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1. 项目背景:
由于矿山生产过程中对地形地貌的破坏,在长期的累积作用下,矿区内发生区域性的地表形变,从而引发塌陷坑、地面沉陷、地裂缝、滑坡、泥石流等地质灾害。加强矿山立体化监测管理,实现智能化预警预报是矿山安全生产的重要保障。
多传感器矿山立体化监测解决方案,通过多源传感器数据联合运用, 5G传输并进行海量数据联合分析预报,保证矿山的统一性、连续性实时在线监测,实现全天候、高频率监测,并对监测数据实时采集和分析,为分析监测区域的稳定性提供数据支持。
系统架构:
生产类型 | 传感器 |
地上开采 | 北斗卫星导航设备、激光雷达、合成孔径雷达、TPS测量机器人、温度气压仪、测斜仪、雨量计、渗压计、裂隙仪、倾角仪、静力水准仪、环境监测仪。 |
地下开采 | TPS测量机器人、温度气压仪、测斜仪、静力水准仪、有害气体检测仪、环境监测仪、深部位移、巷道断面监测仪、孔隙水水位&水压、含水率、粉尘、岩石体应力应变、有毒有害气体、噪声振动。 |
综合开采 | 北斗卫星导航设备、激光雷达、合成孔径雷达、TPS测量机器人、温度气压仪、测斜仪、雨量计、渗压计、裂隙仪、倾角仪、静力水准仪、深部位移、巷道断面监测仪、孔隙水水位&水压、含水率、粉尘、岩石体应力应变、有毒有害气体、噪声振动。 |
多传感器联合运用,立体化整体监测:
多源数据监测系统云平台,多传感器统一接入、联合数据分析,联合预警预报。
联合监测架构图
2. 监测内容:
监测内容涵盖:崩塌、滑坡、地面沉降、地裂缝、降水量、深部位移、巷道断面位移、孔隙水水位&水压、含水率、粉尘、岩石体应力应变、有毒有害气体、噪声振动。
监测内容 | 监测等级 | |||
一级 | 二级 | 三级 | ||
变形监测 | 地表绝对位移 | ● | ● | ● |
裂缝相对位移 | ● | ● | ● | |
建(构)筑物变形 | ● | ● | ● | |
深部测斜变形 | ● |
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巷道断面位移 | ● | ● | ● | |
应力监测 | 岩土体应力 | ● |
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宏观现象监测 | 视频 | ● |
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影响因素监测 | 降雨量 | ● |
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地下水位 | ● | ● | ● | |
孔隙水压力 | ● | ● | ● | |
含水率 | ● |
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粉尘 | ● | ● | ● | |
有毒有害气体 | ● | ● | ● | |
噪声振动 | ● |
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滑坡综合监测系统剖面布置示意图
3. 矿区地表监测
监测目的:通过在变形体上选择具有代表性的监测点进行多起观测,获取数据来推断整个变形体的变形特征,获得变形体的空间和事件状态,分析变形产生的原因。
监测设备:北斗卫星导航设备、激光雷达、合成孔径雷达、TPS测量机器人、温度气压仪、雨量计、渗压计、裂隙仪、倾角仪、环境监测仪。
监测布置:根据矿区的特性选择,解决好确定变形影响范围的问题。基准点选择在矿区地表变形区域以外观测条件良好且稳定的地方。监测点的选择应反映整个矿区地表变形体的变形情况,因此应选择在地表形变较大、地址条件较差的地方,且要有较好的观测条件。
4. 矿区地下监测
监测目的:矿区地下开采作业区监测。
图4-3断面检测仪
北斗多源数据监测系统云,英文名称:WNLBSTrueCloud,主要由三个部分组成:监测终端、服务器、客户端,如图所示。监测设备:TPS测量机器人、温度气压仪、测斜仪、静力水准仪、有害气体检测仪、环境监测仪、深部位移、巷道断面监测仪、孔隙水水位&水压、含水率、粉尘、岩石体应力应变、有毒有害气体、噪声振动。
5. 方案设计
6. 多源数据综合监测系统云平台
北斗多源数据监测系统支持web登录、手机登录,由项目概况、设备监控、监测数据、数据分析、预警管理、在线评估、档案管理等七大部分组成,可进行数据分析处理,分级预警预报,实现大数据信息的自动采集、存储、网络分发、综合化实时预警预报,实现大数据监测的信息化、多维化、实时化、网络化,使生产、安全管理,可以及时、直观地掌握监测物安全数据的实时动态,进行自动、实时的预警预报,高度集成,自动进行数据分析,数据报告生成,自动进行预警预报。