巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性遠程在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及預(yù)警閾值研究.pdf

1、在露天礦開采中，滑坡災(zāi)害在各類災(zāi)害中最為頻繁，極易導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。近年來，隨著我國資源、能源開發(fā)工程的不斷發(fā)展，礦山開采活動的持續(xù)增強，礦區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害日趨嚴(yán)重?；卤O(jiān)測預(yù)警是礦區(qū)風(fēng)險控制的主要手段，具有成本低、易于實施的特點。但現(xiàn)有礦山邊坡監(jiān)測方法存在著監(jiān)測周期長、監(jiān)測精度較低，無法實現(xiàn)實時及自動化監(jiān)測等缺陷。此外，在監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中，受監(jiān)測儀器精度和觀測條件的影響，監(jiān)測數(shù)據(jù)或多或少存在誤差。在對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理時，會

2、發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)會出現(xiàn)跳躍，對應(yīng)的時間—位移關(guān)系曲線也出現(xiàn)局部跳躍現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上對邊坡穩(wěn)定性的分析和預(yù)測，會遇到數(shù)據(jù)篩選方面的困難。在對滑坡預(yù)警閾值研究中，由于邊坡破壞的復(fù)雜性及滑坡動態(tài)監(jiān)測技術(shù)的不成熟，滑坡動態(tài)信息難以及時捕捉，對滑坡災(zāi)害的定性與定量研究造成了很大困難。針對上述問題，結(jié)合國家自然基金重點項目“項板災(zāi)害預(yù)警”(51234005-01);住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部科技項目“城市地下開挖擾動下地表沉陷機理和工程安全性評價研究”(2012

3、-K3-21);金川集團股份有限公司科技項目石英石礦露天邊坡穩(wěn)定性在線遠程監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)(B2-2012-092)。對多級邊坡監(jiān)測方法及局部穩(wěn)定性進行研究，具體研究內(nèi)容如下:
　　第一:本文以金川集團石英石采場邊坡為工程背景，通過對露天石英石礦地質(zhì)勘查及實驗分析，針對具有滑坡趨勢的危險區(qū)域布置相應(yīng)的測點，設(shè)計了一套采動邊坡穩(wěn)定性遠程在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，詳細介紹了系統(tǒng)的設(shè)計原則和結(jié)構(gòu)組成。該系統(tǒng)可實時監(jiān)測采動過程中巖質(zhì)邊坡位移場的變化狀

4、態(tài)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)控主機，實現(xiàn)了監(jiān)測數(shù)據(jù)的可視化。系統(tǒng)設(shè)有預(yù)警功能，可根據(jù)需要設(shè)置預(yù)警閾值，當(dāng)坡體位移超過預(yù)警閾值時，系統(tǒng)自動報警。
　　第二:監(jiān)測系統(tǒng)通過4年多的監(jiān)測，收集了大量的滑坡數(shù)據(jù)。在對數(shù)據(jù)進行處理的過程中，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)存在跳躍的現(xiàn)象。為了使監(jiān)測數(shù)據(jù)更能反應(yīng)邊坡的變形情況，本文基于現(xiàn)代誤差理論，采用未確知濾波法判斷監(jiān)測數(shù)據(jù)的粗差和異常值。通過對邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，達到剔除粗差，識別異常值的目的，可以

5、有效的處理邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)。
　　第三:通過對石英石礦開采過程中滑坡實測數(shù)據(jù)進行分析，給出滑體位移隨時間變化的曲線。結(jié)合邊坡的破壞過程、破壞機理、現(xiàn)場破壞情況和曲線的形態(tài)，發(fā)現(xiàn)金川邊坡存在下滑式破壞、張拉式破壞和侵蝕破壞三種局部破壞方式，并基于三種破壞方式做預(yù)警閾值研究。
　　本文將理論研究與實際工程相結(jié)合，建立了一套遠程在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實時監(jiān)測多級邊坡的內(nèi)部位移狀態(tài)。采用未確知濾波法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理，剔除粗差，識別異常值。