江西某石灰石矿边坡自动化监测

1. 项目简介

该矿为露天矿山，开采矿种为水泥用石灰岩，许可生产规模200万t/a，矿区面积为1.2264km2，许可开采深度为+422m～+250m。矿区地形为东西一北东东向带状分布，北高南低，北部为由浅变质岩系组成的中低山区，海拔高度250～469m，东部为由浅变质岩系构成的波状起伏的丘陵山地，高度l50～190m，南部为狭长的冲积盆地，高度58～65m，西部为矿区长垣状地形的延伸部位，是江西万年青水泥股份有限公司石灰石矿矿区的所在地。矿体大部分裸露地表。当地侵蚀基准面标高为+60m，历史最高洪水位+61.5m。

根据《建设项目安全设施“三同时”监督管理办法》（国家安全生产监督管理总局第36号令颁布（第77号令修改）的要求，矿山于2009年委托江西赣安安全生产科学技术咨询服务中心编制了《某公司万年水泥厂200万t/a石灰石矿山工程安全预评价报告》，2010年6月矿山委托江西省冶金设计院编制了《某公司石灰石矿露天开采初步设计及安全专篇》，2011年11月委托江西矿安安全生产科学技术咨询中心有限公司编制了《某公司石灰石矿安全验收评价报告》，于2020年7月委托江西省冶金设计院有限责任公司编制了《某公司石灰石矿台阶高度调整及取消设置排土场复核报告》，将台阶高度调整为15m，取消了排土场设置。

2. 监测目的

此次边坡在线监测设计，主要针对现状边坡进行设计。

在线监测系统主要依据《金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范》（AQ/T2063-2018），并参照国内外露天矿山边坡安全监测和管理的成 果与经验，确定江西万年青水泥股份有限公司鹅岭石灰石矿边坡在线安全监测系统设计的原则，建成一套具有可靠性、高效性、适宜性、兼容性和灵活性的露天矿山采场边坡在线安全监测系统。

（1）可靠性

监测系统从硬件平台到系统都具备很强的可靠性。这就要求系统从总体结构的设计上、硬件/软件平台的选型上、应用系统的开发上都要做到安全可靠，使系统在多种环境下正常可靠的运行。

1）运用服务器数据分析和数据挖掘功能，构造一个可以自动采集数据、 整编资料、图形/图像库信息、模型库信息、分析/算法库信息和用户的操作信息集成一体，保证了数据的统一性和完整性。

2）在监测预警软件系统的开发中，充分考虑系统的智能化。系统提供 错误代理，使得系统即使在出错的状态下，也能安全可靠的运行，并可以安全恢复到系统的正确状态。

3）在线监测预警软件系统按照标准的软件工程的模式开发（采用 B/S方式）。

（2）高效性

监测系统所获取的采集数据需要有足够的准确性和时效性。

1）所有边坡安全监测手段全部采取高度自动化的数据采集设计，减少人工操作，提高监测系统的高效性。

2）表面位移监测、视频监测以及现有的部分监测手段通过电缆或太阳能供电的方式，实现 24 小时全天候不间断监测，为提供不间断监测数据提供保障，保障监测数据的时效性。

3）各监测传感器可通过光纤等无线网络和无线网络，实现数据实时传输，避免无法及时获取边坡监测数据，保障应急准备工作在事发前完成，提高应急准备的高效性。

4）监测数据云端实时处理，并统一集中到监测预警平台，可实现实时 可视化显示监测数据，保障监测数据的高效性，确保监测数据及时准确的呈现在用户面前。

（3）适宜性

对矿山不同开采阶段、不同分区提供适宜性监测方案设计。

1）根据开采边坡不同开采阶段，充分调研和了解实际情况，结合在线监测系统的设计情况，实时安装相关设备。

2）矿山采用自上而下的开采方式，形成台阶后即安装监测设备，安装时要采取设备的防护措施，重点监测存在开采活动的边坡，结合实际情况优化边坡监测方案，提高监测方案的适宜性。

3）根据实际情况，充分了解实际边坡现状并计算相应的安全监测等级，可针对性地对监测方案进行适应性调整和优化。

4）达到终了时按设计图纸进行调整。

（4）兼容性

监测预警软件安装简单、操作方便，满足不同用户的不同需求。

1）在系统开发时，充分了解不同类型露天矿山安全生产在线监测全面业务需求，做到功能的兼容性和全面性。

2）做好本系统对各种对象不同需要的服务的详细设计，做好系统的接口和界面的设计，保证接口的兼容性。

3）在用户界面上提供多种情况的用户自定义参数设置等。

4）充分考虑系统开发策略，应用系统保证留有良好的扩展接口，便于将来增加监测项目和采用更先进的软件开发技术来扩展系统。

5）网络平台、软件平台和应用系统做到硬件无关性，方便系统升级。

（5）灵活性随着边坡监测技术的不断深入发展，以及采场边坡的加高，系统要求可以扩展、升级以及简化。

1）在设计和开发过程中，充分考虑系统的可扩充性，即全面考虑需求、对象、服务、接口等。

2）提供可变化的参数和二次开发的接口。

3）提供今后监测点和监测项增多的接口。

4）根据实际情况可增。

3. 点位布设

根据《金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范》AQT 2063-2018，具体规定如下：

（1）表面位移监测

①表面位移监测包括水平位移和竖向位移。

②监测基点设置应不少于3个，且设在稳定区域内。

③采用接触时位移监测方法时，应符合下列规定：

a. 测点应与边坡牢固结合；

b. 表面水平位移及垂直位移监测，应共用一个测点；

c. 沿主滑方向及滑动面范围选取典型断面布置测线，再按测线布置相应监测点；

d. 测线水平间距不大于100m，测点垂直间距不大于50m；

e. 未开采至最终边坡时，应在采场边坡上设置临时监测点；

f. 长期性表面位移点底座埋入的深度不小于1.0m，冰冻区应埋入冰冻层以下0.5m；

g. 对于岩质边坡，水平位移监测相邻点位中误差不大于6mm，垂直位移监测高程中误差不大于3mm；

h. 对于土质边坡，水平位移监测相邻点位中误差不大于12mm，垂直位移监测高程中误差不大于10mm；

采用非接触式位移监测方法时，应覆盖需监测的采场边坡分区，监测结果误差不大于6mm，有效监测点水平、垂直间距均不大于50m。

（2）降雨量监测

①露天矿山企业应进行根据降雨量监测结果结合天气预报对灾害天气进行预警。

②安全监测等级为一、二、三级采场边坡的露天矿山企业，应建立雨量监测系统。雨量监测系统应能够实时显示降雨量，统计日降雨量、月降雨量和年降雨量，并生成报表。

③雨量监测方法按照SL21要求，允许误差不大于0.1mm。

（3）视频监控

①应对采场边坡进行宏观视频监控，监控范围应覆盖主要坡面。

②视频监控图像质量的指标应符合GB 50198的规定。

③视频监控的功能与设计、设备选型与设置、传输方式、供电等应符合GB 50395的规定。

④视频监控应支持按摄像机编号、时间、事件等信息对监控图像进行备份、查询、回放。

视频监控应具有夜视功能或配备辅助照明装置。

4. 测点统计

5. 现场图片

6. 岩创可视化平台数据展示 

本项目通过岩创可视化云平台观查数据，根据设置报警值，数据变化达到预警值时通过短信、电话等方式及时通知，提供有效预警，提高了矿山边坡管理的效率和安全性，构建一个全面的安全监测体系；同时还促进了绿色矿山建设，通过减少生态破坏和环境污染，推动矿业行业的绿色低碳循环发展；我们将持续创新，以提供更有力的技术保障。