边坡安全监测系统
张拥军-金川石英石矿采场边坡远程自动化监测系统
金川石英石矿采场边坡远程自动化监测系统张拥军教授青岛理工大学目录一、背景介绍二、监测方案设计三、边坡监测预警系统功能模块四、多级边坡采动卸荷破坏特征及分类一、背景介绍1、石英石矿边坡监测必要性石英石矿露天矿是金川公司冶炼厂石英熔剂主要原料来源，一旦该矿不能正常生产，对冶炼厂等单位的正常生产将起到链式反应，直接影响到公司的经济效。
露天采场边坡的稳定性是露天矿山的生命线，是确保其高效生产的前提。
如果边坡发生破坏，露天矿山将全线被动，安全生产受到严重威胁，金川公司原露天矿已有过深刻的教训。
采场已进入凹陷开采，出现一系列工程安全问题：1816m水平东部出现局部坍塌；1846m水平西部出现2-3mm的裂缝且逐渐扩大。
北部高边坡地段岩石在长期的风化侵蚀作用下，岩石松散，遇降雨天气经雨水浸泡便出现垮塌或崩落现象。
随着采场水平的下延以及暴雨、地震等潜在的地质灾害，边坡稳定性的研究和边坡治理问题显得非常重要。
1780平台边缘的裂缝边坡岩体破碎边坡岩体松散1816平台局部垮塌二、监测方案设计1、设计依据和设计原则综合考虑工程的实际情况。
该石英石矿边坡安全监测设计方案中遵循下列原则：（1）安全监测系统要满足上述几个行业标准的技术要求。
（2）充分考虑原工程特点，选择必要的监测措施。
监测点的布置，既要保证监测点的位置具有代表性，又要体现其特殊性。
（3）全面、准确地反映坡体工作性态，及时发现异常迹象，有效地监视坡体安全，为生产运行期间管理提供可靠的资料，满足安全生产管理的需要。
（4）监测系统的设计和选型，既有先进性又要实用性。
在满足安全监测要求的前提下力求经济合理。
（5）配置相应的软件，实现坡体安全监测数据的自动整理和分析，并在相关基础上结合深入的理论分析，为矿山安全隐患及时的提出预报预警。
2 、监测点布置监测系统布置图系统的钻孔监测点主要分布在石英石矿边坡的5个平台上，其中包括1768平台、1780平台、1792平台、1816及1826平台。
gps边坡监测
GPS边坡监测1. 引言边坡是山体地质中的重要组成部分，其稳定性对于保护周边环境和确保人民生命财产安全至关重要。
随着科技的发展，全球定位系统（GPS）被广泛应用于边坡的监测和预警工作中。
本文将介绍GPS边坡监测的原理、方法和应用。
2. GPS边坡监测原理GPS边坡监测原理基于卫星定位技术和地壳运动观测。
GPS系统通过全球范围内的卫星，利用三角测量的原理，能够实时测量地球上任意点的经度、纬度和高度。
结合时间的测量，GPS可以监测地壳的运动和变形情况。
3. GPS边坡监测方法3.1 GPS安装和布设GPS边坡监测需要在边坡上安装一定数量的GPS接收机。
接收机的数量和布设位置决定了监测的精度和范围。
通常情况下，需要选择能够获得较好信号质量的地点，同时确保仪器之间的相互关系满足测量要求。
3.2 GPS数据采集和处理GPS接收机会实时接收卫星信号，并将数据传输给数据采集系统。
数据采集系统会将接收到的数据进行存储和处理。
常见的处理方法包括数据平滑、差分增强和误差修正等，以提高测量的精度和可靠性。
3.3 数据分析与解释通过对GPS数据的分析与解释，可以获得边坡的运动和变形情况。
常用的分析方法包括位移监测、速度监测和变形预测等。
这些分析结果对于评估边坡的稳定性、预警和提供决策支持具有重要意义。
4. GPS边坡监测应用4.1 边坡稳定性评估GPS边坡监测可以提供边坡的运动和变形信息，为边坡稳定性评估提供数据支持。
通过对监测数据的分析，可以评估边坡的稳定性，并及时采取相应的措施，以降低发生地质灾害的风险。
4.2 边坡预警系统利用GPS边坡监测数据，可以建立边坡的预警系统。
预警系统会根据实时监测数据，判定边坡是否达到预警条件，并及时发出警报信号，以提醒相关人员采取应急措施，确保人员的安全。
4.3 工程决策支持GPS边坡监测结果可以应用于工程决策中。
根据边坡的运动和变形情况，可以确定合适的工程方案，并进行边坡治理和加固工作。
边坡自动监测系统课件
设备安装与调试
设备选 型
根据监测需求和现场条件，选择合适 的传感器、数据采集器和传输设备等。
安装与调试
按照设备使用说明进行安装，并进行 必要的调试工作，确保设备正常运行 和数据准确采集。
数据采集与 传
数据传输单元还需要具备数据加密和安全传输功能，以确保数据的安全性 和保密性。
数据处理与分析单元
01
数据处理与分析单元负责对数据采集单元采集的数据进行 处理和分析。
02
数据处理与分析单元通常采用高性能计算机和专业的分析软件， 如Matlab、SPSS等，以实现数据的处理、分析和可视化。
03
数据处理与分析单元还需要具备数据挖掘和预测功能，以 发现数据的潜在规律和趋势，为预警和控制提供依据。
数据分析
通过专业软件对监测数据进行处理和 分析，及时发现边坡的异常变化，为 应急处置提供依据。
监测效果
有效保障了高速公路的安全运营，减 少了因边坡失稳造成的交通事故和财 产损失。
案例二：某水库大坝边坡监测
监测目的
监测设备
实时监测水库大坝边坡的位移、沉降和渗 漏情况，确保大坝安全。
采用光纤光栅传感器、渗压计和测斜仪等 设备，对边坡进行全天候实时监测。
数据采集频率
根据边坡稳定性和施工要求，设定合 适的数据采集频率，确保能够及时获 取边坡变形信息。
数据传输方式
选择稳定可靠的数据传输方式，如无 线传输、有线传输等，确保数据能够 实时传输到数据中心进行分析。
数据分析与预警
数据分析方法
采用专业的数据分析软件和方法，对采集到的数据进行处理和分析，提取有用的变形信息。
国家矿山安全监察局关于开展露天矿山边坡监测系统建设及联网工作的通知
国家矿山安全监察局关于开展露天矿山边坡监测系统建设及联网工作的通知文章属性•【制定机关】国家矿山安全监察局•【公布日期】2023.08.30•【文号】矿安〔2023〕119号•【施行日期】2023.08.30•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】矿产资源正文国家矿山安全监察局关于开展露天矿山边坡监测系统建设及联网工作的通知矿安〔2023〕119号各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团矿山安全监管部门，国家矿山安全监察局各省级局，有关中央企业：为深入贯彻落实习近平总书记关于安全生产重要指示批示精神，深刻吸取内蒙古阿拉善新井煤业有限公司露天煤矿“2·22”特别重大坍塌事故教训，有效防范和遏制露天矿山重特大事故发生，经研究，国家矿山安全监察局决定开展露天矿山边坡监测系统建设及联网工作。
现将有关事项通知如下：一、工作目标坚持人民至上、生命至上，深刻吸取近期露天矿山事故教训，计划利用3年时间基本建成全国露天矿山安全生产风险监测预警系统，实现对露天矿山重点区域、关键环节重大安全风险的识别监测和精准研判，推动矿山安全监管监察模式向远程化、可视化、智能化方式转变，推动矿山企业严格落实安全生产主体责任。
按照“重点突出、急用先行”的原则，2023年完成重点露天矿山边坡监测系统建设，并开展联网工作。
二、建设任务（一）建设范围。
正常生产建设露天煤矿；边坡现状高度150米及以上的正常生产建设金属非金属露天矿山。
（二）建设内容。
包括：表面变形、视频图像、内部变形、应力、地下水、爆破振动、降雨量等。
其中，表面变形和视频图像为必须监测项目，其他监测项目根据现行标准规范和各级矿山安全监管监察部门要求，结合矿山实际开展建设。
（三）联网方式。
按照“企业―省级矿山安全监管监察部门―国家局”的方式上传感知数据，按照“成熟一个、联网一个”的原则做好数据联网接入。
具体联网接入规范，由国家矿山安全监察局另行制定。
智慧露天矿边坡监测系统设计方案
智慧露天矿边坡监测系统设计方案设计方案：智慧露天矿边坡监测系统一、项目背景和需求分析在露天矿开采过程中，边坡的稳定性是一个至关重要的问题。
边坡的滑坡或塌方不仅会造成人员伤亡和财产损失，还可能对环境造成严重污染。
因此，开展边坡监测工作对于确保矿山安全和环境保护至关重要。
现有的边坡监测手段大多依赖于人工巡视和传统的监测设备，存在监测不及时、监测范围有限、数据获取不准确等问题。
为了提高边坡监测的效率和准确性，需要设计一种智慧露天矿边坡监测系统，实现对边坡稳定性的实时监测和预警。
二、系统组成和工作原理智慧露天矿边坡监测系统由以下几个组成部分组成：1. 传感器：通过安装在边坡上的传感器，实时感知边坡的位移、变形和应力等参数，并将数据传输给监测系统。
2. 数据传输和处理模块：负责将传感器获取的数据传输给监测系统，并对数据进行处理和分析，提取有用信息。
3. 监测系统：通过接收传感器数据并进行分析处理，实时监测边坡的稳定性。
系统可以实现预警功能，一旦发现边坡出现稳定性问题，可以及时发出警报。
4. 数据存储与分析模块：负责将监测系统获取到的数据进行存储，并进行综合分析和统计，为矿山管理决策提供参考依据。
三、系统设计和实施方案1. 传感器部署：根据矿山的实际情况，确定传感器的安装位置和数量。
传感器可以选择位移传感器、倾角传感器、应力传感器等，以获取较为全面的边坡数据。
2. 数据传输和处理：传感器通过有线或者无线方式将数据传输给监测系统，数据传输可以选择以太网、无线局域网、GPRS等方式。
接收到的数据将进行处理和分析，提取边坡稳定性的关键指标。
3. 监测系统构建：构建一个实时监测平台，用于接收传感器数据并进行实时监测。
监测系统可以采用计算机软件、服务器等方式搭建，实现边坡数据的可视化和分析。
4. 预警机制：根据边坡的稳定性指标设定预警阈值，一旦发现边坡的稳定状态超过这些阈值，系统会自动发出警报，通知相关人员进行处理。
《边坡自动监测系统》课件
监测
对边坡的位移、应力、应变等参数进行 实时测量和记录。
系统
由传感器、数据采集器、传输设备、处 理软件等部分组成。
边坡自动监测系统的应用场景
矿山工程
监测矿山的边坡安全，预防滑坡、坍塌 等事故。
交通工程
监测高速公路、铁路、桥梁等工程的边 坡稳定性，确保交通安全。
水利工程
监测大坝、水库的边坡稳定性，预防溃 坝、滑坡等灾害。
数据安全与隐私保护
03
讨论通信过程中数据的安全传输和隐私保护措施，以确保监测
数据不被非法获取和使用。
04
系统应用案例与效果评估
应用案例介绍
01
案例一
某高速公路边坡
02
案例二
某水电站大坝边坡
03
案例三
某矿山边坡
效果评估
评估方法
对比分析法、数据统计分析法、专家评估法 等。
评估内容
系统稳定性、数据准确性、预警及时性等。
评估结果
系统运行稳定，数据准确度高，预警及时， 有效降低了边坡灾害发生的概率。
05
总结与展望
总结
01
技术应用
回顾了边坡自动监测系统在技 术应用方面的主要进展，包括 传感器技术、数据传输技术和
数据分析技术等。
02
实践案例
列举了几个成功的边坡自动监 测系统应用案例，强调了该系 统在工程安全监测中的重要作
系统组成
传感器子系统
负责采集边坡的位移、倾斜、压力 等数据，是整个监测系统的核心部
分。
数据采集与传输子系统
将传感器采集的数据进行预处理， 并通过无线或有线方式传输到数据
中心。
数据中心
集中处理和存储所有监测数据，提 供查询、分析、预警等功能。
边坡在线监测系统(“监测”相关文档)共28张
术
●输出信号：
指
1）RS-485接口，输出实时累计降雨量、分钟降雨量，小时降雨量，年降雨量等；
标
2）脉冲接口，0.2mm降雨量继电器输出触点接通一次；
●电源电压：12VDC（-5%～+25%）
●工作环境温度： 0～+50℃；
●工作环境湿度：≤95%RH（40℃）；
●体积（直径×高）：111×104mm。
2）相关软件的研发及销售
3）相关自动化监测项目的系统集成服务。 桥梁在线监测、水库大坝在线监测、地质灾害在线监测、隧道变形在线监测、
尾矿库在线监测、井下六大系统监测、路基在线监测、地铁及周边建筑沉降在线 监测边坡在线监测等众多领域。
●公司资质
项目背景
●概述
近年来，我国地质灾害发生频繁。根据中国相关地质灾害调查数据，2006年发生地质灾害 102804起，其中滑坡占87%；2007发生25364，其中滑坡占61%； 年以后的几年，由于气候异常 等原因，滑坡灾害更是每年都有增无减。其每年造成的经济损失高达数十亿元，造成的人员伤亡高 达数百人。 因此，做好地质灾害监测和预警，特别是滑坡体的监测和预警，对于有效减少直接经 济损失和人员伤亡显得尤为重要。
边坡安全自动化监测解决方案
1边坡监测的重要性边坡的安全与否关乎国家与百姓利益和安全，边坡出现安全隐患将造成人民财产的巨大损失,为确保边坡能够更好的发挥社会效益与经济效益，边坡的安全管理工作非常重要，必须对边坡的安全进行实时监测，随时掌控边坡的实时动态，同时也为边坡的维护提供有效依据，保障边坡的安全，就是保障国家与人民的安全。
2边坡安全监测系统边坡安全监测系统主要有以下几部分组成：1、数据感知部分：各监测指标各类型智能传感器；2、数据采集部分：自动化采集系统；3、数据传输部分：有线/无线；4、控制分析部分：监控中心软件，数据显示平台系统功能：1、实现对边坡重要数据的实时采集、传输、计算、分析；2、直观显示各项监测数据，监测数据的历史变化过程及当前状态；3、一旦出现紧急情况，系统能及时发出预警信息；4、可实现安全监测信息的多级共享；5、可实现安全预警信息的发布。
边坡监测内容与设备选择，表面位移监测：GPS接收机、静力水准仪；内部位移监测：固定测斜仪、多点位移计；渗流量监测：渗压计、土壤墒情仪；降雨量监测：雨量计；裂缝监测：测缝计；支护结构监测：应变计、钢筋计、土压力计。
3边坡安全监测仪器设备ELT-15X型斜坡倾斜仪（智能）VWP型振弦式渗压计（智能）VWD-J型振弦式测缝计（智能）GN-1B型固定式测斜仪（智能）MCU-32自动测量单元GDA1602(4)单点采集模块南京葛南实业有限公司创建于1998年，是专业从事岩土工程安全监测仪器及系统的研发、生产、销售、服务的高科技型企业。
公司智能振弦式传感器及自动化采集系统在国内处于领先水准，产品出口16个国家和地区，应用在2000多个水电站、大型桥梁及军事工程。
公司始终注重新技术的研发投入和应用转化，致力于向客户提供承载最新技术、精准优质的仪器设备。
公司现有产品十五大类二百多个品种：应变、应力、水位、压力、位移、温度、倾斜、沉降、标定设备、电缆及附件、测量仪表、自动测量单元、单点采集模块、水雨情监测、软件及云平台。
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边坡安全自动化监测系统
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公司积极引进国外先进测试技术，同时与国内各高校、各知名科研机构建立长期合作关系，依托其科研力量，致力于各类测试仪器的本土化。
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公司理念：引进国外先进技术，推广国内优秀科研成果，服务中国社会可持续发展。
公司目标：追求卓越产品提供优质服务打造全球知名TS 品牌
公司文化：诚实守信专业高效创新进取合作共赢
业务领域：聚焦于土木工程、低碳节能、生态环境、海洋河流、地质矿产、工业电力、科
学研究领域，致力于成为高科技测试仪器全面解决方案领导者
解决方案：建筑工程、房屋鉴定、交通工程、铁道工程、水利工程、人防工程、公安消防、
环境保护、地质勘查、电力维护、工业控制、国土资源
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