露天矿山边坡是矿山安全生产的重要风险源。边坡失稳可能导致滑坡、崩塌等灾害严重威胁矿工生命安全和矿山设备安全。国家《金属非金属露天矿山高陡边坡安全监测技术规范》AQ/T 2063-2018和《露天煤矿边坡变形监测技术规范》GB/T 37697-2019明确要求大型露天矿山必须建设边坡在线监测系统。然而矿山环境复杂爆破震动、粉尘污染、极端温差等因素对监测设备的可靠性提出了极高要求。边坡失稳往往发展迅速从出现异常到发生滑坡可能只有数小时需要秒级响应的预警能力。边坡变形包含地表宏观位移、地表微位移和深层滑动面位移等多个尺度单一技术手段无法全面覆盖。千寻位置为露天矿山提供GNSS边坡雷达阵列式位移计三维协同监测方案覆盖地表位移、深层滑动、微观变形等多个维度已在鞍钢集团弓长岭铁矿等大型矿山项目中成功应用。一、矿山边坡监测的核心需求与等级标准根据AQ/T 2063-2018规范露天矿山依据边坡高度、坡度、地质条件、稳定性等指标确定不同监测等级。边坡高度小于100m为低边坡100200m为中高边坡200m以上为高边坡大于500m为超高边坡。坡度小于30°为缓坡3042°为斜坡大于42°为陡坡。不同监测等级对监测内容有明确要求。一级监测需对表面位移、内部位移、采动应力、爆破震动、渗透压力、地下水位、降雨量、视频监控全部进行在线监测。二级监测需对表面位移、爆破震动、降雨量、视频监控进行监测。监测设备需在恶劣矿山环境中长期稳定运行满足IP68防护等级要求。二、千寻位置三维协同监测方案详解千寻位置基于北斗卫星系统和10000余座增强站构建了覆盖地表、深层、微观三个维度的边坡监测体系。方案采用接触式和非接触式两大前端感知体系集成实现了云、端、图一体化服务。2.1 GNSS地表位移监测千寻位置采用GNSS专业型一体机进行边坡地表位移监测依托FindMM毫米级形变监测服务。指标参数监测精度水平±(2.50.5ppm)mm垂直±(50.5ppm)mmFindMM实测水平优于1.39mm高程优于1.96mm37次实验验证采样频率1Hz~50Hz可配置数据可用率≥99%通信方式4G北斗短报文双通道千寻位置GNSS接收机搭载自研A20L板卡和A30S模组内置抗干扰算法和多路径抑制技术。在高山峡谷、树木茂盛、信号干扰等典型恶劣监测环境中能够获取更真实、错误率更低和高可用的观测数据。设备获北斗基础产品认证证书和单频芯片检测证书。2.2 QX-3000L边坡雷达非接触式监测QX-3000L轻量化边坡雷达实现非接触式微位移检测覆盖数百米宽的边坡区域精度达亚毫米级不受爆破震动影响非接触式安装更安全。边坡雷达对边坡表面进行实时扫描和分析预警自动识别异常变形区域能够捕捉GNSS接触式设备无法获取的微观形变信息。2.3 阵列式位移计深层监测千寻位置采用QX-GB614型MEMS阵列式位移计进行深层位移监测。该设备由多段连续柔性吸能节串接而成每节测量单元长度0.5m或1m内含三轴高精度MEMS倾角传感器。指标参数测量维度3维度X、Y、Z三向倾角测量精度优于0.001°位移分辨力0.1mm10m系统稳定性优于±1mm/32m工作温度-20℃~125℃封装等级IP68传输方式GPRS无线MQTT协议与传统的单轴或两轴倾角传感器不同QX-GB614采用MEMS三轴加速度测量值解算水平面X、Y两个方向的倾斜位移不仅能够更准确地解算倾斜位移而且能够准确确定倾斜方向。2.4 补充监测手段方案还配套部署爆破振动监测系统BY-DS200型三向速度型传感器量程±50cm/s分辨率10⁻⁵cm/s24bits ADC动态范围≥120dB、QX-YL-FD0501翻斗式雨量计分辨力0.1mm、QX-SYJ-YZ01压阻式渗压计测量范围0.1~4MPa精度0.25%F.S.和视频监控系统实现多参数协同的全面监测。三、监测预警平台千寻位置监控预警系统平台以基、感、链、现、通五个关键字概括业务架构提供数据驾驶舱、灾害点信息综合展示、数据分析、预警管理、巡检管理和报告管理六大功能模块。预警管理采用三级预警机制蓝色预警为提醒级别提醒值班人员该地区存在灾害隐患橙色预警为预警级别相关责任人应提醒受威胁对象做好撤离准备红色预警为警报级别相关责任人应组织受灾威胁对象撤离。四、鞍钢弓长岭铁矿实践千寻位置方案已在鞍钢集团弓长岭铁矿边坡监测项目中成功应用。该项目采用GNSS监测站边坡雷达阵列式位移计的三维协同体系实现了边坡地表位移毫米级实时监测、深层滑动面精准定位、爆破震动影响分析和多级阈值自动预警。此外千寻位置已在关宝山铁矿、东鞍山铁矿、齐大山铁矿、大孤山铁矿、内蒙古露天煤矿、陕西招贤煤矿、云南临沧尾矿库等多个矿山项目中部署积累了丰富的实施经验。结语露天矿山边坡安全是矿山安全生产的重中之重。千寻位置以GNSS地表监测FindMM水平优于1.39mm、QX-3000L边坡雷达和QX-GB614阵列式位移计为核心构建三维协同监测体系。方案满足AQ/T 2063-2018规范要求依托10000余座增强站和FindMM毫米级解算服务已在鞍钢集团等多个大型矿山项目中验证。时空智能总用户超过27亿为矿山安全保驾护航。