江 晨

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局324地質(zhì)隊，安徽 池州 247100）

1 礦山邊坡變形監(jiān)測的意義

我國礦產(chǎn)資源豐富，現(xiàn)有礦產(chǎn)儲藏種類多達數(shù)百種，能夠全面推動社會經(jīng)濟的發(fā)展。各地為了增加產(chǎn)量，過度擴大礦產(chǎn)生產(chǎn)規(guī)模，由此所帶來的問題會極大影響邊坡穩(wěn)定性。

在邊坡工程建設(shè)期間需要監(jiān)測邊坡工程安全，其作用主要表現(xiàn)在以下方面：第一，能夠?qū)吰率┕ず瓦吰路€(wěn)定性進行評價，并且做好相關(guān)預(yù)測報告，掌握滑坡體演變過程，及時了解和掌握崩塌與滑坡災(zāi)害特征信息。第二，為避免滑坡和滑動能夠提供支持，能夠?qū)逻吔鐥l件，滑動方向和危害程度進行預(yù)測和預(yù)報，全面減輕和防止災(zāi)害損失問題。第三，能夠已經(jīng)出現(xiàn)滑動破壞和加固處理后滑坡問題進行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果能夠?qū)绿幚硇Ч叨冗M行評價[1]。

2 礦山邊坡變形監(jiān)測任務(wù)和內(nèi)容

（1）監(jiān)測任務(wù)。第一，提供邊坡發(fā)生惡性滑坡報警，這樣能夠確保施工人員和設(shè)備的安全，在變形穩(wěn)定時能夠?qū)⒕瘓蠼獬?，便于后期生產(chǎn)。第二，可以提供可靠性的監(jiān)測文件資料，這樣能夠?qū)Σ环€(wěn)定邊坡變形情況進行識別，便于制定減災(zāi)和防災(zāi)措施[2]。第三，提供礦山邊坡信息，這樣能夠便于山礦整采和挖掘，還能夠?qū)υO(shè)計方案進行修改調(diào)整。

邊坡監(jiān)測主要是為了觀測可能會出現(xiàn)滑坡危險的邊坡，能夠明確滑動性和規(guī)模，并且能夠?qū)虑闆r進行準(zhǔn)確預(yù)報。

（2）礦山邊坡變形監(jiān)測內(nèi)容。第一，選定變形監(jiān)測基準(zhǔn)點。礦山邊坡變形監(jiān)測基準(zhǔn)點選擇能夠?qū)PS監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性造成極大影響，這就要求確保GPS監(jiān)測基準(zhǔn)點可靠，不會受到其它因素影響。第二，設(shè)計GPS變形監(jiān)測網(wǎng)：GPS變形監(jiān)測網(wǎng)主要是借助GPS技術(shù)監(jiān)測礦山邊坡變形情況，并且按照不同監(jiān)測目的選擇適宜的監(jiān)測網(wǎng)和基點坐標(biāo)。第三，GPS監(jiān)測和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：在野外作業(yè)時需要采集數(shù)據(jù)，并且使用單頻GPS接收機，其中除了在監(jiān)測基點布設(shè)接收機，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不間斷觀測，其他接收機則應(yīng)當(dāng)布設(shè)在各相應(yīng)監(jiān)測點中。GPS監(jiān)測系統(tǒng)所常用的數(shù)據(jù)形式為經(jīng)緯度和高程。在監(jiān)測邊坡變形情況時不需要轉(zhuǎn)換坐標(biāo)，對在不同時間觀測結(jié)果進行比對分析能夠計算出相應(yīng)位移量。

3 邊坡變形監(jiān)測實施

在布置觀測點時需要優(yōu)先選擇以下地段：巖層節(jié)理發(fā)育，風(fēng)化帶以及破碎帶等地質(zhì)條件比較復(fù)雜的地段；服務(wù)年限長且形成較高邊坡的地段。觀測線的布設(shè)數(shù)量主要與滑坡范圍的邊坡巖石力學(xué)性質(zhì)，滑坡范圍以及地質(zhì)條件復(fù)雜程度具有較大關(guān)聯(lián)性。通常情況下，需要在沿預(yù)計最大滑動速度方向和滑體中央位置布設(shè)一條，在以上位置兩側(cè)再布設(shè)數(shù)條。當(dāng)滑體存在特殊性部位時應(yīng)當(dāng)設(shè)置獨立的觀測點進行監(jiān)測。

對于水準(zhǔn)基點來說，不需要將其建立在高程控制系統(tǒng)中，可以非移動區(qū)的不同臺階上進行建立，并且確保不同觀測點不少于三個。在觀測期間需要在同級水準(zhǔn)基點間進行監(jiān)測。為了確保工作點礦區(qū)的高程值統(tǒng)一，可以使用外水準(zhǔn)方式聯(lián)合測量各組水準(zhǔn)基點。

4 礦區(qū)邊坡變形監(jiān)測實例分析

（1）監(jiān)測礦區(qū)介紹。某礦區(qū)位于該省X鎮(zhèn)境內(nèi)，與市區(qū)的距離為38km左右。初步設(shè)計將該礦區(qū)作為地區(qū)采礦場進行建設(shè)。

（2）礦區(qū)邊坡GPS監(jiān)測網(wǎng)系統(tǒng)。使用GPS技術(shù)進行位移監(jiān)測通常具備兩種方案：方案一：第一種方案是在監(jiān)測點上建立無人值守GPS觀測系統(tǒng)，利用軟件控制能夠?qū)崿F(xiàn)變形分析預(yù)測和實時監(jiān)測效果。

第二種方案是使用多臺GPS接收機，定期觀測監(jiān)測點情況，在對監(jiān)測數(shù)據(jù)處理之后可以分析和預(yù)報變形情況。第一種方案可以實現(xiàn)實時監(jiān)測分析，具有較高的自動化效果。第二種方案雖然在自動化程度以及勞動強度方面都不如第一種方案，但是監(jiān)測成本比較低，如果存在多個監(jiān)測點，會充分凸顯出監(jiān)測優(yōu)勢。所以應(yīng)用GPS監(jiān)測該礦區(qū)邊坡變形情況時需要采用第二種方案，這樣能夠降低監(jiān)測系統(tǒng)的成本。

圖1 設(shè)計方案圖

（3）邊坡平面位移監(jiān)測網(wǎng)。優(yōu)化設(shè)計邊坡安全監(jiān)測網(wǎng)以及開展首次監(jiān)測時，首先需要分析增強網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，并且分析到高精度測量儀器的現(xiàn)狀發(fā)展情況，在平面位移監(jiān)測中共設(shè)置8個監(jiān)測點，圖1為設(shè)計方案圖。

（4）參數(shù)化選擇與對比分析。第一，高度截止角對比。使用20°和25°高度截止角，并且利用專業(yè)軟件開展基線解算。利用GPS和常規(guī)邊角網(wǎng)觀測值比較結(jié)果，認(rèn)為選擇20°高度截止角的效果最佳。第二，對比分析時段長度：此次研究對所觀測到的數(shù)據(jù)進行比較分析，將高速截止角設(shè)定在20°，并且分解為3h，6h和12h，使用專業(yè)計算軟件對不同時間所監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行解釋和計算，通過分析基線影響能夠看出，在觀測時間為3h時就能夠滿足相關(guān)要求，在觀測時間為6h和12h時，礦區(qū)邊坡變形參數(shù)觀測值無明顯差別。第三，起算點坐標(biāo)精度。以基準(zhǔn)點的單點定位坐標(biāo)作為起算點。使用相關(guān)專業(yè)軟件解釋和計算精密基線，通過對比分析聯(lián)測精確的地心坐標(biāo)結(jié)果，得出以下結(jié)論：起算點聯(lián)測精確的地心坐標(biāo)能夠提升基線解釋計算的精度，其對結(jié)果的影響比較大。第四，估計流層參數(shù)。選擇對流層參數(shù)估計和無對流層參數(shù)估計方法，通過專業(yè)軟件解釋和計算精密基線，通過分析不同基線精度影響之后可以發(fā)現(xiàn)，無對流層參數(shù)估計解算結(jié)果明顯優(yōu)于對流層參數(shù)估計結(jié)果。

5 結(jié)語

本文通過對某礦區(qū)邊坡變形情況的監(jiān)測分析，了解了導(dǎo)致礦區(qū)邊坡變形的各影響因素，在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計了監(jiān)測控制網(wǎng)，通過對比分析驗證了GPS技術(shù)在礦區(qū)邊坡變形監(jiān)測中的應(yīng)用價值，明確了最佳觀測參數(shù)，希望可以對生產(chǎn)實踐起到參考作用。