随着社会经济的发展,近年来我國(guó)矿山(shān)开采活动规模不断扩大。由于各种因素的影响,矿山(shān)地质环境也不断恶化,导致矿山(shān)地质灾害事故频发,不仅造成人民(mín)生命财产安全极大损失,同时也造成生态环境严重破坏。
為(wèi)防范化解重大安全风险,提高矿山(shān)安全生产保障能(néng)力,近年来,应急管理(lǐ)部等多(duō)个相关部门明确提出要利用(yòng)科(kē)技手段全面提升矿山(shān)安全综合治理(lǐ)效能(néng),实现矿山(shān)安全高质量发展。随着我國(guó)北斗高精度定位技术的愈加成熟,基于北斗高精度技术的形变监测系统越来越多(duō)地应用(yòng)于矿山(shān)安全监测领域,极大地提升矿山(shān)环境与安全监管的精确性和时效性,对于制定并实施针对性防范、治理(lǐ)方案,全面提高矿山(shān)企业安全监管水平具有(yǒu)重大意义。
北斗/GNSS高精度技术在矿山(shān)安全监测领域的应用(yòng),主要是基本北斗高精度定位技术,融合结构分(fēn)析计算、计算机技术、通信技术、网络技术和多(duō)传感器等信息技术,对矿山(shān)安全的各项关键技术指标进行记录、分(fēn)析,真正实现全方位实时监测、精准预警,有(yǒu)效提升矿山(shān)的安全管控能(néng)力,為(wèi)防范化解矿山(shān)安全风险和有(yǒu)效管理(lǐ)提供先进技术手段和支撑。
基于北斗/GNSS技术的矿山(shān)安全监测系统
近年来,北京合众思壮科(kē)技股份有(yǒu)限公司(简称“合众思壮”)基于在形变监测领域的专业优势及应用(yòng)经验,结合矿山(shān)实际情况,根据矿种的类型、开采深度、现场通讯条件等因素,在露天矿边坡监测、尾矿库安全监测、采空區(qū)地表沉降监测等领域打造了一系列安全监测解决方案,不断為(wèi)我國(guó)矿业行业增添新(xīn)的安全注脚。
矿山(shān)安全监测系统,主要包括一體(tǐ)化监测站设备、现场通讯设备、基于物(wù)联网技术、云计算的监测与预警云服務(wù)平台、用(yòng)户终端信息设备及应用(yòng)软件等软硬件设备,通过数据采集、遠(yuǎn)程监控、异常报警、信息管理(lǐ)等功能(néng),实现对矿山(shān)表面位移、内部位移、浸润線(xiàn)、雨量、库水位、干滩、视频、爆破振动、倾角、裂缝等一系列监测要素的实时监测。
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矿山(shān)(以露天矿為(wèi)例)安全监测系统构成
矿山(shān)安全监测系统由数据采集层、数据传输层、中心处理(lǐ)层和预警应用(yòng)层组成。
1、数据采集层:包括GNSS接收机、监测传感器这些用(yòng)以获取监测数据变化的设备,以进行连续自动在線(xiàn)监测。同时还有(yǒu)相应的供電(diàn)、防雷、野外防盗保护设施等。
2、数据传输层:包括传感器内部通信模块、外置DTU、RTU 等,支持多(duō)种数据通信方式,可(kě)将GNSS接收机和传感器数据上行发送至监测控制中心平台。
3、中心处理(lǐ)层:依托云端部署的管理(lǐ)平台或合众思壮的思壮智慧云自动化监测系统,处理(lǐ)传感器采集的数据,并对其进行系统分(fēn)析、展示、预警等,并提供给客户数据下载等功能(néng)。
4、预警应用(yòng)层:监测系统将预警信息发送到预设好的用(yòng)户微信、邮件等账户中,或连接报警装置直接提示地灾隐患点现场人员。同时思壮智慧云自动化监测系统还支持手机 APP 登录,以对项目的进行操作和进行数据的浏览。
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矿山(shān)安全监测系统部分(fēn)设备及性能(néng)介绍
系统功能(néng)
1、对各个监测点实现全方面、全天候实时自动化监测,实时掌握监测體(tǐ)整體(tǐ)运行的安全状态。
2、进行分(fēn)级预警预报,出现紧急异常情况时,系统能(néng)及时以声音、短信或监控警报提示等多(duō)种形式发出报警信息,实时预警。
3、直观显示各项监测、监控信息数据的历史变化过程及当前状态,实现基础资料管理(lǐ)及历史资料存储,為(wèi)矿山(shān)企业的安全生产管理(lǐ)提供信息参考。
应用(yòng)案例
露天矿边坡监测。矿山(shān)边坡的稳定状态一直是露天矿开采过程中的重要安全问题之一。边坡监测主要从表面位移、内部位移、渗流量、降雨量等方面着手,通过对边坡的位移、应力、地下水等进行监测,预测边坡失稳的可(kě)能(néng)性,為(wèi)预防露天矿灾难性垮塌提供技术依据。露天矿边坡监测系统主要由一體(tǐ)化监测站设备、现场通讯设备、基于物(wù)联网技术、云计算的监测与预警云服務(wù)平台、用(yòng)户终端信息设备及应用(yòng)软件等部分(fēn)组成,通过对矿山(shān)边坡重点部位的重要运行数据(坐(zuò)标、精度、PDOP值等)的实时采集、传输、分(fēn)析,实时掌握其整體(tǐ)运行的安全状态,第一时间监测到矿山(shān)边坡的失稳变化并发出预警,大幅减轻人工巡视的难度和负担,提高边坡灾害预警能(néng)力和工作效率。
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鞍钢矿业齐大山(shān)铁矿矿區(qū)边坡监测项目
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四川省白玉县呷村多(duō)金属矿场监测项目
尾矿库安全监测。作為(wèi)具有(yǒu)高势能(néng)的人造泥石流的危险源,尾矿库的监测内容主要侧重坝體(tǐ)位移、坝體(tǐ)沉降、坝體(tǐ)浸润線(xiàn)埋深及出溢点变化情况等方面。尾矿库安全监测系统,是利用(yòng)现代電(diàn)子、信息、通信及计算机技术,实现对尾矿库监测指标数据实时、自动、连续采集、传输、管理(lǐ)、分(fēn)析和预警的监测方案,通过从宏观、微观相结合的全方位角度,来监测监控尾矿库及坝體(tǐ)的各种关键安全技术指标,通过记录历史、展示现有(yǒu)、分(fēn)析未来的各项安全技术指标走势,来辅助企业及政府决策,提升尾矿库安全保障水平,有(yǒu)效防范和遏制重特大事故发生。
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凉山(shān)矿业股份有(yǒu)限公司绿房箐沟尾矿库及露天矿场边邦在線(xiàn)监测项目
除了矿山(shān)安全监测,合众思壮高精度自动化安全监测解决方案,融合多(duō)元化智能(néng)化手段,基于北斗+、物(wù)联网、自动化及云+端的核心理(lǐ)念及核心技术,实现对监测结构物(wù)的全自动实时高精度多(duō)元化监测和分(fēn)析预警,目前已在地灾、大坝、桥梁、交通、建筑等多(duō)个领域得到广泛应用(yòng),并取得了良好的社会效益。未来,合众思壮将持续聚焦北斗高精度定位技术的创新(xīn)研发,不断拓展高精度安全监测应用(yòng)新(xīn)场景,為(wèi)各行各业带来更多(duō)更先进的安全监测解决方案。