中海達邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)對監(jiān)視區(qū)域高精度的遠程監(jiān)測及滑坡預警

隨著露天礦山開采活動向深部推進，會形成人為的高大邊坡，對露天礦的安全生產(chǎn)存在威脅。邊坡一旦滑坡直接導致附近工作的人員與設備受到傷害，對露天礦造成不可估量的經(jīng)濟損失。因此，先進的監(jiān)測手段是礦山邊坡預防和治理的有力保障。

項目背景

紫金龍興項目——克孜勒－塔什特克多金屬礦，是一座高品質(zhì)特大型鉛鋅多金屬礦，地處俄羅斯聯(lián)邦圖瓦共和國首府克孜勒東北120公里、海拔1600多米的林海雪原中，是中俄務實合作的大項目之一。

自2015年正式投產(chǎn)以來，克孜勒－塔什特克多金屬礦露采資源基本枯竭，開始逐漸轉(zhuǎn)入洞采。與露采相比，洞采安全隱患更多，一旦采空區(qū)垮塌將直接危險人員、設備安全，造成井巷工程破壞，產(chǎn)生的空氣沖擊波危害同樣巨大。在綜合考慮后，項目單位決定采用監(jiān)測精度更高、安裝方便、監(jiān)測范圍廣的邊坡監(jiān)測雷達系統(tǒng)用于監(jiān)測礦區(qū)。

痛點分析

該項目的監(jiān)測內(nèi)容主要為礦井表面的實時位移情況，礦區(qū)屬于持續(xù)作業(yè)的狀態(tài)，邊坡狀態(tài)不穩(wěn)定，隨時可能發(fā)生滑坡和垮塌，為保障作業(yè)人員安全，接觸式的監(jiān)測手段均存在風險。同時，傳統(tǒng)的全站儀、靜力水準等傳統(tǒng)監(jiān)測手段需要架設在穩(wěn)定的邊坡表面，對于持續(xù)實時作業(yè)的礦區(qū)環(huán)境，系統(tǒng)安裝條件也無法滿足。另外GNSS在線監(jiān)測系統(tǒng)多采用太陽能供電，這對地處氣候相對寒冷的克孜勒－塔什特克多金屬礦來說，要保證充足的太陽能供電也比較困難。

實施方案

憑借優(yōu)秀的產(chǎn)品性能和技術(shù)服務，中海達成為本次監(jiān)測預警項目的合作伙伴。中海達邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)是一種非接觸式監(jiān)測手段，利用雷達波束對礦區(qū)的邊坡巖體進行全天時全天候的連續(xù)、反復、大范圍測量掃描，通過形變監(jiān)測分析軟件將掃描的亞毫米級位移監(jiān)測數(shù)據(jù)和之前的模型數(shù)據(jù)做對比分析，以確定形變位移程度，然后計算位移變化速度，從而對邊坡位移的未來走勢可以進行準確預測。

作業(yè)過程

攜帶中海達邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)抵達作業(yè)現(xiàn)場后，技術(shù)人員通過現(xiàn)場勘察確定雷達監(jiān)測點的安裝位置，以確保雷達波能全面覆蓋被監(jiān)測區(qū)域。經(jīng)過勘察，雷達監(jiān)測點的位置選擇在被監(jiān)測區(qū)域?qū)γ嬉惶幍刭|(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定、視線開闊、滿足不小于4Km雷達成像要求的區(qū)域。

隨后，在客戶的協(xié)助下，技術(shù)人員在監(jiān)測點搭建小屋安裝雷達主機。由于雷達主機采用一體化設計、體積小、重量輕，技術(shù)人員高效完成了雷達主機的安裝。雷達主機通電后，技術(shù)人員要做的是設置形變監(jiān)測雷達數(shù)據(jù)采集軟件各項參數(shù)，確保中海達邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)啟動后能正常運行，以生成監(jiān)測區(qū)域三維模型報告。

在生成的三維模型報告界面上，對于不同的位移量可通過不同的顏色來顯示，界面的右側(cè)部分標明了不同顏色對應的位移值，該圖直觀展現(xiàn)了邊坡的位移變化情況，操作人員可根據(jù)顏色及時了解邊坡變形動態(tài)。監(jiān)測結(jié)果達到顏色報警閾值時，會通過軟件紅燈閃爍或者短信進行預警告警。

同時，監(jiān)測結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)4種曲線繪制（形變曲線、形變速率曲線、速率倒數(shù)曲線、形變加速度曲線），并生成報告，可讓操作人員準確預測邊坡位移的未來走勢。

項目總結(jié)

由于本項目是針對正常作業(yè)的礦區(qū)做實時的邊坡監(jiān)測，通過對比傳統(tǒng)人工巡檢和GNSS在線監(jiān)測，邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)擁有無可比擬的優(yōu)勢。

首先邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測精度高。通過電子掃描，系統(tǒng)最快每30秒獲取一幅觀測場景位移圖像，且每幅位移圖像可獲取百萬量級監(jiān)測點數(shù)據(jù)，監(jiān)測精度可達到0.1毫米；其次邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)安全系數(shù)高。系統(tǒng)采用非接觸式測量，在形變區(qū)域的對面架設雷達進行大范圍遠程掃描，無需任何定標物或架設基站，最大程度保證了安裝人員和作業(yè)人員的安全；再次邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)安裝方便、成本低。系統(tǒng)采用一體化設計，體積更小、重量更輕，單人就可以完成安裝，無需立樁澆筑基站，節(jié)省了成本投入；最后邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)全天候監(jiān)測。系統(tǒng)采用的雷達技術(shù)不受白天黑夜影響，能有效保證系統(tǒng)24小時實時連續(xù)監(jiān)測。

綜上所述，邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)可廣泛應用于對山體、礦體、壩體等區(qū)域的長期監(jiān)測與應急監(jiān)測，以實現(xiàn)對監(jiān)視區(qū)域全天時、全天候、非接觸、高精度的遠程監(jiān)測及滑坡預警，為人民群眾的生命財產(chǎn)安全構(gòu)筑堅強屏障。