露天矿边坡稳定性雷达监测技术

露天矿边坡稳定性监测与滑坡应急处理

露天矿边坡稳定性监测与滑坡应急处理露天矿边坡的稳定性是一个重要的安全问题，在矿山开展工作过程中需要经常进行监测和应急处理。

本文将介绍露天矿边坡稳定性的监测方法和滑坡应急处理方案。

一、边坡稳定性监测边坡稳定性监测是预防和控制滑坡发生的重要手段。

下面将介绍几种常见的边坡稳定性监测方法。

1. 定点观测法定点观测法是在固定的监测点上进行边坡的定期观测和测量，通过对比观测数据的变化，来判断边坡的稳定性。

常用的监测指标包括位移、裂缝变形等。

2. 动态监测法动态监测法利用连续测量设备对边坡进行实时监测。

通过安装位移仪、压力计、倾角计等设备，可以实时记录边坡的变化情况，并进行数据分析，早期发现边坡的不稳定性。

3. 遥感监测法遥感监测法利用卫星遥感技术或无人机航拍技术，对矿山边坡进行大范围的监测。

通过对边坡影像数据的分析和比对，可以获取边坡的变形情况，及时预警滑坡的发生。

二、滑坡应急处理方案当边坡出现不稳定迹象或滑坡发生时，需要及时采取应急处理措施，以保障人员和设备的安全。

下面将介绍几种常见的滑坡应急处理方案。

1. 避免人员和设备伤亡在滑坡发生后，首要任务是确保人员和设备的安全。

及时疏散人员、撤离设备，并封锁滑坡区域，防止二次灾害的发生。

2. 减轻滑坡影响通过加固边坡、减轻坡体荷载等工程措施，以及疏浚排水系统，降低坡体的含水量，减轻滑坡的影响。

3. 治理滑坡体滑坡体的治理是重要的任务。

可以采用除险加固、爆破抛填、挡土墙修复等手段，对滑坡体进行修复和加固，恢复边坡的稳定性。

4. 加强监测与预警在应急处理过程中，需要持续加强对边坡的监测和预警。

及时跟踪边坡的变化情况，预测滑坡的发生可能性，并采取措施避免次生灾害。

结语露天矿边坡稳定性的监测与应急处理是矿山安全工作的重要环节，通过合理选择监测方法和灵活应用应急处理方案，可以保障人员和设备的安全，减少矿山事故的发生概率。

同时，还需要持续加强矿山安全管理，提高事前预防和应急处理的能力，为矿山的可持续发展提供有力保障。

边坡雷达(SSR)介绍

一、边坡雷达介绍边坡雷达（SSR）是一套用于露天矿区的边坡稳定性测量和监测的设备。

其主要作用是采集数据，并通过无线网络系统将数据传输到监测点计算机，最终在监测点计算机或者办公室终端计算机上显示边坡变形数据及设置报警。

使地质工程师和矿区作业人员有信心地跟踪边坡变形情况，并可在优化安全性和生产效率时实施风险管理。

边坡雷达可以沿整个岩壁表面并无需与岩壁发生任何接触，进行连续的，次毫米级精度测量。

而且该系统的测量绝大部分不受雨水、灰尘或烟雾的影响。

可以保证露天矿山的安全生产及经济效益和生产的连续性，达到对边坡进行实时监测并及时预报可能发生的滑坡、避免生命财产安全事故的目标。

该系统应用了澳大利亚GroundProbe公司开发的软件SSRViewer Suite 4，用以显示和监测岩壁的运动过程。

SSRViewer Suite 4软件采用一套独特的方法来监测岩壁形变和设置报警，使系统与紧急工作程序完全融为一体。

图1-1 边坡雷达在矿坑中的应用二、边坡雷达组成边坡雷达由硬件及软件两部分构成。

硬件由远区域电源（RAPS）、显示器（Display Unit）、计算机电子箱（CEB）、雷达电子箱（REB）、盘子（Dish）、天线（Feed horn）和拖车（Trailer）等组成（如图2-1）。

软件主要为SSRViewer Suite 4，其中又包括了SSRControl、SSRViewer、Elink、Wall Starter Wizard、VNC、Web Upload等。

图2-1 边坡雷达硬件组成下面介绍边坡雷达几种主要部件：1、远区域电源边坡雷达系统提供了一套保证长时间稳定供电的备用电源（远区域电源），借助于柴油发动机的动力，为整个系统提供了持续的12V直流电源。

远区域电源如图2-2所示。

图2-2 远区域电源2、显示器显示器的作用是联系工作人员和边坡雷达系统的沟通。

备用电源如图2-3所示。

图2-3 显示器3、CEB和REB（计算机电子箱和雷达电子箱）CEB（计算机电子箱）为边坡雷达系统提供计算机控制。

雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用

雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用摘要：自21世纪以来我国对大型凿岩及装运设备进行了大力研发和应用，露天采矿技术得到了迅速发展，露天矿山的规模和效率得到了空前提高。

随着露天矿山开采深度的不断增加，边坡逐渐变高变陡，最终形成了大量的高陡边坡。

基于此，本篇文章对雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用进行研究，以供相关人士参考。

关键词：雷达技术；露天矿；边坡监测预警；应用引言近年来，随着露天矿边坡监测预警技术的迅速发展和各种型号边坡雷达的广泛使用，MSＲ真实孔径边坡雷达已经得到越来越多的市场应用和认可。

MSＲ边坡雷达预警系统相比其他传统的监测方法，有着监测精度高、安装方便、监测范围广等优势特点。

不仅能够为露天矿边坡监测体系建设提供理论基础，而且能够有效提升矿区开采安全性，促进我国矿业的发展。

一、露天矿概述既然我们要分析采场和排土场边坡稳定性的灾害预警技术，那么首先要对施工情况进行一定的探索，在采场和排土场的边坡稳定性进行分析的过程中以及相关灾害预警技术使用的过程中，我们一定要明确露天矿的具体概念以及露天矿的实际情况。

在我国大多数地区露天矿所面临的情况都是比较复杂的，主要是由于地理位置以及交通情况，人文因素等等所产生的影响，使得露天矿会存在着一定的危险因素。

而近些年来由于技术水平不断提高以及灾害预警技术的不断提高，露天矿的安全等级已经在不断地提高，不会出现传统意义上的大面积灾难，也不会给人们造成很严重的生命安全威胁。

在露天矿进行施工的过程中采场和排土场发挥着重要的作用，采场是进行挖矿以及矿石堆积的重要地点，而采场所形成的边坡问题也是比较多的，如何更好地分析其受力情况，如何更好地提高其安全等级，这些都是对财产进行改进过程中需要重点考虑的问题，而排土场主要是堆放一些废料，由于长期的工作所产生的问题也是比较多的，排土场逐渐地增高，问题也日渐地凸显出来。

二、边坡监测技术选择目前国内各大中型露天矿山应用比较多的边坡监测技术手段主要有GPS技术、GNSS技术及雷达技术等。

雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用张文强

雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用张文强发布时间：2021-05-20T10:18:48.117Z 来源：《基层建设》2020年第31期作者：张文强[导读] 摘要：自21世纪以来我国对大型凿岩及装运设备进行了大力研发和应用，露天采矿技术得到了迅速发展，露天矿山的规模和效率得到了空前提高。

山东联创矿业设计有限公司山东济南 250101摘要：自21世纪以来我国对大型凿岩及装运设备进行了大力研发和应用，露天采矿技术得到了迅速发展，露天矿山的规模和效率得到了空前提高。

随着露天矿山开采深度的不断增加，边坡逐渐变高变陡，最终形成了大量的高陡边坡。

由于受地质构造、地下水流、大气降水及爆破震动等因素影响，高陡边坡的稳定性极易发生突变。

一旦出现边坡失稳，会大幅增加片帮、滑坡等地质灾害的发生概率，严重威胁露天矿山的安全生产。

边坡稳定性问题一直是露天矿山安全生产的重大难题，也是最复杂的科学研究课题之一。

边坡稳定与否，是直接关系到露天矿山能否正常生产的重要前提，因此，有必要进行专门的边坡安全评价工程。

为了对边坡稳定性问题进行有效的风险管控，国内各大中型露天矿山纷纷启动了地质环境治理工程。

关键词：雷达技术；滑坡；监测；预警引言我国露天矿煤炭产量不断提高，生产规模不断扩大，相伴而来的是诸如片帮、崩塌、泥石流、地裂缝等露天矿边坡地面灾害的频繁发生，这些灾害不但影响了矿山的正常生产，而且对矿山工作人员安全构成了严重的威胁。

据不完全统计，目前我国各类露天矿山中有40%存在不同程度的边坡安全隐患。

随着露天矿开采深度的持续增加，边坡角度不断变陡，地应力释放不断加大，露天矿边坡安全形势变得非常严峻，对其进行三维形变监测是当前的技术重点和难点。

然而，“智慧矿山”对露天矿边坡地表三维形变监测精度和时空分辨率的要求越来越高，常规的形变监测技术无法满足高精度、高时空分辨率的三维形变监测需求，更无法实现露天矿边坡地表三维形变信息的实时连续非接触式测量。

边坡雷达(SSR)介绍

一、边坡雷达介绍边坡雷达（SSR）是一套用于露天矿区的边坡稳定性测量和监测的设备。

其主要作用是采集数据，并通过无线网络系统将数据传输到监测点计算机，最终在监测点计算机或者办公室终端计算机上显示边坡变形数据及设置报警。

使地质工程师和矿区作业人员有信心地跟踪边坡变形情况，并可在优化安全性和生产效率时实施风险管理。

边坡雷达可以沿整个岩壁表面并无需与岩壁发生任何接触，进行连续的，次毫米级精度测量。

而且该系统的测量绝大部分不受雨水、灰尘或烟雾的影响。

可以保证露天矿山的安全生产及经济效益和生产的连续性，达到对边坡进行实时监测并及时预报可能发生的滑坡、避免生命财产安全事故的目标。

该系统应用了澳大利亚GroundProbe公司开发的软件SSRViewer Suite 4，用以显示和监测岩壁的运动过程。

SSRViewer Suite 4软件采用一套独特的方法来监测岩壁形变和设置报警，使系统与紧急工作程序完全融为一体。

图1-1 边坡雷达在矿坑中的应用二、边坡雷达组成边坡雷达由硬件及软件两部分构成。

硬件由远区域电源（RAPS）、显示器（Display Unit）、计算机电子箱（CEB）、雷达电子箱（REB）、盘子（Dish）、天线（Feed horn）和拖车（Trailer）等组成（如图2-1）。

软件主要为SSRViewer Suite 4，其中又包括了SSRControl、SSRViewer、Elink、Wall Starter Wizard、VNC、Web Upload等。

图2-1 边坡雷达硬件组成下面介绍边坡雷达几种主要部件：1、远区域电源边坡雷达系统提供了一套保证长时间稳定供电的备用电源（远区域电源），借助于柴油发动机的动力，为整个系统提供了持续的12V直流电源。

远区域电源如图2-2所示。

图2-2 远区域电源2、显示器显示器的作用是联系工作人员和边坡雷达系统的沟通。

备用电源如图2-3所示。

图2-3 显示器3、CEB和REB（计算机电子箱和雷达电子箱）CEB（计算机电子箱）为边坡雷达系统提供计算机控制。

露天矿滑坡体的探地雷达检测技术

关键词：露天矿山；台阶边坡；滑坡；探地雷达检测
中图分类号：TD824. 73
文献标志码：A
GPR detection of open-pit landslide
WANG Yong-qiang，CAO Zhu，TAN Qin-wen，WU Zhi-tao
（ School of Environment and Resource，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China）
滑坡后通常伴随有大量裂缝，在滑坡体的顶部因拉应力形成张裂隙，趾部形成鼓张裂缝，两侧为羽状裂缝，在滑坡体的内部因土体运动则出现较多裂隙。滑坡体底部的滑动面因受较强挤压和剪切力作用，土层的含水量和矿化度增高［5］，从而使滑面的介电常
数与导电率相对于上下介质差异变大，形成较强电磁波反射面。
本文以某露天矿滑坡为研究对象，提出用地质雷达对露天矿山边坡进行无损探测，查清边坡或滑坡体内部的地质构造及缺陷情况，从而为分析滑坡成因和滑坡防治提供更为具体和针对性的基础数据资料。
1 地质雷达探测边坡的机理分析
1. 1 地质雷达的探测原理地质雷达的工作原理是用无载波高速脉冲作为
探测地下目标的信号源，其脉冲参数因目标探测要求而定。用宽带天线将高速脉冲转换成脉冲电磁波进行辐射，一部分经发射天线直接到达接收天线形成直达波，可用作地下目标深度的参考；一部分进入地下传播，当遇到地下目标或不同媒质界面时产生反射，反射的电磁波经地表到接收天线形成反射波，反射波相对地表反射的直达波出现的时间是电磁波从地表到目标再从目标到地表传播所需的时间。当电磁波在地下传播的速度已知时，即可求出地下目标或地下界面的深度，并且反射波带有地下目标和地下媒质的性质信息，对反射波进行分析，可以确定地下目标的性质。当发射天线和接收天线在地表的相对位置固定，而共同移动时可以得到一组反射信息，从而发现地下目标。由于电磁波在不同电性，不同形态的介质中传播时，其路径、强度、波形均随之变化，因而可根据测得的波的传播时间、幅度、相位、波形来判断介质的结构与深度。 1. 2 雷达探测矿山滑坡的可行性分析

雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用

ＳｅｒｉａｌＮｏ．６２０Ｄｅｃｅｍｂｅｒ．２０２０现　代　矿　业ＭＯＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ总第６２０期２０２０年１２月第１２期国家重点研发计划资助项目：矿山环境地质灾害协同监测预警技术与装备（编号：２０１７ＹＦＣ１５０３１０３）；国家重点研发计划资助项目：露天矿超高边坡滑坡灾变机理与防控技术（编号：２０１６ＹＦＣ０８０１６０２）。

王立文（１９８９—），男，工程师，１１３１２２辽宁省抚顺市经济开发区滨河路１１号。

雷达技术在露天矿边坡监测预警中的应用王立文１，２　韦忠跟１，２　袁英杰３（１．煤矿安全技术国家重点实验室；２．煤科集团沈阳研究院有限公司；３．马钢（集团）控股有限公司南山矿业公司）摘　要　为了保证露天矿地质环境治理及残矿回收工程的安全实施，避免边坡发生片帮、滑坡等地质灾害而造成人员生命及设备财产损失，凹山铁矿采用雷达技术，构建一套边坡稳定性监测预警系统。

该系统可以对凹山铁矿的高陡边坡进行２４ｈ不间断监测扫描，通过边坡雷达的位移云图、位移曲线及速度曲线快速识别出潜在的不稳定区域，依据滑坡历时位移曲线，预测未来一段时间内不稳定区域的变形演化趋势，实时掌握边坡的动态情况。

当不稳定区域出现加速变形并达到预警阈值时，系统及时发出临滑预警，人员及设备撤离，有效保障凹山铁矿的安全生产。

雷达技术不仅可以对高陡边坡的异常变形进行准确预测、预报，也可以为凹山铁矿编制突发地质灾害应急预案及制定残矿回收开采计划提供技术支持和决策参考。

关键词　雷达技术　滑坡　监测　预警ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４６０８２．２０２０．１２．０４４自２１世纪以来我国对大型凿岩及装运设备进行了大力研发和应用，露天采矿技术得到了迅速发展，露天矿山的规模和效率得到了空前提高。

随着露天矿山开采深度的不断增加，边坡逐渐变高变陡，最终形成了大量的高陡边坡。

由于受地质构造、地下水流、大气降水及爆破震动等因素影响，高陡边坡的稳定性极易发生突变。

雷达技术在露天矿边坡稳定性监测中的应用

利用雷达技术实现边坡稳定性监测，必须拥有
Байду номын сангаас
标，且不受雾、云和雨的阻挡，具有全天候、全天时的特点，并有一定的穿透能力。因此，它不仅成为军事
测的边坡区域时，雷达会对整个区域进行无缝扫描，这样就大大保证了监测质量。本文介绍了雷达技术应用在边坡稳定性监测
１引言露天矿边坡的稳定性监测是保障矿山安全生产的备受关注的安全问题。边坡问题较复杂，不同的方法从不同的角度进行研究．如离散元从离散的角度进行应力位移计算；极限平衡仅从变形破坏的极限状态进行分析等。每种方法都有其局限性，因而，边坡稳定
准实时化、准动态化，可显著地提高监测效率。ＧＰＳ — ＲＴＫ的最大优点还表现在它没有通视要求ｆ即测量时不要求基站接收机与流动接收机相互看得见１，从
而克服了地形因素对测量过程的影响，因此可以完成
摘
要：采用雷达技术对边坡表面变形进行监测，通过对整个边坡表面进行连续的、高精度的位移变化
测量，达到监测边坡变形趋势及滑坡预警的目的。
关键词：雷达技术；边坡稳定性监测；边坡稳定性分析中图分类号：ＴＤ８２４．７文献标识码：Ｂ文章编号：１６７１— ９８１６（２０１３）０４ —００４５— ０３

边坡雷达(SSR)介绍

一、边坡雷达介绍边坡雷达（SSR）是一套用于露天矿区的边坡稳定性测量和监测的设备。

其主要作用是采集数据，并通过无线网络系统将数据传输到监测点计算机，最终在监测点计算机或者办公室终端计算机上显示边坡变形数据及设置报警。

使地质工程师和矿区作业人员有信心地跟踪边坡变形情况，并可在优化安全性和生产效率时实施风险管理。

边坡雷达可以沿整个岩壁表面并无需与岩壁发生任何接触，进行连续的，次毫米级精度测量。

而且该系统的测量绝大部分不受雨水、灰尘或烟雾的影响。

可以保证露天矿山的安全生产及经济效益和生产的连续性，达到对边坡进行实时监测并及时预报可能发生的滑坡、避免生命财产安全事故的目标。

该系统应用了澳大利亚GroundProbe公司开发的软件SSRViewer Suite 4，用以显示和监测岩壁的运动过程。

SSRViewer Suite 4软件采用一套独特的方法来监测岩壁形变和设置报警，使系统与紧急工作程序完全融为一体。

图1-1 边坡雷达在矿坑中的应用二、边坡雷达组成边坡雷达由硬件及软件两部分构成。

硬件由远区域电源（RAPS）、显示器（Display Unit）、计算机电子箱（CEB）、雷达电子箱（REB）、盘子（Dish）、天线（Feed horn）和拖车（Trailer）等组成（如图2-1）。

软件主要为SSRViewer Suite 4，其中又包括了SSRControl、SSRViewer、Elink、Wall Starter Wizard、VNC、Web Upload等。

图2-1 边坡雷达硬件组成下面介绍边坡雷达几种主要部件：1、远区域电源边坡雷达系统提供了一套保证长时间稳定供电的备用电源（远区域电源），借助于柴油发动机的动力，为整个系统提供了持续的12V直流电源。

远区域电源如图2-2所示。

图2-2 远区域电源2、显示器显示器的作用是联系工作人员和边坡雷达系统的沟通。

备用电源如图2-3所示。

图2-3 显示器3、CEB和REB（计算机电子箱和雷达电子箱）CEB（计算机电子箱）为边坡雷达系统提供计算机控制。

科技成果——露天煤矿边坡合成孔径雷达监测预警系统

科技成果——露天煤矿边坡合成孔径雷达监测
预警系统
技术开发单位
中国安全生产科学研究院
适用范围
适用于我国露天煤矿采场边坡、排土场边坡的安全监测预警，采用合成孔径雷达监测技术，可对边坡进行大范围、远距离、高精度遥感监测，发现滑坡隐患，提前预警，不受边坡高度、地质条件变化等情况影响，不受雨、雾等恶劣天气干扰，能有效防范露天煤矿重大滑坡事故。

成果简介
（1）采用合成孔径雷达零基线差分干涉原理，监测边坡位移速度变化趋势，并据此触发滑坡预警；
（2）通过遥感非接触监测方式快速获取数据，最大监测距离5km，数据采集间隔短；
（3）具有高精度和高分辨率，精度0.1mm，距离向分辨率30cm，对边坡面域进行网格化，获取百万量级监测数据；
（4）满足IP65防护要求，实现全天时、全天候无人值守持续稳定监测；
（5）采用点和面相结合方式进行分级预警，滑坡预测准确率提高20%以上；
（6）融合全站仪、GNSS等多传感器数据，开发云平台系统，支
持远程专家会诊和实景三维展示，可自动生成变形曲线和数据报表。

应用情况
自2016年5月推广以来，在全国部署40余台设备，累积运行超过6万小时，已在神华准能集团黑岱沟露天煤矿、中煤平朔集团安家岭露天煤矿、广东省大宝山矿业有限公司露天矿、首钢矿业公司水厂铁矿、包钢集团白云鄂博铁矿等10多家露天矿山应用。

该系统为露天煤矿安全开采提供了技术支撑，提高开采效率，减轻露天煤矿边坡监测工作量，解放地测部门人力。