露天矿山高陡边坡智能在线监测及预警系统研究
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１ 尖 山 铁 矿 边 坡 概 况
尖 山铁 矿 投 产 以 来 已形 成 边 坡 高 度 近 ２８０ ｍ，岩 体 松 散 、岩 石 滑 落 ，预 留 的清 扫 平 台堆 积 了大 量 的 松 散 岩 石 。受 地 质 条 件 、爆破 等 因 素 影 响 ，陆 续 发 育 了一 些 危 害 变 形 区 ， ２０１２年 完 成 了 西 端 帮 向 斜 核 部 滑 坡 区 、北 帮 不 稳 定 区及 北 排 土场 滑 坡 区 的 边坡 治 理 工 程 施 工 ，但 新 的 危 害 变 形 区 仍 不 断发 育 ，表 现 为 安全 平 台 出现 了 平行 于岩 层 走 向 的裂 缝 ，以 及 边 坡 上 发 生 的 局部 坍 塌 、滑 坡 等 ，严 重 影 响 采 场 正 常 的 安 全 生产 。随 着 矿 山 不 断 开 采 （特 别 是 近 地 表 开 采 ），岩 石 应 力结 构 的不 断 变 化 、地 表 因建 设 导致 的地 貌 变 化 、爆 破 地 震 波对 地 表 的影 响 以 及 矿 区本 身 的 地 质 特 征 ，会 对 建 构 筑 物 、 地 表及 边 坡 等 造 成各 种 影 响 ，如 变形 、沉 降 、扭 曲等 ，这 些 都会 对 矿 山安 全 环保 、公 司 形 象 带来 直 接 的影 响 。
端 数 据 处 理 器 布 置 在 监 测 区 域 内 ，用 于 在 线 实 时 采 集 各 监 测 站 点 的 数 据 信 息 。监 控 中 心 子 系 统 设 在 矿 业 公 司 的 办 公
区 内 ，用 于 数 据 实 时 自 动 采 集 、分 析 、显 示 、 综 合 预 警 、 数 据存 储 及 数 据 ｗｅｂ数 据 发 布 等 。
收 稿 日期 ：２０１６— ０１— ２６ 作 者 简 介 ：杨 忠 林 （１９６９一 ），男 （汉 族 ），太 钢 集 团 矿业 公 司尖 山 铁 矿 高 级 工 程 师 。
维 坐标 信 息 ，通 过 工 程 技 术 人 员 结 合 矿 山 实 际 作 进 一 步 的 分 析 、处 理 与判 断 ，得 出 最 终 变 形 的 分 析 成 果 报 告 ，为 安 全 决 策 提 供 有 力 支 持 。２０１２年 １２月 ，山 西 省 安 监 局 明 确 要 求 尖 山铁 矿 实 施 边 坡 在 线 监 测 。尖 山铁 矿 结 合 边 坡 形 态 实 情 ，研 究 实 施 了采 矿 在 线 监 测 系 统 ，采 用 测 量 机 器 人 实 施 地 表 点监 测 ，同 时 采 用 高 清 视 频 监 控 对 采 场 、 边 坡 、排 土 场进 行监 控 的 技术 方 案 。
２ 系 统架 构及 功 能
２．１ 系 统 架 构
高 边坡 安 全 自动 化 监 测 系 统 采 用 总 体 设 计 ，分 项 实 施 的 架构 模 式 ，包 括边 坡 表 面 位 移 监 测 子 系 统 ，气 象 监 测 子
系统 及 系统 的 防 雷 与 供 电 系统 ，通 讯 系统 ，视 频 监 控 系 统 ， 红 外入 侵 监 控 子 系 统 等 。所 有 子 系 统 的 数 据 采 集 终 端 即前
关 键 词 ：尖 山铁 矿 ；高 陡边 坡 ；智 能 在 线 监 测 预 警 中图 分 类 号 ：ＴＤ７６ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号
０ 引 言
由 于矿 山 边 坡 稳 定 性 直 接 影 响 着 矿 山 生 产 设 备 及 生 产 人 员 的安 全 ，并 对 矿 山生 产 及 运 输 通 道 、 排 水 系 统 功 能 发 挥 、矿 山排 岩 系 统 的 安 全 运 行 影 响 重 大 ，边 坡 技 术 工 作 已 成 为露 天 采 矿 生 产 中不 可 忽 视 的 重 要 环 节 。尖 山 铁 矿 在 边 坡 管 理 方 面 不 断 开 拓 思 路 ，积 极 探 索 ，并 与 科 研 院所 建 立 长 期 合 作关 系 ，不 断 提 高 边 坡 的 安 全 管 理 水 平 ，保 证 了边 坡 的安 全 受 控 运 行 ，给 国 内 外 矿 山 的 边 坡 管 理 提 出 了 一 些 新 的思 பைடு நூலகம் ，具 有 较 高 的 推 广 利 用 价 值 。
２．２ 系统 功 能
２．２．１ 测 量 系 统 — — 完 成 １５０个 监 测 点 ，精 度 要 求 为 水 平 位 移 监 测 的
点 位 中 误 差 ≤ ６ ｍｍ，垂 直 位 移 监 测 的 高 程 中误 差 ≤ ３ ｍｍ，
测 量 周 期 ２～ ２４小 时 可 调 。 — — 完成 一 套 雨 量 监 测 系 统 ，测 量 准 确 度 在 ０．０１～ ８
５４
矿 业 工 程
Ｍ ｉｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
第 １４卷 第 ２期 ２０１６年 ４月
露 天 矿 山高 陡边 坡 智 能在 线 监测 及 预 警 系 统研 究
杨 忠 林 薄 建 芬 黄 永 强
（太 钢集 团矿业 公 司尖 山铁 矿 ，山西 太 原 ０３０３０４）
摘 要 ：为 实 时 掌 握 边 坡 安 全 状 况 ，尖 山铁 矿 采 用 了 边 坡 智 能 在 线 监 测 及 预 警 系 统 ，该 系 统 运 行 稳 定 ， 效 果 明 显 。
２００９年 开 始 ，尖 山 铁 矿 逐 步 在 边 坡 上 建 设 了 １Ｏ多 个 监 测 点 ，每 月 进 行 监 测 ，２０１ｉ年 开 始 逐 步 增 加 到 ７７个 监 测 点 ，每 月 进 行 一 次 监 测 ， 并 对 监 测 数 据 进 行 人 工 分 析 。 为 构 建 一 个 安 全 、和 谐 的 矿 区 环 境 ，增 强 矿 山 的 社 会 影 响 力 ，提 升 竞 争 力 ，需 建 立 边 坡 在 线 安 全 监 测 系 统 ，该 系 统 能 精 确 、实 时 、全 天 候 、 全 自动 获 取 变 形 观 测 点 的 有 关 三
尖 山铁 矿 投 产 以 来 已形 成 边 坡 高 度 近 ２８０ ｍ，岩 体 松 散 、岩 石 滑 落 ，预 留 的清 扫 平 台堆 积 了大 量 的 松 散 岩 石 。受 地 质 条 件 、爆破 等 因 素 影 响 ，陆 续 发 育 了一 些 危 害 变 形 区 ， ２０１２年 完 成 了 西 端 帮 向 斜 核 部 滑 坡 区 、北 帮 不 稳 定 区及 北 排 土场 滑 坡 区 的 边坡 治 理 工 程 施 工 ，但 新 的 危 害 变 形 区 仍 不 断发 育 ，表 现 为 安全 平 台 出现 了 平行 于岩 层 走 向 的裂 缝 ，以 及 边 坡 上 发 生 的 局部 坍 塌 、滑 坡 等 ，严 重 影 响 采 场 正 常 的 安 全 生产 。随 着 矿 山 不 断 开 采 （特 别 是 近 地 表 开 采 ），岩 石 应 力结 构 的不 断 变 化 、地 表 因建 设 导致 的地 貌 变 化 、爆 破 地 震 波对 地 表 的影 响 以 及 矿 区本 身 的 地 质 特 征 ，会 对 建 构 筑 物 、 地 表及 边 坡 等 造 成各 种 影 响 ，如 变形 、沉 降 、扭 曲等 ，这 些 都会 对 矿 山安 全 环保 、公 司 形 象 带来 直 接 的影 响 。
端 数 据 处 理 器 布 置 在 监 测 区 域 内 ，用 于 在 线 实 时 采 集 各 监 测 站 点 的 数 据 信 息 。监 控 中 心 子 系 统 设 在 矿 业 公 司 的 办 公
区 内 ，用 于 数 据 实 时 自 动 采 集 、分 析 、显 示 、 综 合 预 警 、 数 据存 储 及 数 据 ｗｅｂ数 据 发 布 等 。
收 稿 日期 ：２０１６— ０１— ２６ 作 者 简 介 ：杨 忠 林 （１９６９一 ），男 （汉 族 ），太 钢 集 团 矿业 公 司尖 山 铁 矿 高 级 工 程 师 。
维 坐标 信 息 ，通 过 工 程 技 术 人 员 结 合 矿 山 实 际 作 进 一 步 的 分 析 、处 理 与判 断 ，得 出 最 终 变 形 的 分 析 成 果 报 告 ，为 安 全 决 策 提 供 有 力 支 持 。２０１２年 １２月 ，山 西 省 安 监 局 明 确 要 求 尖 山铁 矿 实 施 边 坡 在 线 监 测 。尖 山铁 矿 结 合 边 坡 形 态 实 情 ，研 究 实 施 了采 矿 在 线 监 测 系 统 ，采 用 测 量 机 器 人 实 施 地 表 点监 测 ，同 时 采 用 高 清 视 频 监 控 对 采 场 、 边 坡 、排 土 场进 行监 控 的 技术 方 案 。
２ 系 统架 构及 功 能
２．１ 系 统 架 构
高 边坡 安 全 自动 化 监 测 系 统 采 用 总 体 设 计 ，分 项 实 施 的 架构 模 式 ，包 括边 坡 表 面 位 移 监 测 子 系 统 ，气 象 监 测 子
系统 及 系统 的 防 雷 与 供 电 系统 ，通 讯 系统 ，视 频 监 控 系 统 ， 红 外入 侵 监 控 子 系 统 等 。所 有 子 系 统 的 数 据 采 集 终 端 即前
关 键 词 ：尖 山铁 矿 ；高 陡边 坡 ；智 能 在 线 监 测 预 警 中图 分 类 号 ：ＴＤ７６ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号
０ 引 言
由 于矿 山 边 坡 稳 定 性 直 接 影 响 着 矿 山 生 产 设 备 及 生 产 人 员 的安 全 ，并 对 矿 山生 产 及 运 输 通 道 、 排 水 系 统 功 能 发 挥 、矿 山排 岩 系 统 的 安 全 运 行 影 响 重 大 ，边 坡 技 术 工 作 已 成 为露 天 采 矿 生 产 中不 可 忽 视 的 重 要 环 节 。尖 山 铁 矿 在 边 坡 管 理 方 面 不 断 开 拓 思 路 ，积 极 探 索 ，并 与 科 研 院所 建 立 长 期 合 作关 系 ，不 断 提 高 边 坡 的 安 全 管 理 水 平 ，保 证 了边 坡 的安 全 受 控 运 行 ，给 国 内 外 矿 山 的 边 坡 管 理 提 出 了 一 些 新 的思 பைடு நூலகம் ，具 有 较 高 的 推 广 利 用 价 值 。
２．２ 系统 功 能
２．２．１ 测 量 系 统 — — 完 成 １５０个 监 测 点 ，精 度 要 求 为 水 平 位 移 监 测 的
点 位 中 误 差 ≤ ６ ｍｍ，垂 直 位 移 监 测 的 高 程 中误 差 ≤ ３ ｍｍ，
测 量 周 期 ２～ ２４小 时 可 调 。 — — 完成 一 套 雨 量 监 测 系 统 ，测 量 准 确 度 在 ０．０１～ ８
５４
矿 业 工 程
Ｍ ｉｎｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
第 １４卷 第 ２期 ２０１６年 ４月
露 天 矿 山高 陡边 坡 智 能在 线 监测 及 预 警 系 统研 究
杨 忠 林 薄 建 芬 黄 永 强
（太 钢集 团矿业 公 司尖 山铁 矿 ，山西 太 原 ０３０３０４）
摘 要 ：为 实 时 掌 握 边 坡 安 全 状 况 ，尖 山铁 矿 采 用 了 边 坡 智 能 在 线 监 测 及 预 警 系 统 ，该 系 统 运 行 稳 定 ， 效 果 明 显 。
２００９年 开 始 ，尖 山 铁 矿 逐 步 在 边 坡 上 建 设 了 １Ｏ多 个 监 测 点 ，每 月 进 行 监 测 ，２０１ｉ年 开 始 逐 步 增 加 到 ７７个 监 测 点 ，每 月 进 行 一 次 监 测 ， 并 对 监 测 数 据 进 行 人 工 分 析 。 为 构 建 一 个 安 全 、和 谐 的 矿 区 环 境 ，增 强 矿 山 的 社 会 影 响 力 ，提 升 竞 争 力 ，需 建 立 边 坡 在 线 安 全 监 测 系 统 ，该 系 统 能 精 确 、实 时 、全 天 候 、 全 自动 获 取 变 形 观 测 点 的 有 关 三