黑岱沟露天矿边坡动态实时监控预警技术.pdf

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1、露天采矿技术2010年第3期黑岱沟露天矿边坡动态实时监控预警技术朱新平，，郭昭华z，韦忠跟，，刘玉福2李国玉，王平亮(1．煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁抚顺113122；2．神华准格尔能源有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯010300)摘要：黑岱沟露天煤矿在国内首次应用了边坡监测雷达(SSR)，建立了高台阶崩塌、滑坡实时监控预警系统，对高台阶崩塌、滑坡实施了动态、实时、自动监控，为黑岱沟露天煤矿高台阶崩塌、滑坡提供了准确的预测、预报。关键词：雷达；边坡；实时；监控；预警中图分类号：TD824．7文献标识码：B文章编号：1671—9816(2010)03—0001—031引言(1)一些常规仪器

2、设备及其所能采用的方法本身就不具备实时、自动的条件；黑岱沟露天煤矿采用抛掷爆破一大型吊斗铲倒(2)由于高台阶既高又陡，很难在坡体上安装所堆剥离工艺，使采煤作业面临坡度较大的复合高台阶需要的监测仪器、设备；(图1)。其中，吊斗铲倒堆后形成的岩石台阶高度(3)工作面推进强度较大，高陡边坡存留时间较3O60111，坡面角65。，工作线长度2100m；采煤台阶短，需要监测仪器设备安装及时、便捷；高度2234rfl，坡面角75。，工作线长度2000m；煤岩(4)以监测点的位移情况来进行岩体的变形监复合边坡高度65—94In，形成的总体坡角7O。左右。测，很难全方位、大面积对高台阶的崩塌、垮落、滚石

3、SSR实施监测。纵观国内外边坡稳定监测控制技术，适用于黑岱沟露天煤矿高台阶动态、实时、自动监测的只有“边坡监测雷达(SSR)”，也是黑岱沟露天煤矿在国内首次提出并应用。图1采煤作业面临复合边坡示意图2边坡监测雷达(SSR)实时监控预警系统受抛掷爆破振动影响，高台阶的煤、岩破碎严边坡监测雷达(SSR)实时监控预警系统由3部重，裂隙密布，岩体强度降低，边坡稳定性急剧下降，分组成：时常有坍塌和滑坡发生，威胁着采煤作业。而矿山运(1)数据采集部分(边坡监测雷达(SSR))；用追踪式开采，在高台阶下的采煤作业区内，设备人(2)数据传输部分(中继站)；员密集，致使高台阶成为黑岱沟露天煤矿的重大危(3

4、)控制中心部分(指令下达及数据处理、分析险源。为避免高台阶崩塌、滑坡所造成的地质灾害事部分(PMP))。故，需要对高台阶实施边坡稳定性监测，随时掌握高边坡监测雷达(SSR)的基本原理是利用边坡对台阶的稳定状况、变形动态，并对崩塌、滑坡进行预面的边坡监测雷达向需要监测的边坡发射雷达波测、预报。()(图2)，并接收从边坡表面反射而回的雷达波目前，常规的监测方法、手段很难满足黑岱沟露(R)，从而计算出边坡监测雷达与需要监测的边坡天煤矿这种高台阶的实时、自动监控预警需要，其关之间的距离，通过反复距离的测试，计算每次测试的键问题主要有几个方面：距离差(△d)，给出边坡表面的位移量(图3)。图4波形

5、图解释了波之间相位的变化。相位的收稿日期：2010—03—03变化用于计算从一次扫描到下一次扫描期间一个矿作者简介：朱新平(1964一)，男。煤炭科学研究总院沈阳研究院，研究员，1986年毕业于阜新矿业学院，从事边坡稳定区边坡表面的位移。性研究工作25年。边坡监测雷达(SSR)最终输出的数据结果主要·2·露天采矿技术2010-f-~3期臣盈田图2边坡监测雷达放置位置示意图图5SSRViewer软件界面运动)；(2)变形率；(3)变形趋势；(4)边坡发生破坏的一些预告信息；(5)对过去发生的破坏进行分析或者对实况进行监测报警。边坡监测雷达(sSR)的监测精度为0．2mm(雷达到边坡的扫描距

6、离在1700m范围内时)。其扫描范围：水平方向270。(雷达水平旋转角)，垂直方向120。(雷达竖向旋转角)。3监控预警系统建立黑岱沟露天煤矿高台阶崩塌、滑坡实时监控预图3SSR发射并接收雷达波及其相位变化警系统组成参见图6。l一曲aseO．＼-1图4两次测试的雷达波之间相位变化图有变形(Deformation)、振幅(Amplitude)、距离(Range)o其中：变形(Deformation)：两次扫描的相位变化的量度。振幅(Amplitude)：返回的相位合矢量的大小。距离(Range)：雷达到边坡之间的距离。边坡监测雷达(SSR)的主要操作软件为ss—RViewer，其界面如图5

7、。SSRViewer软件的主要作用归纳如下：(1)边坡变形的直观显示；(2)查看图形图像的分析工具；图6高陡边坡崩塌、滑坡实时监控预警系统分布(3)用户自定义运动极限的自动报警；(1)数据采集部分：边坡监测雷达(SSR)放置于(4)归档数据的分析方法。高台阶对面的倒堆台阶上(图7)，对煤岩复合高台SSRViewer还可以用来确定：阶进行扫描，并接收中心站指令，保存、处理、发射监(1)当前变形区域(也就是边坡表面发生的任何测数据。露天