陶 偉

（甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，貴州 福泉 550508）

引言

排土場與采場是露天礦場的重要工作場所，其中采場是主要工作地點，主要負(fù)責(zé)采礦工作，而在采礦開展的過程中，因礦石回采工作的繼續(xù)，會形成一定的邊坡。排土場主要是處理一些廢料，隨著工作的開展，排土場也會堆積如山，所產(chǎn)生的邊坡穩(wěn)定性問題也是比較嚴(yán)重的，因此，對于邊坡穩(wěn)定性的災(zāi)害預(yù)警技術(shù)進(jìn)行分析，具有很好的現(xiàn)實意義。

1 露天礦排土場與采場的實際情況分析

1.1 環(huán)境情況

1.1.1 地理情況

就目前來看，露天礦場的地理環(huán)境大多比較惡劣，由于長期開采所產(chǎn)生的環(huán)境問題也是比較嚴(yán)重的。我們在分析的過程中也主要探索一些地理環(huán)境較為特殊的地區(qū)，這樣所研究的問題具有實際意義，也能有針對性的分析災(zāi)害預(yù)警技術(shù)。在很多露天礦場的施工地點，可能存在土質(zhì)堅硬，水土流失嚴(yán)重等問題，比較典型的是黃土高原地區(qū)，由于其本身存在各種地質(zhì)災(zāi)害，再加之開采礦物存在風(fēng)險，所以說地理環(huán)境所造成的問題也是比較嚴(yán)重的。當(dāng)遇到較為惡劣的環(huán)境變化時，所產(chǎn)生的問題也是比較多的，如果不能建立有效的災(zāi)害預(yù)警機(jī)制，不能采取先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警，那么很容易對采礦場本身造成破壞，更容易威脅人們的生命安全。

1.1.2 交通情況

不僅僅天然地理環(huán)境會造成若干問題，大多數(shù)礦場旁邊可能存在鐵路以及其他公路，雖然公路的建設(shè)有很多好處，但是由于車輛往來所產(chǎn)生的震動會對采場邊坡產(chǎn)生一定的影響，采場與排土場所產(chǎn)生的邊坡受力比較復(fù)雜，可能輕微震動就產(chǎn)生巨大的破壞，也可能產(chǎn)生更多的連鎖反應(yīng)。交通情況往往是后期建設(shè)所產(chǎn)生的問題，大多數(shù)采礦場地理位置較偏僻，但是由于路況不好導(dǎo)致的采場與排土場較為封閉的問題也是比較麻煩的，更是給工作人員的日常生活造成了諸多不便，災(zāi)害處理的過程中必須平衡交通問題的利與弊。所以說，針對具體環(huán)境做具體分析也是有實際意義的，盡可能的減少交通問題帶來的影響，才能保障邊坡穩(wěn)定性。

1.1.3 氣候情況

從實際角度來分析可以發(fā)現(xiàn)，氣候因素對于邊坡穩(wěn)定性的影響也是比較大的，這也是在實際采礦過程中必須要考慮到的問題。而且很多采礦場和排土場所在的位置都是比較復(fù)雜的，在一些水土流失較為嚴(yán)重的地區(qū)，較為惡劣的氣候條件更是會導(dǎo)致環(huán)境災(zāi)害，長此以往必然會對邊坡穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。這樣在預(yù)測的過程中，應(yīng)當(dāng)將氣候問題納入其中，并作為重點考察項目。根據(jù)實際情況的分析，也可以發(fā)現(xiàn)很多地區(qū)風(fēng)沙天氣比較嚴(yán)重，由于長期的侵蝕，給采場和排土場的邊坡造成一定的影響。這種經(jīng)常性的侵害會使得邊坡不穩(wěn)定，產(chǎn)生一定的問題，久而久之會對其造成一定的影響?？赡茉谀骋粫r間段并不會產(chǎn)生明顯的變化，但是長期的受力作用必然會導(dǎo)致更多問題的發(fā)生。而在雨水天氣較為嚴(yán)重的時候，則會對采場和排土場邊坡穩(wěn)定性造成更加嚴(yán)重的影響。一些地區(qū)的雨水情況比較復(fù)雜，而且在雨季還會伴隨著各種各樣的惡劣氣候，這些問題都屬于自然災(zāi)害的類型，在采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析的過程中，應(yīng)當(dāng)重點考慮。而且在災(zāi)害預(yù)警技術(shù)使用的過程中，也應(yīng)當(dāng)將氣候元素看作重要影響因素。

1.2 施工情況

1.2.1 露天礦概述

既然我們要分析采場和排土場邊坡穩(wěn)定性的災(zāi)害預(yù)警技術(shù)，那么首先要對施工情況進(jìn)行一定的探索，在采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析的過程中以及相關(guān)災(zāi)害預(yù)警技術(shù)使用的過程中，我們一定要明確露天礦的具體概念以及露天礦的實際情況。在我國大多數(shù)地區(qū)露天礦所面臨的情況都是比較復(fù)雜的，主要是由于地理位置以及交通情況，人文因素等等所產(chǎn)生的影響，使得露天礦會存在著一定的危險因素。而近些年來由于技術(shù)水平不斷提高以及災(zāi)害預(yù)警技術(shù)的不斷提高，露天礦的安全等級已經(jīng)在不斷的提高，不會出現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的大面積災(zāi)難，也不會給人們造成很嚴(yán)重的生命安全威脅。在露天礦進(jìn)行施工的過程中采場和排土場發(fā)揮著重要的作用，采場是進(jìn)行挖礦以及礦石堆積的重要地點，而采場所形成的邊坡問題也是比較多的，如何更好地分析其受力情況，如何更好地提高其安全等級，這些都是對財產(chǎn)進(jìn)行改進(jìn)過程中需要重點考慮的問題，而排土場主要是堆放一些廢料，由于長期的工作所產(chǎn)生的問題也是比較多的，排土場逐漸的增高，問題也日漸的凸顯出來。

1.2.2 主要技術(shù)指標(biāo)

我們要針對于露天礦的實際情況進(jìn)行分析，對采場和排土場穩(wěn)定性進(jìn)行一定的探索，相對應(yīng)的提出災(zāi)害預(yù)警技術(shù)，這也是對采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性的技術(shù)情況進(jìn)行一定的總結(jié)，分析存在的問題，并針對實際情況提出解決措施，為災(zāi)害預(yù)警技術(shù)帶來更多的幫助。其主要技術(shù)指標(biāo)包括很多方面，在分析的過程中應(yīng)當(dāng)考慮到更多的實際因素，在采場和排土場堆積材料的過程中，首先要考慮到其具體的受力問題以及穩(wěn)定性問題。在堆積的過程中，較大型材料應(yīng)當(dāng)向下堆積，而且邊坡形成的過程中，如何確保長期結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，如何確保其平滑性，這些都需要進(jìn)行具體的設(shè)計，而不是一味的進(jìn)行堆放，這樣很容易導(dǎo)致嚴(yán)重的受力問題。這些問題固然是采場和排土場中的重要技術(shù)指標(biāo)，但是也還包括一些化學(xué)問題及其他的自然環(huán)境問題，可能因為氣候較為惡劣，或者是當(dāng)?shù)販囟壬叩鹊?，給采礦廠的實際情況造成嚴(yán)重的影響。還有可能產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，造成嚴(yán)重的爆炸等等問題。這些都是技術(shù)指標(biāo)問題，在災(zāi)害預(yù)警技術(shù)使用的過程中，將以上問題列為主要技術(shù)內(nèi)容，并對其相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實時探測，具有很重要的現(xiàn)實意義。

2 排土場與采場邊坡失穩(wěn)情況的預(yù)警技術(shù)分析

2.1 函數(shù)模型分析

預(yù)警技術(shù)并不是單純的檢測問題，也不是單純的對某一數(shù)據(jù)進(jìn)行探測就能夠解決實際問題的，在露天礦分析的過程中會發(fā)現(xiàn)，由于復(fù)雜的影響因素所導(dǎo)致的穩(wěn)定性問題都是比較嚴(yán)重的，這也是破壞采場和排土場的重要問題。所以說對采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行受力分析具有一定的現(xiàn)實意義。進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的過程中不能夠在現(xiàn)場進(jìn)行檢測，這樣所得的數(shù)據(jù)是不夠全面的，而且分析問題過程中所浪費的時間，造成的實際問題也是更多的。通過電子計算機(jī)進(jìn)行函數(shù)圖像的模擬，建立很好的數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠仿真實際問題，也能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行更好的修改。通過計算機(jī)就能夠模擬出相關(guān)問題并修改數(shù)據(jù)，既能夠節(jié)約時間同時也能夠避免產(chǎn)生更多的現(xiàn)場問題。在進(jìn)行數(shù)學(xué)建模以及函數(shù)圖像分析的過程中，要盡可能的進(jìn)行實地勘測，對實際情況進(jìn)行分析。建立的數(shù)學(xué)模型要足夠全面，足夠準(zhǔn)確，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的過程中，眾多影響因素要作為輸入量，對其穩(wěn)定性進(jìn)行分析的過程中充分的利用自動控制原理的知識，解決邊坡穩(wěn)定性問題，并給予災(zāi)害檢測技術(shù)更多的數(shù)據(jù)參考，這樣才是一個整體的改進(jìn)方案。

2.2 檢測系統(tǒng)的使用

在災(zāi)害預(yù)警技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，不可避免的一個問題是檢測問題，檢測的過程中需要考慮檢測的數(shù)據(jù)，檢測使用的傳感器以及檢測過程中需要將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成何種信號。如何對信號進(jìn)行分析，如何對其進(jìn)行處理，怎樣有效的將其轉(zhuǎn)化為人們可用的信息，還要對檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行一定的分析，避免由于檢測系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，災(zāi)害檢測技術(shù)也起重要作用。在檢測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，所需要的傳感器是比較復(fù)雜的，一些傳感器需要對當(dāng)?shù)氐氖芰η闆r進(jìn)行分析，要對其壓力，環(huán)境變化以及溫度等等做出靈敏的反應(yīng)，而且要將其轉(zhuǎn)化為有效的電信號，電信號通過計算機(jī)進(jìn)行分析，人們可以有效的獲得當(dāng)?shù)氐那闆r，及時的作出反應(yīng)。這樣一個完善的檢測系統(tǒng)是在預(yù)警技術(shù)中的一個重要環(huán)節(jié)，當(dāng)然不同的災(zāi)害預(yù)警技術(shù)所使用的檢測系統(tǒng)是不同的，所傳達(dá)信息的方式也是不同的，這還要根據(jù)具體的災(zāi)害預(yù)警技術(shù)進(jìn)行分析，不可一概而論，避免固定的思路影響了災(zāi)害預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用。

2.3 自動預(yù)警相關(guān)功能的設(shè)計

我們在災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要考慮到許多實際問題，其中比較重要的一項是如何實現(xiàn)自動預(yù)警技術(shù)。畢竟災(zāi)害檢測并不是說人們主動的去檢測才會發(fā)現(xiàn)問題，很多時候是在自然環(huán)境發(fā)生變化，或者是采場和排土場邊坡穩(wěn)定性出現(xiàn)了嚴(yán)重問題的時候，要能夠通過相關(guān)的災(zāi)害預(yù)警技術(shù)及時的反饋信息給相關(guān)管理人員，這樣能夠及時的作出反應(yīng)，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問題。自動預(yù)警技術(shù)的設(shè)計是比較重要的，在整個系統(tǒng)設(shè)計的過程中需要考慮到一些反饋量，反饋的信息怎樣能夠有效的觸發(fā)系統(tǒng)的變化，如何做出預(yù)警，如何更加及時有效的給管理人員起到警示作用，這些都是一個自動檢測系統(tǒng)需要考慮的問題。在整個閉環(huán)處理的環(huán)節(jié)當(dāng)中，要充分的應(yīng)用自動控制相關(guān)知識，通過更好的控制理論來解決實際問題，在整個閉環(huán)的條件下對災(zāi)害作出更快速的反應(yīng)。而在實際硬件設(shè)計的過程中，還要考慮到電子元件是否會受當(dāng)?shù)厍闆r的影響，是否會因為較為惡劣的氣候條件，使得電子元件失靈等等。

3 邊坡實時監(jiān)測技術(shù)分析和比較

3.1 GPS檢測系統(tǒng)

3.1.1 監(jiān)測目的分析

首先GPS檢測技術(shù)是比較常用的，這也是大多數(shù)露天礦場對采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析過程中所使用的重要手段，主要也是GPS技術(shù)比較成熟，在應(yīng)用的過程中能夠解決大多數(shù)的問題。首先對于GPS監(jiān)測預(yù)警技術(shù)分析的過程中要明白其主要目的，我們使用GPS檢測技術(shù)主要是通過GPS系統(tǒng)對當(dāng)?shù)貙嶋H情況進(jìn)行檢測，通過檢測某些變化來做出更好的反應(yīng)，通過全球定位系統(tǒng)來實時的監(jiān)測某一點是否發(fā)生了嚴(yán)重的問題。這樣明確的監(jiān)測目的能夠幫助我們更好的集中目標(biāo)，也能夠更好的針對問題進(jìn)行分析。

3.1.2 監(jiān)測點位分析

在使用GPS監(jiān)測技術(shù)的過程中，要對監(jiān)測點位進(jìn)行更好的設(shè)計，監(jiān)測點位較為全面且能夠更好的發(fā)現(xiàn)問題。我們在使用GPS的過程中多多少少都會產(chǎn)生一定的誤差，而且全球定位系統(tǒng)在民用的過程中是存在著一定的精度問題的，所以說對于監(jiān)測位點進(jìn)行合理的設(shè)計是具有很重要的現(xiàn)實意義的，在實地考察的過程中，由于采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性問題大多數(shù)源于當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境以及人們在堆積的過程中不重視其實際情況所導(dǎo)致的，因此在監(jiān)測點選擇的過程中要足夠全面，要盡可能的覆蓋整個露天礦，而且還要對周圍的環(huán)境做更好的采樣，在檢測的過程中一旦發(fā)生變化，人們能夠及時的作出反應(yīng)。

3.1.3 監(jiān)測方法

在完成了實際的監(jiān)測點部署以及整個監(jiān)測系統(tǒng)布局之后，我們要對具體的監(jiān)測方法進(jìn)行一定的分析，監(jiān)測方法則給管理人員提出了很高的要求，從技術(shù)層面解決了實際問題，管理人員還要通過相關(guān)反饋數(shù)據(jù)提出更加完善的監(jiān)測手段，在建設(shè)的過程中怎樣的問題需要進(jìn)行怎樣的處理，這些都是比較重要的。不能夠忽視每一個細(xì)節(jié)，同時也不能夠等問題擴(kuò)大之后才進(jìn)行處理，這樣所導(dǎo)致的災(zāi)害往往是連鎖反應(yīng)的。采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性問題，一旦發(fā)生很容易產(chǎn)生較嚴(yán)重的安全問題，尤其受力情況不斷的變化，堆積如山的礦石會對現(xiàn)場造成嚴(yán)重的破壞，還會威脅人們的生命安全。因此在監(jiān)測方法選擇的過程中要盡可能的確保安全性，在檢測相關(guān)數(shù)據(jù)的過程中，要有更加靈敏的反應(yīng)措施，要能夠針對每個細(xì)節(jié)問題作出更好的處理。

3.2 邊坡雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)

邊坡雷達(dá)檢測系統(tǒng)也是比較常見的，主要是通過發(fā)射高頻電磁波，向整個采場和排土場的邊坡發(fā)射一定的信號，所反饋出來的信號往往能夠反映一定的信息。通過相關(guān)接收裝置，判斷體波的形狀波的頻率以及反射情況等等，能夠有效的發(fā)現(xiàn)問題。而且雷達(dá)檢測技術(shù)由于較為穩(wěn)定，使用的過程中能夠及時的發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行實時監(jiān)測，相對于GPS監(jiān)控系統(tǒng)具有更好的應(yīng)用。在發(fā)射高頻電磁波以及接收電磁波的過程中，使用了仿生學(xué)的原理，自然界中的很多動物正是通過這種方法進(jìn)行定位檢測等等，人們正是充分的應(yīng)用雷達(dá)才能夠?qū)Σ膹S和排土場的邊坡情況進(jìn)行分析，哪怕發(fā)生一點變化都能夠及時的進(jìn)行處理，對現(xiàn)場情況進(jìn)行勘測，來驗證是否發(fā)生問題。

3.3 GNSS邊坡監(jiān)測系統(tǒng)

GNSS檢測技術(shù)也是目前檢測地質(zhì)災(zāi)害以及相關(guān)施工現(xiàn)場的一種重要方法，GNSS和GPS都是基于衛(wèi)星的基礎(chǔ)上對現(xiàn)場情況進(jìn)行檢測的，GPS大都應(yīng)用于全球定位，在汽車導(dǎo)航等領(lǐng)域有著很好的應(yīng)用，GNSS則在地質(zhì)災(zāi)害探測，相關(guān)施工現(xiàn)場檢測的過程中發(fā)揮著重要的作用，也正是因為成本問題和穩(wěn)定性問題等等，GNSS對于采場和排土場的邊坡穩(wěn)定性分析有很重要的作用。在實際應(yīng)用的過程中，選用GPS檢測技術(shù)還是GNSS檢測技術(shù)都是可以滿足實際需求的，還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r以及相關(guān)信號的問題進(jìn)行更加具體的分析，在整個災(zāi)害檢測系統(tǒng)設(shè)計的過程中，應(yīng)用哪些技術(shù)還需要相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行實地探索。

4 結(jié)束語

總而言之，在分析的過程中首先要對采場和排土場的實際情況進(jìn)行分析，只有了解了實際情況才能進(jìn)一步的了解常見災(zāi)害情況，相對應(yīng)的提出災(zāi)害預(yù)警措施，為保障露天礦場的安全穩(wěn)定做出更多的貢獻(xiàn)。