對(duì)于GNSS邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在露天礦的應(yīng)用思考

【摘要】" " 露天礦是礦業(yè)發(fā)展的重要資源，對(duì)比一般的礦山來說，露天礦盡管存在較少的安全隱患，但在露天礦開采過程中仍有諸多開采安全需要關(guān)注，其中邊坡安全是會(huì)直接影響到露天礦安全和穩(wěn)定的重要因素。GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠有效保障露天礦的生產(chǎn)安全。本文以露天礦為主要研究對(duì)象，著重對(duì)GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦中的應(yīng)用進(jìn)行研究和分析，旨在保障露天礦的生產(chǎn)安全。

【關(guān)鍵詞】" " GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)" " 露天礦" " 應(yīng)用分析

引言：

我國(guó)擁有較為豐富的礦山資源，在當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展中有著廣泛的應(yīng)用，礦山資源的市場(chǎng)需求仍在不斷擴(kuò)大。保障礦山的生產(chǎn)安全，不僅維護(hù)礦山開采人員生命安全的需求，同時(shí)也是滿足礦山資源市場(chǎng)供應(yīng)的要求。

GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣，在檢測(cè)露天礦邊坡的穩(wěn)定性方面發(fā)揮了重要作用，對(duì)GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦中的應(yīng)用進(jìn)行分析，能夠?yàn)楫?dāng)前露天礦的建設(shè)和開采提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

一、GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的原理及優(yōu)勢(shì)

1.1 GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的具體含義

GNSS系統(tǒng)從本質(zhì)上來說是一種測(cè)定系統(tǒng)，主要由全球設(shè)施、區(qū)域設(shè)施、用戶部分以及外部設(shè)施構(gòu)成。該系統(tǒng)能夠在融合多種衛(wèi)星星座、接收機(jī)以及檢測(cè)系統(tǒng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全球位置與時(shí)間的測(cè)定。將GNSS系統(tǒng)與礦山的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相融合，不僅能夠有效彌補(bǔ)以往邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中存在的不足，還能夠大大提高監(jiān)測(cè)位置的精準(zhǔn)度，對(duì)保障邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面發(fā)揮了重要作用[1]。因而從實(shí)質(zhì)上來說，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)是建立在GNSS系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)露天礦邊坡的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而有效的保障露天礦的開采安全。

1.2 GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的工作原理

GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)主要是通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)露天礦邊坡的全方位監(jiān)測(cè)的，這種系統(tǒng)跟在實(shí)際應(yīng)用中能夠借助Internet技術(shù)以及高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航準(zhǔn)動(dòng)態(tài)算法等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[2]。

在對(duì)露天礦周邊的環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)的了解和調(diào)查之后，依據(jù)位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)在露天礦的邊坡中設(shè)置多個(gè)不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航原始數(shù)據(jù)的輸出之后，借助無線網(wǎng)絡(luò)來將輸出的數(shù)據(jù)信息傳送到數(shù)據(jù)處理以及控制服務(wù)器當(dāng)中。再通過服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)變化的轉(zhuǎn)化，并將其以三維坐標(biāo)變化的形式呈現(xiàn)出來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與管理。

1.3應(yīng)用GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的定位技術(shù)，在露天礦邊坡智能監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要作用。GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦邊坡監(jiān)測(cè)中的主要優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，以往應(yīng)用的邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以光學(xué)設(shè)備和激光設(shè)備為主，這些監(jiān)測(cè)工具由于比較容易受到周邊環(huán)境對(duì)視野造成的影響，因而具有較大的限制性[3]。通過GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，各GNSS站點(diǎn)之間無需通視，不需要依靠各個(gè)站點(diǎn)之間的通視，就能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)的功能，減少了相關(guān)人員在搬站中耗費(fèi)的時(shí)間和精力，大幅提高GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用效果。

第二，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)全天候觀測(cè)的功能。GNSS系統(tǒng)主要是建立在衛(wèi)星系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的，這種檢測(cè)系統(tǒng)能夠同時(shí)接收30多顆衛(wèi)星發(fā)射的數(shù)據(jù)，并且由于GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)本身不會(huì)受到氣候環(huán)境條件的影響，即使在多種惡劣的環(huán)境條件下也能夠保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因而與其他檢測(cè)手段相比擁有更大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

第三，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)作為現(xiàn)階段最為先進(jìn)的一項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、儲(chǔ)存、解算等多種功能于一體，在保證監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的同時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化。與以往應(yīng)用的檢測(cè)系統(tǒng)相比，這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中不僅能夠克服各種惡劣環(huán)境條件的影響，還能夠大大解放人力資源，在保障監(jiān)測(cè)工作安全性的同時(shí)，達(dá)到更好的監(jiān)測(cè)效果。除此之外，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)擁有的高精度三維定位以及系統(tǒng)誤差影響低等特點(diǎn)，也能夠有效解決以往監(jiān)測(cè)手段應(yīng)用中存在的問題。

二、GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦中應(yīng)用的具體探究

基于上述GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)擁有的優(yōu)勢(shì)，使得其被廣泛應(yīng)用到露天礦的邊坡監(jiān)測(cè)當(dāng)中，在保障露天礦邊坡的穩(wěn)定性和安全性方面發(fā)揮了重要作用。在對(duì)GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦中的應(yīng)用進(jìn)行分析時(shí)，主要以下四個(gè)方面來論述：

2.1 GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

露天礦中的邊坡一般屬于臨時(shí)性或半永久性的邊坡，當(dāng)產(chǎn)生滑坡等災(zāi)害時(shí)，不僅會(huì)對(duì)露天礦的開采安全造成一定的影響，還會(huì)威脅到露天礦內(nèi)工作人員的生命安全。以金屬礦山開采為主的露天礦，是我國(guó)許多行業(yè)和領(lǐng)域重要的生產(chǎn)原料，將GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用到露天礦的邊坡檢測(cè)中，需要保障邊坡的穩(wěn)定性和質(zhì)量安全，才能夠更好的為我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)以及其他領(lǐng)域和行業(yè)的發(fā)展提供金屬礦石，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的發(fā)展。

福建某礦山是最早開始應(yīng)用GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的礦山之一，露天礦應(yīng)用的GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)主要是融合了GPS以及北斗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)而使用的，對(duì)露天礦的邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，共部署建設(shè)了20個(gè)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)、3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)以及22個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。該礦山首次應(yīng)用GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)主要是對(duì)露天礦左端的20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

在應(yīng)用GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的過程中，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到露天礦西北側(cè)的剝離臺(tái)階出現(xiàn)緩慢滑動(dòng)的情況，8號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)以每周2cm的速度向坑下移動(dòng)。系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警之后，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)的人員通過及時(shí)調(diào)取該部位附近的數(shù)據(jù)變化，及時(shí)掌握了邊坡穩(wěn)定情況的變化數(shù)據(jù)，給及時(shí)維護(hù)和處理這一異常情況提供了充足的準(zhǔn)備。

GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在該露天礦中的應(yīng)用，不僅體現(xiàn)了GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)本身?yè)碛械淖詣?dòng)化監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)收集技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，還能夠大大節(jié)省用于收集邊坡參數(shù)變化的時(shí)間，及時(shí)向監(jiān)測(cè)人員發(fā)出報(bào)警信息，極大提高了露天礦邊坡的安全管理效率。該露天礦應(yīng)用GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的效果，也能夠?yàn)槠渌短斓V邊坡的監(jiān)測(cè)提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

2.2 GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦中應(yīng)用的不足

露天礦應(yīng)用的GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)，以GNSS數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)、太陽(yáng)能供電系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集、分析和預(yù)警軟件為主。該檢測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，容易受到氣候以及天氣狀況的影響，因而在實(shí)際應(yīng)用中存在著較大的不確定性，這樣就會(huì)導(dǎo)致邊坡檢測(cè)的精度較低。再加上基于我國(guó)不同露天礦的地形地勢(shì)差異，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)局部區(qū)域監(jiān)測(cè)成本較高的情況，這些都會(huì)在一定程度上影響GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)際效果。除此之外，一些適合大區(qū)域變形及沉降監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)并不對(duì)所有的露天礦監(jiān)測(cè)都有效，從這一方面來說，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)仍然需要不斷的研究和技術(shù)升級(jí)，才能夠更好的滿足我國(guó)對(duì)于露天礦邊坡安全監(jiān)測(cè)的需要。

2.3 GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)能夠保障設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行安全

邊坡穩(wěn)定性會(huì)受到多種環(huán)境因素的影響，通過對(duì)露天礦邊坡的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不僅能夠有效保證露天礦邊坡的穩(wěn)定性，還能夠有效保障整個(gè)露天礦的開采安全。露天礦的開采安全不僅會(huì)受到邊坡穩(wěn)定性的影響，還會(huì)受到設(shè)施設(shè)備運(yùn)行安全的影響，因而要想保障露天礦的開采安全，還要注重設(shè)施設(shè)備的檢測(cè)。而從這一方面來說，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)施設(shè)備的安全檢測(cè)。

西藏某露天礦的內(nèi)排土場(chǎng)中放置著礦山生成的重要設(shè)備，因而在對(duì)邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，也要重視這一位置邊坡的變形情況以及滑動(dòng)規(guī)律。針對(duì)不同露天礦邊坡存在的變形和滑動(dòng)規(guī)律，在依據(jù)實(shí)際情況繪制地形圖之后，應(yīng)用GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)該露天礦進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月的監(jiān)測(cè)和治理之后，現(xiàn)階段該露天礦的邊坡整體呈現(xiàn)出較為安全穩(wěn)定的狀態(tài)。

GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦中的應(yīng)用，反映出邊坡穩(wěn)定性對(duì)于礦山開采安全以及設(shè)施安全等方面的重要影響。GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在露天礦邊坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，不僅僅是為了保障露天礦的安全，同時(shí)也能夠?qū)ΡＵ下短斓V的工程進(jìn)度以及設(shè)施設(shè)備安全起到重要的作用。

2.4 GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)保障露天礦邊坡安全的重要意義

GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)作為現(xiàn)階段較為先進(jìn)的一種監(jiān)測(cè)技術(shù)，不僅在保障露天礦山邊坡的穩(wěn)定性和安全等方面發(fā)揮重要作用，還能夠通過對(duì)邊坡安全的保障來促進(jìn)露天礦開采工作的正常進(jìn)行，對(duì)滿足礦山資源的市場(chǎng)供應(yīng)，促進(jìn)礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高，促進(jìn)礦山行業(yè)整體的發(fā)展和開采水平的提高具有重要的作用。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)在保障露天礦生產(chǎn)安全等方面發(fā)揮著重要作用。近年來，礦山安全事故的頻繁發(fā)生，使得社會(huì)越來越關(guān)注礦山開采的安全問題。GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用不僅僅代表著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，也象征著我國(guó)對(duì)于保障礦山開采安全的重視程度不斷提高。在未來的礦山行業(yè)發(fā)展中，GNSS邊坡檢測(cè)系統(tǒng)將在露天礦發(fā)揮越來越重要的作用。

參" 考" 文" 獻(xiàn)

[1]張飛，郝勇浙等.露天礦邊坡位移監(jiān)測(cè)方法的發(fā)展與研究[J].采礦技術(shù)， 2021，21（01）：89-93.

[2]杜康.露天礦山邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)， 2020（02）：142.

[3]張宇，石磊等.GNSS邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在山煤進(jìn)出口河曲露天礦的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2019（23）：24-25.