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露天礦邊坡自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)探討

時間:2022-10-09 11:30:12

導(dǎo)語:在露天礦邊坡自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)探討的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

露天礦邊坡自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)探討

邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)自動計算、生成數(shù)據(jù)成果表,反映監(jiān)測點在某周期內(nèi)的三維坐標方向上的變形量。在自動化監(jiān)測系統(tǒng)的軟件中可預(yù)設(shè)“閥值”,如監(jiān)測到數(shù)據(jù)超限,系統(tǒng)會自動預(yù)警。但因邊坡地質(zhì)力學(xué)結(jié)構(gòu)迥異,滑坡臨界點也各不相同;某些邊坡有可能超限“規(guī)范閥值”,卻仍然安全;某些邊坡有可能未達“規(guī)范閥值”,卻已形成滑坡[2]。在日常生產(chǎn)中,“閥值”警醒管理人員,及時檢查分析數(shù)據(jù)異常。要研判邊坡的穩(wěn)定性,變形過程至關(guān)重要,這需要對監(jiān)測數(shù)據(jù)細化、深入分析。通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本,找出變形數(shù)據(jù)異常點;深入挖掘、細化分析異常點監(jiān)測數(shù)據(jù),以時間節(jié)點為橫軸、變形速率和累計變形量為縱軸,繪制變形曲線圖,解析變形過程;關(guān)聯(lián)分析異常變形與降雨量、生產(chǎn)擾動等外因潛在的關(guān)系,確定變形誘因;對比同監(jiān)測斷面、同監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個監(jiān)測點數(shù)據(jù)和曲線圖,分析變形范圍和規(guī)模[3]。再結(jié)合邊坡地質(zhì)和力學(xué)結(jié)構(gòu),預(yù)測邊坡變形未來發(fā)展趨勢,研判邊坡穩(wěn)定性,為預(yù)測預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。

1邊坡變形自動化監(jiān)測系統(tǒng)概要

露天礦邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)可看作用于變形監(jiān)測的物聯(lián)網(wǎng),布設(shè)在邊坡上的傳感器是感知層,傳輸數(shù)據(jù)的有線或無線網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)層,監(jiān)測監(jiān)控中心的計算機、監(jiān)測軟件、顯示和預(yù)警設(shè)施設(shè)備是應(yīng)用層。通常在邊坡上布設(shè)監(jiān)測應(yīng)力、應(yīng)變、環(huán)境變化的傳感器,監(jiān)測表面位移、深部位移、沉降、地下水位、裂縫、壓力、拉力、降雨量等多項數(shù)據(jù)指標,全天候地按預(yù)設(shè)的頻率采集的信號,再通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至計算機,安裝在計算機上的監(jiān)測軟件,對傳輸來的信號進行解譯,轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行解算、平差、分析,生成監(jiān)測數(shù)據(jù)日報、周報、月報等成果表,系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的授權(quán),主動分發(fā)監(jiān)測信息給相關(guān)技術(shù)人員和管理人員[4]。監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)通常設(shè)置每小時生成1期成果數(shù)據(jù),日積月累,數(shù)據(jù)量越來越大,可靠性也越來越高,可真實、完整地記錄每個監(jiān)測點的變形過程??刹町惢匕磦鞲衅黝愋汀⒈O(jiān)測點位置,設(shè)定累計變形量、變形速率的預(yù)警“閥值”。系統(tǒng)自動比對最新監(jiān)測值和預(yù)警“閥值”,如超限即按預(yù)設(shè)授權(quán)分級預(yù)警,監(jiān)測中心聲光報警器預(yù)警,同時以短信、微信等方式,發(fā)布預(yù)警信息到相關(guān)人員的智能手機。

2邊坡變形自動化監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用挖掘

雖然系統(tǒng)具有自動預(yù)警功能,但仍有必要對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行挖掘分析。每當(dāng)系統(tǒng)預(yù)警,需要快速分析監(jiān)測數(shù)據(jù),找出問題所在,為防災(zāi)減災(zāi)決策提供依據(jù)。如有地震發(fā)生,要及時分析監(jiān)測數(shù)據(jù),評估地震對邊坡的影響。每到重要施工節(jié)點,需要分析監(jiān)測數(shù)據(jù),輔助制定后續(xù)施工計劃。每個監(jiān)測周期,也要分析監(jiān)測數(shù)據(jù),編制監(jiān)測報告存檔備查[5]。在分析監(jiān)測數(shù)據(jù)時,通常先總體、后個體、再拓展關(guān)聯(lián),從監(jiān)測數(shù)據(jù)成果表中找出變形量大的異常監(jiān)測點,分析其變形過程、變形原因,再拓展分析其四鄰監(jiān)測點變形情況,以實現(xiàn)快速分析、重點分析、精準分析。要具體判斷滑坡的可能性,需要繪制監(jiān)測點變形量曲線圖、變形速率曲線圖、變形量與降雨量關(guān)聯(lián)分析圖、同斷面(或同區(qū)域)多個監(jiān)測點變形量對比曲線圖、變形速率對比曲線圖等,圖形和數(shù)據(jù)相結(jié)合,綜合分析[6]。

2.1解析變形過程

分析樣本數(shù)據(jù)中監(jiān)測點數(shù)據(jù)記錄,解析還原變形過程,提取蠕動變形、等速變形、加速變形、臨滑等不同變形破壞階段的數(shù)據(jù)特征和曲線圖特征,判斷監(jiān)測點當(dāng)前所處變形階段[7]。蠕動變形階段,數(shù)據(jù)無規(guī)律、小幅度變化,變化原因可能是測量精度、早中晚溫差、生產(chǎn)活動干擾等。各方向上的變形量較小,波動變化幅度也很小,曲線圖呈變動、回歸、無規(guī)律變化。由此可得各方向變形速率小幅波動變化,偶爾跳變又迅速回歸,長期貼近0值波動。結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)、變形量曲線和變形速率曲線分析研判,該監(jiān)測點所處區(qū)是穩(wěn)定的。

2.2變形誘因

在露天礦生產(chǎn)活動中,采場往深部開拓,排土場往高堆排,形成了較大的高低差,受到外部因素影響時,有可能會形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害[9]。降雨是發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的主要誘因之一,生產(chǎn)過程中的機械擾動、爆破振動、地震等也是誘因,當(dāng)擾動因素發(fā)生后,要及時分析數(shù)據(jù)、研判邊坡變形情況[10]。如圖4變形量與降雨量關(guān)聯(lián)圖,2021年7月25日礦區(qū)暴雨,短時間內(nèi)降雨量達到53.5mm,是變形加速的誘因。27、28日持續(xù)降雨,進一步影響邊坡的穩(wěn)定性,累計變形量不斷增加,導(dǎo)致2021年7月31日發(fā)生了局部垮塌。

2.3變形范圍和規(guī)模

①北幫雖然累計值均很小,但相較而言x方向的累計變形量較其它方向變形量大,北幫地形呈北高南低,具備從北往南滑移的現(xiàn)實條件,從監(jiān)測數(shù)據(jù)變化量來看,各監(jiān)測點變形趨勢基本一致,整體從北往南蠕動滑移;②排土場各監(jiān)測點累計變形量,y方向值比其它方向值大。排土場地形呈西高東低,具備從西往東滑移的客觀條件從數(shù)據(jù)來看,各監(jiān)測點存在幅度不一的自西向東的蠕動變形。由表1還可看出:從同處排土場區(qū)域的G1、G2、G3、G4、G5、G66個監(jiān)測點數(shù)據(jù)來看,各監(jiān)測點累計變形量存在明顯差異,排土場頂部堆排時間相對較短,位于頂部的G1、G32個監(jiān)測點累計變形量較大,經(jīng)分析因堆排時間較短、處于自穩(wěn)定期,屬于正常變形;G2監(jiān)測點各方向上的累計變形量都較小,其所在區(qū)域穩(wěn)定;G6監(jiān)測點所處區(qū)域堆排時間較久,變形量大,且呈加速變形趨勢,與其橫向相鄰的G4、縱向相鄰的G52個監(jiān)測點變形速率也較大,經(jīng)分析G6監(jiān)測點所在區(qū)域積水而導(dǎo)致變形;2021年7月26日后連續(xù)多日降雨,受雨水浸泡影響加速變形,各監(jiān)測點累計變形量差異較大,變形量較大的G4和G52個監(jiān)測點所在區(qū)域,都發(fā)現(xiàn)了地表裂縫;變形量最大的G6監(jiān)測點所在區(qū)域,形成局部垮塌。

3結(jié)語

1)邊坡變形自動化監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測周期越長,監(jiān)測數(shù)據(jù)涵蓋的時間段越長,更能真實反映邊坡變形發(fā)育過程。2)解析邊坡變形發(fā)育過程,提取監(jiān)測點數(shù)據(jù)特征、變形量曲線圖特征和變形速率曲線圖特征,能快速準確判定邊坡變形所處階段。3)露天礦滑坡災(zāi)害形成的過程中,雖然采動形成的高低差是成因,但暴雨、地震等可能會成為誘發(fā)因素。當(dāng)擾動因素發(fā)生后,要及時分析監(jiān)測數(shù)據(jù),研判邊坡受到影響后的情況。4)分析監(jiān)測點、監(jiān)測斷面、監(jiān)測區(qū)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)、變形量曲線圖、變形速率曲線圖,能有效輔助診斷變形范圍和規(guī)模。5)結(jié)合邊坡地質(zhì)力學(xué)結(jié)構(gòu),綜合分析變形過程、變形誘因、變形范圍和規(guī)模,能更好地預(yù)測變形發(fā)展趨勢,實現(xiàn)科學(xué)準確地預(yù)判預(yù)警。

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作者:王安玉 姜莉 吳全付 謝順祥 高志軒 韋學(xué)林 李霖 單位:云南萬仕維科技有限公司 建水縣福運煤業(yè)有限責(zé)任公司 文山州煤業(yè)有限責(zé)任公司