楊忠林　薄建芬　黃永強(qiáng)

(太鋼集團(tuán)礦業(yè)公司尖山鐵礦)

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尖山鐵礦高陡邊坡智能在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)

楊忠林薄建芬黃永強(qiáng)

(太鋼集團(tuán)礦業(yè)公司尖山鐵礦)

摘要尖山鐵礦投產(chǎn)以來(lái)已形成的邊坡高度近280 m，原邊坡監(jiān)測(cè)管理方式為對(duì)77個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采用人工定期測(cè)量、人工統(tǒng)計(jì)上報(bào)的作業(yè)方式，但該觀測(cè)方式受天氣、管理、技術(shù)等各類(lèi)因素的限制，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可追溯性、連續(xù)性較差。為實(shí)時(shí)掌握邊坡安全狀況，開(kāi)發(fā)了邊坡智能在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的架構(gòu)及各子系統(tǒng)的基本功能，實(shí)踐表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，效果明顯，可供類(lèi)似礦山參考。

關(guān)鍵詞高陡邊坡監(jiān)測(cè)管理智能在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)

隨著露天開(kāi)采技術(shù)的進(jìn)步和大型設(shè)備的逐步應(yīng)用，我國(guó)露天鐵礦的規(guī)模不斷擴(kuò)大。隨著開(kāi)采深度增加，邊坡高度逐步加大，國(guó)內(nèi)大型骨干露天鐵礦已大都轉(zhuǎn)入深凹或凹陷開(kāi)采，目前最大邊坡高度已達(dá)200～300 m，部分礦山設(shè)計(jì)的最大總體邊坡高度達(dá)600 m，隨著技術(shù)裝備水平的進(jìn)一步提高和勘探深度的增加，甚至可能達(dá)到700 m左右。隨著露天開(kāi)采合理深度的不斷增加，露天礦固定邊坡也逐漸出露和擴(kuò)展，相應(yīng)的露天邊坡維持時(shí)間也在增長(zhǎng)，邊坡的不穩(wěn)定因素也隨之增加。礦山邊坡穩(wěn)定性直接影響了礦山人員及生產(chǎn)設(shè)備的安全，并對(duì)礦山生產(chǎn)及運(yùn)輸通道、排水系統(tǒng)功能發(fā)揮、礦山排巖系統(tǒng)的安全運(yùn)行有較大影響[1-3]。對(duì)此，針對(duì)尖山鐵礦邊坡特征，開(kāi)發(fā)了高陡邊坡智能在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)可精確、實(shí)時(shí)、全天候、全自動(dòng)獲取變形觀測(cè)點(diǎn)的有關(guān)三維坐標(biāo)信息，通過(guò)工程技術(shù)人員結(jié)合礦山實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)一步的分析、處理與判斷，得出最終變形的分析成果報(bào)告，為安全決策提供有力支持。本研究對(duì)該系統(tǒng)的各子系統(tǒng)功能進(jìn)行詳細(xì)分析，為類(lèi)似礦山邊坡治理提供參考。

1尖山鐵礦邊坡概況

尖山鐵礦邊坡巖體松散、巖石滑落，預(yù)留的清掃平臺(tái)堆積了大量的松散巖石。受地質(zhì)條件、爆破等因素影響，陸續(xù)發(fā)育了一些危害變形區(qū)，2012年完成了西端幫向斜核部滑坡區(qū)、北幫不穩(wěn)定區(qū)和北排土場(chǎng)滑坡區(qū)3個(gè)邊坡治理工程的施工，但新的危害變形區(qū)仍在不斷發(fā)育，表現(xiàn)為安全平臺(tái)出現(xiàn)了一些平行于巖層走向的裂縫，以及邊坡上發(fā)生的局部坍塌、滑坡等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了采場(chǎng)的安全生產(chǎn)。隨著礦山不斷開(kāi)采(特別是近地表開(kāi)采)，巖石應(yīng)力結(jié)構(gòu)不斷變化，地表因建設(shè)導(dǎo)致的地貌變化、爆破地震波對(duì)地表的影響以及礦區(qū)地質(zhì)特征等均會(huì)對(duì)礦區(qū)地表建(構(gòu))筑物、邊坡造成嚴(yán)重影響(如變形、沉降、扭曲等)。自2009年開(kāi)始，尖山鐵礦逐步在邊坡上建設(shè)了10多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每月進(jìn)行監(jiān)測(cè)，2011年開(kāi)始逐步增加至77個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每月進(jìn)行1次監(jiān)測(cè)，并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)

《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》(GB 16423—2006)、《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ 0240—2004)、《國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室關(guān)于貫徹落實(shí)<國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知>精神進(jìn)一步加強(qiáng)非煤礦山安全生產(chǎn)工作的實(shí)施意見(jiàn)》等均對(duì)邊坡監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)提出了明確要求。根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局《關(guān)于在非煤礦山推廣使用安全生產(chǎn)先進(jìn)適用技術(shù)和裝備的指導(dǎo)意見(jiàn)》(安監(jiān)總管一[2009]177號(hào))第3部分高陡邊坡安全監(jiān)測(cè)技術(shù)的規(guī)定：露天礦山應(yīng)通過(guò)GPS或其他傳感、遙感技術(shù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)邊坡位移等相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為高陡邊坡安全預(yù)測(cè)預(yù)警提供技術(shù)支撐。2012年12月，山西省安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局明確要求尖山鐵礦實(shí)施邊坡在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)方案。

2.2系統(tǒng)架構(gòu)及功能設(shè)計(jì)2.2.1系統(tǒng)架構(gòu)

高陡邊坡智能在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)采用總體設(shè)計(jì)、分項(xiàng)實(shí)施的架構(gòu)模式，包括邊坡表面位移監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、氣象監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、防雷與供電系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)、紅外入侵告警子系統(tǒng)等。所有子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端(前端數(shù)據(jù)處理器)布置于監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，用于在線實(shí)時(shí)采集各監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。監(jiān)控中心子系統(tǒng)設(shè)置于礦業(yè)公司的辦公區(qū)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集、分析、顯示、綜合預(yù)警、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及Web數(shù)據(jù)發(fā)布等。

2.2.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

(1)測(cè)量系統(tǒng)。①完成150個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，精度要求：水平位移監(jiān)測(cè)的點(diǎn)位中誤差不大于6 mm；垂直位移監(jiān)測(cè)的高程中誤差不大于3mm，測(cè)量周期2～24 h(可調(diào))。②完成1套雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量準(zhǔn)確度：降水量小于10 mm，測(cè)量誤差±0.2 mm；降水量不小于10 mm，測(cè)量誤差±(0.2 mm+1%)。③完成10套太陽(yáng)能無(wú)線視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及18套光網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，技術(shù)要求：200萬(wàn)像素、36倍光學(xué)變焦，紅外光束傳輸距離100 m。

(2)綜合分析預(yù)警系統(tǒng)。①按實(shí)時(shí)變形與累計(jì)變形分別顯示，將不同變形程度的區(qū)域按顏色或采取其他方式區(qū)分，確保清晰可見(jiàn)；②滑坡區(qū)域的可視化(與采場(chǎng)現(xiàn)狀圖疊加)；③實(shí)時(shí)報(bào)告變形值與變形速率，形成固定格式報(bào)表，可繪制各點(diǎn)位的歷史曲線。

(3)預(yù)警報(bào)警功能。監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)預(yù)警、報(bào)警功能，當(dāng)監(jiān)測(cè)參數(shù)有向危險(xiǎn)狀態(tài)演變的趨勢(shì)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信息；當(dāng)監(jiān)測(cè)參數(shù)超過(guò)預(yù)設(shè)警戒值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信息。在預(yù)警、報(bào)警發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)行語(yǔ)音提示預(yù)警、報(bào)警信息，文字提示預(yù)警、報(bào)警信息，手機(jī)短信提示預(yù)警、報(bào)警信息。該類(lèi)信息可同步傳輸至現(xiàn)場(chǎng)值班室、總調(diào)度室、安環(huán)部等部門(mén)。

2.3系統(tǒng)技術(shù)性能

巡測(cè)采樣時(shí)間小于10 min，單點(diǎn)采樣時(shí)間小于1 min，系統(tǒng)具有人為設(shè)定功能。測(cè)量周期為10 min～30 d(可調(diào))。工作電壓220(±10%)V，故障率不大于5%。防雷電感應(yīng)不小于1 000 V。系統(tǒng)接地電阻不大于10 Ω。傳感器具有溫度補(bǔ)償?shù)裙δ?，避免各種情況下影響精度的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象的出現(xiàn)。數(shù)據(jù)采集裝置的測(cè)量范圍滿(mǎn)足被測(cè)對(duì)象有效工作范圍的要求。通信方式為光纖通信或無(wú)線傳輸。系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備具備室外防護(hù)等級(jí)，滿(mǎn)足風(fēng)沙、溫度、日照、雷電等惡劣環(huán)境下工作參數(shù)要求。

3子系統(tǒng)功能

3.1監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)3.1.1表面位移測(cè)量原理

礦山邊坡地表位移極坐標(biāo)測(cè)量法是將儀器架設(shè)于己知坐標(biāo)的穩(wěn)定點(diǎn)上，利用己知點(diǎn)進(jìn)行定向，觀測(cè)未知點(diǎn)的水平角、垂直角和斜距，結(jié)合該類(lèi)測(cè)量數(shù)據(jù)和己知點(diǎn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出未知點(diǎn)的三維坐標(biāo)。智能機(jī)器人是一種可進(jìn)行自動(dòng)搜索、跟蹤、辨識(shí)和精確找準(zhǔn)目標(biāo)并獲取角度、距離、三維坐標(biāo)以及影像等信息的智能型電子全站儀。利用智能機(jī)器人進(jìn)行邊坡自動(dòng)化變形監(jiān)測(cè)，即1臺(tái)智能全站儀與監(jiān)測(cè)點(diǎn)目標(biāo)(照準(zhǔn)棱鏡)及上位控制計(jì)算機(jī)組成變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)全天候無(wú)人值守監(jiān)測(cè)，其實(shí)質(zhì)為自動(dòng)極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)無(wú)需人工干預(yù)，自動(dòng)采集、傳輸和處理變形點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)，利用因特網(wǎng)或其他局域網(wǎng)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。該系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)成本低、系統(tǒng)維護(hù)管理簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)精度高，監(jiān)測(cè)測(cè)距精度可達(dá)±(1 mm+1×10-6D)(D為監(jiān)測(cè)點(diǎn)與基點(diǎn)的距離)。

3.1.2監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

結(jié)合邊坡實(shí)際情況，參考相關(guān)規(guī)范及類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn)，邊坡每30～60 m高差布設(shè)1排監(jiān)測(cè)點(diǎn)(圖1)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離：邊坡長(zhǎng)度小于300 m時(shí)，宜取20～100 m；邊坡長(zhǎng)度300～1 000 m時(shí)，宜取0～200 m；邊坡長(zhǎng)度大于1 000 m時(shí)，宜取100～300 m。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，邊坡面共設(shè)置監(jiān)測(cè)棱鏡點(diǎn)位150個(gè)，在邊坡面堅(jiān)固的山體上設(shè)置2臺(tái)智能全站儀對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每臺(tái)全站儀與所測(cè)測(cè)點(diǎn)間須通透，每臺(tái)全站儀上設(shè)置1套GPS校準(zhǔn)系統(tǒng)，用GPS長(zhǎng)期數(shù)據(jù)對(duì)全站儀自身的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，另外，每臺(tái)全站儀位置固定1個(gè)棱鏡，作為另1臺(tái)全站儀的后視點(diǎn)。系統(tǒng)將部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)由2臺(tái)測(cè)量機(jī)器人同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)相關(guān)軟件進(jìn)行解算，進(jìn)一步提高監(jiān)測(cè)精度。

圖1　邊坡監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布(局部)

3.2高清視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

3.2.1監(jiān)測(cè)原理

高清視頻監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡面實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，能對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)需提供不小于2個(gè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控客戶(hù)端。視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有回放、錄像以及預(yù)置位功能，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攝像頭實(shí)時(shí)拍攝并傳輸至調(diào)度室顯示屏上，可直觀地顯示邊坡運(yùn)行情況。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模式為高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、硬盤(pán)錄像機(jī)、PC客戶(hù)端(圖2)，其中硬盤(pán)錄像機(jī)自帶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)硬盤(pán)，PC客戶(hù)端通過(guò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用存儲(chǔ)于硬盤(pán)錄像機(jī)中的視頻文件。攝像機(jī)與硬盤(pán)錄像機(jī)的連接線為光纜或485傳輸線，硬盤(pán)錄像機(jī)與PC客戶(hù)端之間為交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)，連線為網(wǎng)線或網(wǎng)線轉(zhuǎn)光纖再轉(zhuǎn)網(wǎng)線。針對(duì)邊坡入口部署的紅外入侵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行了視頻監(jiān)控連鎖，只要紅外入侵系統(tǒng)某點(diǎn)被觸發(fā)，鄰近視頻自動(dòng)按預(yù)設(shè)要求進(jìn)行旋轉(zhuǎn)跟蹤。

圖2　視頻監(jiān)測(cè)原理

3.2.2測(cè)點(diǎn)布置

在邊坡面具有代表性的或重要的區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的視頻影像。本研究共設(shè)置了28個(gè)視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)，針對(duì)土場(chǎng)、采場(chǎng)道路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)等變化頻繁，大型運(yùn)礦車(chē)輛行走等不便于線路架設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的區(qū)域，采取了風(fēng)電互補(bǔ)的清潔能源供電技術(shù)與無(wú)線網(wǎng)橋傳輸技術(shù)，大幅度擴(kuò)展了視頻監(jiān)測(cè)的范圍。

3.3降雨量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)3.3.1監(jiān)測(cè)原理

降雨量監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)可及時(shí)掌握野外邊坡區(qū)域詳細(xì)、精準(zhǔn)的降雨信息，根據(jù)降雨量進(jìn)行演算，為邊坡監(jiān)測(cè)和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。該系統(tǒng)主要對(duì)邊坡區(qū)域降雨量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)布設(shè)一定數(shù)量的雨量站，及時(shí)掌握降雨情況。在合理布設(shè)雨量監(jiān)測(cè)站后，對(duì)各站的雨量閾值進(jìn)行分析計(jì)算，確定滑坡的臨界雨量范圍，一旦降雨達(dá)到臨界雨量，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)布滑坡警報(bào)。

3.3.2測(cè)點(diǎn)布置

由于邊坡區(qū)域面積相對(duì)較小，本研究?jī)H布置1個(gè)降雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)即可滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)要求。降雨量監(jiān)測(cè)設(shè)備為MTR-02翻斗式雨量計(jì)，要求儀器的承雨口高度與地平面的距離為70 cm，確保儀器周?chē)?～5 m無(wú)高于儀器承雨口的遮蔽物，雨量計(jì)固定于基座上即可。

3.4紅外入侵告警子系統(tǒng)

紅外對(duì)射探測(cè)器的紅外光每秒可不間歇地發(fā)射1 000束光束，該類(lèi)光束傳輸距離較短(600 m內(nèi))。安裝光束遮斷方式的探測(cè)器后，當(dāng)有人橫跨過(guò)監(jiān)控防護(hù)區(qū)時(shí)，遮斷不可見(jiàn)的紅外線光束從而可引發(fā)警報(bào)。在采場(chǎng)邊坡平臺(tái)入口位置建設(shè)15套紅外入侵監(jiān)測(cè)高分貝語(yǔ)音告警系統(tǒng)，當(dāng)有人、車(chē)闖入未經(jīng)許可的入口時(shí)，可高音警報(bào)提示，同時(shí)鄰近攝像頭切換至預(yù)設(shè)位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并將報(bào)警信號(hào)傳回監(jiān)控中心。

3.5專(zhuān)家軟件系統(tǒng)

專(zhuān)家軟件系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，不僅可直觀查看實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，組織成各種生產(chǎn)報(bào)表，而且可結(jié)合專(zhuān)家軟件模型，綜合處理各種數(shù)據(jù)，得到科學(xué)的分析結(jié)果，從而指導(dǎo)生產(chǎn)，確保邊坡安全運(yùn)行。高陡邊坡智能在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)架構(gòu)，支持IE多種瀏覽器訪問(wèn)模式，軟件使用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)+菜單欄結(jié)構(gòu)設(shè)置，礦山企業(yè)可將下屬各邊坡的信息進(jìn)行統(tǒng)一管理發(fā)布。該系統(tǒng)預(yù)留TCP/IP協(xié)議端口，并支持Server、Client 2種傳輸模式，可將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)按縣、市等相關(guān)平臺(tái)接口定義發(fā)送。該軟件系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、智能化程度高，其中內(nèi)置表面位移、內(nèi)部位移、降雨量的三級(jí)預(yù)警值，允許用戶(hù)根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整干灘、浸潤(rùn)線、庫(kù)水位的三級(jí)預(yù)警值，可最大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)需求。該軟件系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

(1)可實(shí)時(shí)顯示各種監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)、測(cè)量數(shù)據(jù)及相關(guān)信息，用戶(hù)可自定義采樣間隔及記錄頻率，系統(tǒng)也可根據(jù)雨量大小及各種季節(jié)的氣候條件自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的采樣記錄間隔，最大限度地保障邊坡系統(tǒng)安全。

(2)采用最新的SQL2008開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，數(shù)據(jù)庫(kù)不僅記錄各類(lèi)采樣數(shù)據(jù)信息，而且記錄時(shí)、周、月、季、年的數(shù)據(jù)平均值，便于用戶(hù)隨時(shí)調(diào)用。

(3)提供多種諸如位移、內(nèi)部位移、水位水壓、降雨量等采集設(shè)備的時(shí)程曲線，并可根據(jù)要求提供單向曲線、多項(xiàng)復(fù)合曲線、直方圖等，最大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

(4)可輸出多種文件格式，方便用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印、分析、提交。

(5)具有自動(dòng)跑馬燈式報(bào)警功能，一旦某一項(xiàng)發(fā)生預(yù)警，會(huì)立即在醒目位置進(jìn)行提示，同時(shí)將預(yù)警數(shù)據(jù)傳輸至縣、市管理平臺(tái)，并根據(jù)相關(guān)設(shè)置，發(fā)出聲光、短信等報(bào)警通知。

(6)提供靜態(tài)以及人工巡檢數(shù)據(jù)輸入功能，管理者可隨時(shí)調(diào)閱企業(yè)的各類(lèi)信息，同時(shí)對(duì)需要人工巡檢的數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)庫(kù)支持，最大限度地滿(mǎn)足企業(yè)需求。

(7)對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)用戶(hù)進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)不同用戶(hù)的權(quán)限進(jìn)行設(shè)定，用戶(hù)登錄信息自動(dòng)計(jì)入系統(tǒng)日志，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

(8)綜合預(yù)警模塊具有設(shè)置各種報(bào)警參數(shù)的功能，包括位移、水位水壓等傳感器的信息。

4應(yīng)用成果

尖山鐵礦在邊坡上建設(shè)了150個(gè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、28個(gè)視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)、15套紅外入侵告警系統(tǒng)、1個(gè)降雨量監(jiān)測(cè)點(diǎn)。每小時(shí)對(duì)全部150個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行1次測(cè)量分析，在發(fā)現(xiàn)異常位移時(shí)可智能調(diào)整監(jiān)控頻次，增加對(duì)異常區(qū)域的監(jiān)控力度，發(fā)揮了及時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)預(yù)警的作用。監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平、垂直位移數(shù)據(jù)如圖3、圖4所示。

圖3　水平位移數(shù)據(jù)

圖4　垂直位移數(shù)據(jù)

5結(jié)語(yǔ)

針對(duì)尖山鐵礦邊坡特征，開(kāi)發(fā)了高陡邊坡智能在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)特征有：①采用智能機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)預(yù)警的自動(dòng)化、智能化，系統(tǒng)可全天候運(yùn)行，監(jiān)測(cè)成本低，監(jiān)測(cè)精度高，監(jiān)測(cè)可靠性高，且管理維護(hù)簡(jiǎn)單，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、短信報(bào)警等高級(jí)功能。②高清視頻監(jiān)測(cè)作為智能機(jī)器人的補(bǔ)充，可實(shí)現(xiàn)對(duì)邊坡面的全區(qū)域覆蓋實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控，避免了點(diǎn)監(jiān)測(cè)存在的弊端。該系統(tǒng)的投入運(yùn)行，大幅度提高了采場(chǎng)安全管控和預(yù)警水平，為確保尖山鐵礦的安全生產(chǎn)提供了有力保障。

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Intelligent Online Monitoring and Warning System of the High and Steep Side Slope of Jianshan Iron Mine

Zhang ZhonglinBo JianfenHuang Yongqiang

(Jianshan Iron Mine, Taisteel Group Mining Company Co.,Ltd.)

AbstractThe height of the side slope has been reached to 280 m since Jianshan iron mine put into operation.The previous management and monitoring method of the side slope is based on the regular manual measurement of 77 monitoring points and analysis of the data collected from the 77 monitoring points,which is affected easily by the factors of weather,management,technique and so on.In addition,the accuracy,traceability and consistency of the data collected from the 77 monitoring points are not accurate.In order to get the security situation information timely of the side slope of Jianshan iron mine,the intelligent online monitoring and warning system of the high and steep side slope of Jianshan iron mien is developed,the system architecture is analyzed and the functions of the subsystems of the system are discussed in detail.The application results show that the operation of the system developed in this paper is stable,the effects is significant,therefore,it can provide some reference for the similar mine.

KeywordsHigh and steep side slope, Monitoring and management, Intelligent online monitoring and warning system

(收稿日期2016-01-07)

楊忠林(1969—)，男，高級(jí)工程師，030304 山西省太原市。