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中國(guó)黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司(下稱“烏山”)成立以來(lái),將“以人為本、綠色發(fā)展”作為核心理念,在持續(xù)完善安全投入制度、保證安全設(shè)備、設(shè)施、人員投入的同時(shí),充分發(fā)揮科技優(yōu)勢(shì),通過(guò)實(shí)地調(diào)研先進(jìn)設(shè)備、積極考察技術(shù)現(xiàn)狀、多次召開(kāi)專題會(huì)議等多舉措,成功建設(shè)并穩(wěn)定運(yùn)行邊坡雷達(dá)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
邊坡雷達(dá)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠完成邊坡從變形到滑塌全過(guò)程監(jiān)測(cè)。
近五年來(lái),該系統(tǒng)與GNSS人工點(diǎn)位監(jiān)測(cè)、三維激光掃描儀面域監(jiān)測(cè)、定期人工巡檢及高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)相互配合,輕松識(shí)別邊坡微變形及失穩(wěn)區(qū)域,實(shí)現(xiàn)邊坡災(zāi)害的提前發(fā)現(xiàn)與預(yù)警,切實(shí)保障了烏山采場(chǎng)人員設(shè)備安全。
形勢(shì)嚴(yán)峻
據(jù)了解,烏山最終境界設(shè)計(jì)邊坡角39-44.5o,屬陡坡開(kāi)采,邊坡上多處部位破碎帶、脈巖和解理發(fā)育,近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展均要求強(qiáng)化邊坡監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)邊坡監(jiān)測(cè)預(yù)警。在2016年以前烏山采用人工GNSS點(diǎn)位監(jiān)測(cè)模式,人工定期點(diǎn)監(jiān)測(cè)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)邊坡滑動(dòng)的安全隱患進(jìn)而實(shí)現(xiàn)預(yù)警,而現(xiàn)場(chǎng)一旦發(fā)現(xiàn)較寬的變形裂縫時(shí)監(jiān)測(cè)人員便不能對(duì)裂縫外側(cè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,整個(gè)滑動(dòng)過(guò)程無(wú)法用數(shù)據(jù)表達(dá),由此可見(jiàn),烏山采取的人工監(jiān)測(cè)已經(jīng)不能滿足邊坡安全管理的預(yù)警需求。
此外,當(dāng)時(shí)露天采場(chǎng)邊坡面積達(dá)到22萬(wàn)平方米,監(jiān)測(cè)面積較大,共有38個(gè)境界內(nèi)側(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、22個(gè)每年測(cè)量一次或二次境界外的監(jiān)測(cè)點(diǎn)以及每周數(shù)次邊坡巡檢等繁重監(jiān)測(cè)任務(wù)。為了到達(dá)監(jiān)測(cè)點(diǎn),測(cè)量和安全管理人員需在有裂縫或上方有懸?guī)r的危險(xiǎn)地段行走,存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。種種跡象表明,建設(shè)并運(yùn)用邊坡雷達(dá)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)迫在眉睫。
調(diào)研考察
2016年,烏山著手推進(jìn)建設(shè)邊坡雷達(dá)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),對(duì)在線邊坡監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行市場(chǎng)與應(yīng)用調(diào)查,通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)不同巖土類型的邊坡滑塌過(guò)程從數(shù)分鐘以內(nèi)到數(shù)十小時(shí)不等,有些過(guò)程從出現(xiàn)裂縫到滑塌的過(guò)程可能長(zhǎng)達(dá)一年以上,以預(yù)警為目的邊坡在線監(jiān)測(cè)作業(yè)對(duì)人員和設(shè)備的要求非常高。
經(jīng)過(guò)充分接觸和了解邊坡雷達(dá)設(shè)備、GNSS點(diǎn)位監(jiān)測(cè)設(shè)備、恒阻變形錨索廠商后,根據(jù)當(dāng)時(shí)露天采場(chǎng)邊坡監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀、烏山安全管理需求、相關(guān)技術(shù)規(guī)程及研究報(bào)告(《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007、《非煤露天礦邊坡工程技術(shù)規(guī)范》GB51016-2014、《烏努格吐山銅鉬礦二期工程初步設(shè)計(jì)安全專篇》、《烏努格吐山銅鉬礦邊坡穩(wěn)定性研究》等)規(guī)范要求,烏山先后制定五套邊坡監(jiān)測(cè)方案,最終選取出了可滿足烏山當(dāng)期和長(zhǎng)期邊坡監(jiān)測(cè)需求的設(shè)備及邊坡監(jiān)測(cè)建設(shè)的最優(yōu)方案。
優(yōu)勢(shì)突出
烏山在線邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是采場(chǎng)邊坡監(jiān)測(cè)最先進(jìn)設(shè)備,能夠完成邊坡從變形到滑塌全過(guò)程監(jiān)測(cè),通過(guò)對(duì)邊坡巖土工程性質(zhì)的研究,可實(shí)現(xiàn)科學(xué)預(yù)警。
水平監(jiān)測(cè)視角270°全新快速移動(dòng)布設(shè)的露天礦邊坡變形監(jiān)測(cè)雷達(dá)。
烏山現(xiàn)使用的邊坡監(jiān)測(cè)雷達(dá),是國(guó)內(nèi)引進(jìn)的首臺(tái)水平監(jiān)測(cè)視角270°全新快速移動(dòng)布設(shè)的露天礦邊坡變形監(jiān)測(cè)雷達(dá),具有監(jiān)測(cè)精度高、距離遠(yuǎn)、分辨率高、監(jiān)測(cè)視角寬泛、周期短、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程操控、報(bào)警方式多等優(yōu)點(diǎn)。其徑向監(jiān)測(cè)精度可達(dá)0.1mm、最大監(jiān)測(cè)距離2.5Km、距離向分辨率0.5m、角度向分辨率8.6mrad、監(jiān)測(cè)周期1-3min,其測(cè)量范圍可覆蓋采坑的絕大部分邊坡。
重任在肩
露天采場(chǎng)的邊坡長(zhǎng)期經(jīng)受著風(fēng)化作用、雨水侵蝕以及采礦爆破振動(dòng)、礦巖運(yùn)動(dòng)等各方面的影響,在露天開(kāi)采過(guò)程中,邊坡極易滑落形成邊坡災(zāi)害。主要表現(xiàn)為邊坡失穩(wěn)形成大面積滑坡。邊坡失穩(wěn)可能引發(fā)重大生產(chǎn)安全事故,對(duì)作業(yè)人員的生命安全造成巨大危害,確保邊坡安全穩(wěn)定是烏山安全生產(chǎn)的主要管理目標(biāo)之一。
數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前烏山露天采場(chǎng)北礦段邊坡最大高度225米,根據(jù)《金屬非金屬露天礦山高陡邊坡安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(AQ2063-2018),北礦段東區(qū)東南幫和西南幫安全監(jiān)測(cè)等級(jí)為I級(jí),北礦段東區(qū)東幫和西幫(破碎帶區(qū)域)安全監(jiān)測(cè)等級(jí)為II級(jí),面對(duì)嚴(yán)峻的邊坡監(jiān)測(cè)形式,在線邊坡監(jiān)測(cè)雷達(dá)系統(tǒng)重任在肩。烏山施行監(jiān)測(cè)人員24小時(shí)值守工作制度,設(shè)置科學(xué)可靠預(yù)警閾值,實(shí)現(xiàn)邊坡災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警,當(dāng)位移、速度、加速度等數(shù)值變化達(dá)到預(yù)警值之后,雷達(dá)數(shù)據(jù)處理軟件立即彈出報(bào)警對(duì)話框并發(fā)出警報(bào)、電子郵件等報(bào)警信息,值班人員根據(jù)報(bào)警信息,立即查看和分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)變化大小及變化趨勢(shì),并通過(guò)采場(chǎng)周邊攝像頭觀察邊坡實(shí)際變化,必要時(shí)派遣人員到邊坡附近查看,確定邊坡危害等級(jí),實(shí)現(xiàn)邊坡災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警。邊坡雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投入生產(chǎn)以來(lái),烏山取得了邊坡管理和施工人員、設(shè)備、財(cái)產(chǎn)零傷害、零事故、零損失的優(yōu)異成績(jī)。
居安思危,思則有備,有備無(wú)患 。烏山在成功運(yùn)行國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的雷達(dá)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后,并沒(méi)有停止探索讓企業(yè)更安全的管理手段和措施,下一步,將積極推進(jìn)《采場(chǎng)、排土場(chǎng)在線GNSS監(jiān)測(cè)項(xiàng)目》,全力確保烏山露天采礦場(chǎng)邊坡安全穩(wěn)定,為企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展筑牢安全防線。
邊坡又稱露天礦邊幫。露天礦場(chǎng)的構(gòu)成要素之一。指露天礦場(chǎng)四周的傾斜表面,即由許多已經(jīng)結(jié)束采掘工作的臺(tái)階所組成的總斜坡。它與水平面的夾角,稱邊坡角或最終邊坡角。