中海達(dá)邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)視區(qū)域高精度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及滑坡預(yù)警

隨著露天礦山開采活動(dòng)向深部推進(jìn)，會(huì)形成人為的高大邊坡，對(duì)露天礦的安全生產(chǎn)存在威脅。邊坡一旦滑坡直接導(dǎo)致附近工作的人員與設(shè)備受到傷害，對(duì)露天礦造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此，先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段是礦山邊坡預(yù)防和治理的有力保障。

項(xiàng)目背景

紫金龍興項(xiàng)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(guó)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(wù)實(shí)合作的大項(xiàng)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(xiǎn)人員、設(shè)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(xiàng)目單位決定采用監(jiān)測(cè)精度更高、安裝方便、監(jiān)測(cè)范圍廣的邊坡監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)礦區(qū)。

痛點(diǎn)分析

該項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)內(nèi)容主要為礦井表面的實(shí)時(shí)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(shí)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(cè)手段均存在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，傳統(tǒng)的全站儀、靜力水準(zhǔn)等傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段需要架設(shè)在穩(wěn)定的邊坡表面，對(duì)于持續(xù)實(shí)時(shí)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(cè)系統(tǒng)多采用太陽(yáng)能供電，這對(duì)地處氣候相對(duì)寒冷的克孜勒－塔什特克多金屬礦來說，要保證充足的太陽(yáng)能供電也比較困難。

實(shí)施方案

憑借優(yōu)秀的產(chǎn)品性能和技術(shù)服務(wù)，中海達(dá)成為本次監(jiān)測(cè)預(yù)警項(xiàng)目的合作伙伴。中海達(dá)邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種非接觸式監(jiān)測(cè)手段，利用雷達(dá)波束對(duì)礦區(qū)的邊坡巖體進(jìn)行全天時(shí)全天候的連續(xù)、反復(fù)、大范圍測(cè)量掃描，通過形變監(jiān)測(cè)分析軟件將掃描的亞毫米級(jí)位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和之前的模型數(shù)據(jù)做對(duì)比分析，以確定形變位移程度，然后計(jì)算位移變化速度，從而對(duì)邊坡位移的未來走勢(shì)可以進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

作業(yè)過程

攜帶中海達(dá)邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)抵達(dá)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)后，技術(shù)人員通過現(xiàn)場(chǎng)勘察確定雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的安裝位置，以確保雷達(dá)波能全面覆蓋被監(jiān)測(cè)區(qū)域。經(jīng)過勘察，雷達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置選擇在被監(jiān)測(cè)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(dá)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(cè)點(diǎn)搭建小屋安裝雷達(dá)主機(jī)。由于雷達(dá)主機(jī)采用一體化設(shè)計(jì)、體積小、重量輕，技術(shù)人員高效完成了雷達(dá)主機(jī)的安裝。雷達(dá)主機(jī)通電后，技術(shù)人員要做的是設(shè)置形變監(jiān)測(cè)雷達(dá)數(shù)據(jù)采集軟件各項(xiàng)參數(shù)，確保中海達(dá)邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)后能正常運(yùn)行，以生成監(jiān)測(cè)區(qū)域三維模型報(bào)告。

在生成的三維模型報(bào)告界面上，對(duì)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(biāo)明了不同顏色對(duì)應(yīng)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(shí)了解邊坡變形動(dòng)態(tài)。監(jiān)測(cè)結(jié)果達(dá)到顏色報(bào)警閾值時(shí)，會(huì)通過軟件紅燈閃爍或者短信進(jìn)行預(yù)警告警。

同時(shí)，監(jiān)測(cè)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(bào)告，可讓操作人員準(zhǔn)確預(yù)測(cè)邊坡位移的未來走勢(shì)。

項(xiàng)目總結(jié)

由于本項(xiàng)目是針對(duì)正常作業(yè)的礦區(qū)做實(shí)時(shí)的邊坡監(jiān)測(cè)，通過對(duì)比傳統(tǒng)人工巡檢和GNSS在線監(jiān)測(cè)，邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)擁有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

首先邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)精度高。通過電子掃描，系統(tǒng)最快每30秒獲取一幅觀測(cè)場(chǎng)景位移圖像，且每幅位移圖像可獲取百萬量級(jí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)精度可達(dá)到0.1毫米；其次邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安全系數(shù)高。系統(tǒng)采用非接觸式測(cè)量，在形變區(qū)域的對(duì)面架設(shè)雷達(dá)進(jìn)行大范圍遠(yuǎn)程掃描，無需任何定標(biāo)物或架設(shè)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(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝方便、成本低。系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì)，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(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全天候監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)采用的雷達(dá)技術(shù)不受白天黑夜影響，能有效保證系統(tǒng)24小時(shí)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)。

綜上所述，邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于對(duì)山體、礦體、壩體等區(qū)域的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)與應(yīng)急監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)視區(qū)域全天時(shí)、全天候、非接觸、高精度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及滑坡預(yù)警，為人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)筑堅(jiān)強(qiáng)屏障。