關于露天礦區邊坡變形監測技術的應用分析

陳 鑫

（湖南省地質礦產勘查開發局402隊，湖南 長沙 410000）

露天礦開采不斷增加，產生了更多的高陡邊坡，受到雨水因素和其他因素等的影響，極易引發滑坡或者塌方等情況，因此需要強化邊坡變形監測以及穩定性分析。在變形監測工作中，借助各類監測技術，能夠提高工作效率，保證測量精度。

1 案例概述

以A礦井變形監測工程為例，該礦礦井口位于礦坑底部，四周為礦幫邊坡以及排土造成的邊坡。因為長時間裸露，受到自然因素的影響較大，出現邊坡塌滑的幾率較大，威脅著礦井開采作業的安全性?；诖耍枰獜娀冃伪O測，做好治理工作。

2 露天礦區邊坡變形監測技術的應用案例分析

2.1 測量方法和原理

對于露天礦區邊坡變形監測，采取全站儀直接監測變形點的三維坐標法，能夠獲得不錯的監測效果[1]。利用極坐標差分法，所建立的監測系統圖如圖1所示。利用1臺測量機器人、計算機設備、通訊電纜，建立監測基站，將棱鏡放置在變形點。

圖1 極坐標監測系統方框圖

2.2 變形監測流程

2.2.1 建立工作基點網

按照以下流程進行：①在穩定性較好的區域，設置3個水準基準點，分布位置包括現場辦公室后側的山坡上和進洞口左側的山洼里，數量為1個和2個，距離金洞口約為300m，具有不錯的穩定性。對于進洞口的監測點位，嚴格按照施工要求布置，在上高邊坡位置處，設置16個監測點，記錄為A1-A16。在中間高邊坡擋墻位置，設置9個監測點位，記錄為A17-A26。在下邊坡擋墻位置，設置6個變形監測點位，記錄為A27-A31，總計布置31個變形監測點。

2.2.2 外業數據采集

對于外業數據的采集，具體流程如下：①對各個變形監測點，采取人工觀測的方法，獲得坐標X、Y、H數據，構建坐標數據庫。②當變形監測點數據積累到一定量后，要及時做好數據庫修正。③選擇距離監測部位較近的基準網點，作為變形監測的基準點以及參考站。④把TCA2003，布置在基準站變形觀測墩上，做好整平調整，設置好相關參數，包括觀測點集和測回數等。⑤儀器裝置依據內置點位概略坐標數據庫的坐標信息，開展自動識別目標以及精確照準。同時測量相關信息，包括方位角和天頂距等，并且將讀數自動存儲到SRAM卡內。

2.2.3 內業數據處理和成果分析

把SRAM儲存卡內的原始數據信息，包括變形監測點斜距和天頂距等，轉移到計算機內，依據觀測值參數，通過差分改正和監測位移量模型，利用數據處理軟件，能夠獲得變形監測點的相關數據，包括三維坐標以及位移量等，開展變形分析以及預測。圖2和圖3分別為部分監測點水平位移速率曲線圖以及垂向位移速率曲線。基于5期邊坡沉降監測數據，沉降監測結果如下：①中邊坡設置的A10和A11變形監測點，沉降范圍為2mm~3mm。②上邊坡設置的A16-A18、A31、A32變形監測點，沉降范圍在2mm~3mm。③剩余變形監測點位沉降都小于1mm。因為邊坡受到天氣因素和施工因素的影響較小，因此邊坡整體沉降相對較小?；诮?期邊坡平面位移監測數據，平面位移監測結果如下：監測點位移量都小于3mm，預測邊坡近期出現大規模平面位移的可能性較小。基于沉降數據和平面位移數據的分析，得知隧道進口邊坡變形小，呈現穩定狀態[2]。

圖2 監測點水平位移速率曲線圖

圖3 監測點垂向位移速率曲線圖

3 露天礦區邊坡變形監測技術的應用建議

3.1 建立集成變形監測系統

對于露天礦區邊坡變形的監測，對監測技術的需求和要求不斷提升，需要其能夠替代人員完成危險的監測工作。結合運用GIS技術和RS技術以及GPS技術，構建集成變形監測系統，能夠為地質災害信息的分析和整理，提供更多的技術支撐。尤其是，GIS技術的利用，能夠實現四維空間地質情況的全面描述，記錄地質變化過程，在預測露天礦區邊坡變形方面，發揮著積極的作用，是邊坡變形監測技術發展的主要趨勢。

3.2 積極引用新技術

為了保證礦區安全生產，需要強化露天礦區邊坡變形監測。目前，可應用于變形監測的方法和手段較多，具體包括全站儀測量法以及GPS變形監測法等，此類方法的應用，雖然能夠獲得不錯的效果，滿足變形監測需求，但是難以獲得完整的特征信息。而應用三維激光掃描技術以及可合成孔徑雷達干涉技術等，變形監測成本較高。基于此，為了保證露天礦區邊坡變形監測的全面性以及經濟性，建議推廣應用數字近景攝影測量技術，能夠實現邊坡面的全面監測，監測作業的精準度高。

4 結語

綜上所述，對于露天礦區邊坡變形監測工作，利用各類監測技術，為了保證監測結果的準確性和真實性，需要做好技術要點的把控。在實際工作中，建立集成變形監測系統，積極引用新技術，提升監測水平，進而提供更多的監測服務。

[1]馬驍駿.露天礦山邊坡變形監測的開展及GPS運用分析[J].大科技,2017(24).

[2]李如仁,楊震,余博.GB-InSAR集成GIS的露天煤礦邊坡變形監測[J].測繪通報,2017(5):26-30