露天矿边坡预警法与预警系统总结.docVIP

露天矿边坡预警方法与预警系统总结 1 滑坡预测预报方法（矿山边坡稳定性评价及失稳预报研究现状与发展趋势） 随着科学技术发展,露天采矿工程边坡已经成为困扰矿山安全生产的重要问题。其稳定性是保证矿山正常生产的先决条件。边坡失稳是指在采矿过程中边坡的土体在自身重力和外界作用力下失去原有平衡，出现滑坡、坍塌等现象。与其他岩土工程相比,露天矿边坡稳定性具有如下特点： (1)露天矿边坡一般较高 ,高度从几十米到几百米不等，边坡各部分地质条件差异大、变化复杂。 （2）露天矿的边坡是由上往下逐步形成,高陡边坡越往上稳定性越差,软弱夹层较多，受风化、地表水侵蚀的时间较长,易产生滑坡现象。 （3）露天边坡采用爆破、机械开掘形成,岩体完整性遭到破环,故边坡岩体较破碎不稳定。 影响露天边坡稳定性的因素,分为内因和外因两方面。内因影响主要包括岩性、岩体结构、地质构造等；外因影响主要包括水、震动、构造应力、自然风化与气候、开采技术条件、人为因素等。 滑坡预测预报主要包括空间和时间2个方面。 空间预测是指对滑坡发生的地点、规模等的预测,目前使用较多的方法有以下几种：（1）稳定系数预测法。稳定系数预测法是最早的滑坡空间预测方法。该法通过计算滑坡体的安全系数来预测某一具体边坡的稳定性。安全系数的计算方法，主要分为2大类：基于极限平衡分析法和数值计算方法。极限平衡分析法不能得到滑体内的应力、变形分布状况,也不能求得岩体本身的变形和支挡结构对边坡变形及稳定性的影响。而数值计算克服了极限平衡分析法的不足，不仅满足力的平衡条件,而且还考虑了土体应力、变形关系和支挡结构的作用,能够得到边坡在荷载作用下的应力、变形分布,模拟出边坡的实际滑移面。正因为数值计算的这些优点,近年来它已广泛应用于边坡稳定性分析。目前常用的数值计算方法主要包括:有限单元法,有限差分法,离散单元法(DEM),不连续变形分析法(DDA),流形元法等。 （2）人工神经网络法。人工神经网络(ANN)是模仿人脑工作方式而设计的一种机器。神经网络对边坡稳定性空间预测是用研究程度较高的斜坡地段作为已知样本对网络进行训练直到网络掌握数据间的非线性映射关系为止,然后用该地区其他稳定性未知的地段作为预测样本，输入已经学习好的网络,通过网络的联想记忆功能直接预测稳定性。人工神经网络模型对观测序列几乎没有什么要求，它几乎可以对任何可能的序列进行分析。目前，BP模型人工神经网络已在岩土工程位移预测获得较为广泛的应用。但其构造的模型,在实用中存在大量问题有待于解决。 （3）信息模型法。信息模型法把各种滑坡因素在滑坡过程中所起作用的大小程度用信息量表达。殷坤龙等用此方法成功地对重庆市的斜坡稳定性进行了预测。 （4）灾变模型预测法。该方法综合考虑了各种边坡要素对边坡稳定性的不同程度的影响,能较真实地描绘边坡系统的状态。吴文德等运用尖点灾变模型对某中型露天矿山的稳定性进行了预测,得出了与现场实际相吻合的结果。 时间预报是指对边坡可能发生滑坡时间的进行预报。利用已获取的监测数据,通过数学模型来预测未来某一时刻坡体的状态。目前常用的方法有以下几种：斋腾法、灰色理论模型预测、时间序列模型预测方法、统计回归预测模型、非线性动力学模型预测、多参数预报法。 2 滑坡体远程监测预警系统（滑坡体远程监测预警系统在南芬露天铁矿下盘边坡滑体监测实践中的成功应用） 滑坡体远程监测预警系统是中国矿业大学必威体育精装版研制成功的目前我国国内最先进的滑体监测手段。系统具有自适应性调节功能，会自动调节数据采集频率，实现异常数据的实时捕捉；系统增加了监测曲线平铺显示功能，可以将所有监测曲线直观平铺显示，大大降低监测人员的劳动强度，使其能够更加快速准确地定位异常监测曲线，判断有无滑坡可能。 滑坡体远程监测预警系统主要由两大部分构成，每一部分都有其相应的软硬件与之匹配。（1)应力信号采集—传输设备。该部分用于安装到监测现场，可将滑动面上施加的扰动力数据自动采集、储存、处理、发射到远处的数据分析系统。（2)信号接收—分析设备。该部分可将现场发来的数据自动接收并处理，利用下滑力和扰动力(摄动力)之间的函数关系式，计算出下滑力的大小，并且形成动态监测曲线和监测预警曲线，根据监测预警曲线判断监测对象的工作状态，然后将分析结果利用 Internet 网络传输到用户终端，从而实现对滑坡体稳定状态进行实时监测与超前预报的目的。 2010 年 5 月，南芬露天铁矿与中国矿业大学合作，成功将其必威体育精装版研制的目前我国国内最先进的滑体监测手段—滑坡体远程监测预警系统应用于南芬露天铁矿下盘边坡滑体的监测实践中。 3 无线传感器网络温度监测技术(煤自燃火灾监测预警技术的研究) 煤自燃的预测和火源探测技术是迄今为止煤矿防灭火工作面临的最大难题,近年来,国内外地面煤层自燃火源监测预警技术主