(1)成果簡介
隨著露天礦山逐步走向規模化、自動化開采,露天邊坡高度越來越大,邊坡安全管理成為保證露天礦山安全開采的重要環節。目前礦山主要通過兩種方式保障邊坡安全:一是每年度的邊坡穩定性評估,二是邊坡的人工和在線監測。然而在實踐中,邊坡穩定性評估周期長、時效性差,無法與快速變化的露天邊坡現狀相適應;邊坡人工和在線監測系統多采用單點預警,各監測項目間預警算法相對獨立,如表面位移、內部位移、地下水位等,無法實現各監測項目間的聯合預警,且預警閾值多根據經驗進行設定,影響預警準確性,常出現誤報、漏報情況。礦冶集團研發露天邊坡穩定性評價與智能預警技術,將穩定性評估與監測預警系統相結合,預先對礦山邊坡地質條件、巖石物理力學參數等進行研究評價,根據邊坡實際“安全需求”和規范標準結合設計監測預警系統方案,結合在線監測系統中地下水位、內部位移、降雨量等監測數據,即可實現邊坡穩定性情況的實時動態分析預警,使監測預警準確率大幅提高,杜絕了長期誤報警產生的麻痹大意心理,為露天礦山邊坡安全管理提供了有力抓手。
(2)主要性能指標及適用條件范圍
性能指標:監測響應時間<5s;邊坡穩定性預警準確率超過90%,能夠實現智能穩定性分析與精準預警。適用范圍:已安裝了在線監測系統的露天采場邊坡、排土場邊坡和自然邊坡。
(3)成果應用情況
目前,該技術已在城門山銅礦、黑龍江多寶山銅礦、西藏巨龍銅礦等多個大型露天礦山進行了應用。上述礦山采用邊坡雷達(GNSS、三維激光掃描儀)進行表面位移監測,同時對內部位移、降雨量、地下水位等進行了監測,通過應用該技術,將礦山邊坡穩定性實時分析與各項監測項目相結合,實現了邊坡穩定性精準預警,尤其是在汛期、凍融期,成功預警了多次局部邊坡坍塌情況,有力保障了礦山安全生產工作,避免了人員傷亡和機械設備、財產損失。
(4)成果展示
圖1 汛期不同邊坡區域穩定性預警案例
圖2 凍融期邊坡開裂成功預警案例1
圖3 凍融期邊坡開裂成功預警案例2