡有向外"滑动"的趋势;开挖至-180m平台时,边坡安全系数降至临界值,并出现塑性区开始贯通坡脚现象;综合分析得出该矿山开采的临界水平为-180m平台。通过对该实例工程边坡的破坏机制分析,揭示了边坡变形破坏的主要因素,并为后续边坡治理提供理论指导。