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。
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原文標題:精準到0.1毫米的邊坡雷達,讓礦山安全隱患無處遁形
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