安全“新”解 | 魯爾物聯(lián)露天礦山邊坡監(jiān)測 筑牢生產(chǎn)安全防線
今年6月20日14時07分，安徽省銅陵市茅迪露天礦山南側坡體上部署的部分監(jiān)測站發(fā)出紅色預警信號，提示邊坡有滑坡風險。收到預警信息后，礦山安全管理人員迅速組織安全組，現(xiàn)場核查變形情況并啟動應急預案，受威脅的工人全部脫離危險。此次滑坡風險的成功預警與避讓，得益于該礦山企業(yè)所部署的露天礦山邊坡安全監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)正是由魯爾物聯(lián)承建。礦山安全，歷來是我國安全生產(chǎn)的重中之重。2023年2月22日，內蒙古阿拉善盟阿拉善左旗新井煤業(yè)有限公司一露天煤礦發(fā)生坍塌，坍塌的土方量達到了1000萬立方米，造成人員遇難、受傷、失聯(lián)。礦難造成的人民生命財產(chǎn)損失令人痛心，露天礦山的邊坡安全更面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。
專家表示，露天礦山最大的安全風險，在于邊坡的穩(wěn)定性。隨著礦山開采時間越來越長，深度逐漸增加，露天礦山邊坡的高度、面積不斷擴大，邊坡整體的穩(wěn)定性越來越差，隨時可能發(fā)生滑坡、崩塌等地質災害。同時，部分員工未按規(guī)范技術進行操作，整體智能化水平不高，也容易導致安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此，采用智能化監(jiān)測手段強化露天礦山邊坡安全管理，是礦山行業(yè)亟需解決的關鍵問題之一。
2022年3月9日，浙江省應急管理廳發(fā)布《關于加強露天礦山邊坡安全風險管控嚴防坍塌事故的指導意見》（浙應急基礎〔2022〕24號）2022年12月16日，國家礦山安全監(jiān)察局印發(fā)《非煤礦山安全風險分級監(jiān)管辦法》（礦安〔2023〕1號），文件明確指出，要求安裝安全設備，設施方面包括下列內容：1、地下礦山：提升系統(tǒng)、通風系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)供水及防滅火系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、通信聯(lián)絡系統(tǒng)、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)；
2、露天礦山：穿孔設備、鏟裝設備、運輸設備、排水設施、通風設施、供配電、邊坡穩(wěn)定監(jiān)測系統(tǒng)；
3、尾礦庫：壩體排洪系統(tǒng)、在線安全監(jiān)測系統(tǒng)。
2023年2月27日，國家礦山安全監(jiān)察局發(fā)布文件《國家礦山安全監(jiān)察局關于開展露天礦山安全生產(chǎn)專項整治的通知》（礦安〔2023〕16號），其中要求：圍繞控大風險、除大隱患、治大災害、防大事故目標，全面排查露天礦山安全風險，扎實開展重點露天礦山安全“體檢”。
創(chuàng)新技術 打造礦山邊坡監(jiān)測新方法依據(jù)《金屬非金屬露天礦山高陡邊坡安全監(jiān)測技術規(guī)范》(AQ/T 2063-2018)，魯爾物聯(lián)充分利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術，依托各類監(jiān)測設備傳感器——視覺系列、雷達系列、北斗系列、加速度系列、壓電系列等，建立露天礦山邊坡智能監(jiān)測系統(tǒng)，重點圍繞表面位移、降雨量、振動加速度、視頻監(jiān)控等因子，實現(xiàn)礦山邊坡安全的長時域、全方位、多因子管控，同時將監(jiān)測數(shù)據(jù)同步至智能化管理平臺，輔助管理人員進行分析決策。1）基于機器視覺的非接觸式形變監(jiān)測技術
視覺形變儀集獲取視頻、計算、通訊于一體，通過自動拾取邊坡表面自然特征點，可實現(xiàn)對坡體表面及支護結構的位移、沉降、傾斜等指標參數(shù)的實時采集，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行多模態(tài)建模分析，得出風險關鍵部位。該設備可以通過非接觸式、多個靶標進行監(jiān)測，判斷礦山邊坡是否存在形變、位移的風險，從而全面掌控礦山安全。
監(jiān)測精度高：精度最高可達0.2mm@50m
采樣頻率高：標準采樣頻率1Hz，最高120Hz以內（可配置）
算法穩(wěn)定：可抗熱浪、遮擋等外部干擾，不受夜間干擾
數(shù)據(jù)穩(wěn)定：多重故障防護，可在無人值守狀態(tài)下長期穩(wěn)定運行
遠程升級：支持遠程配置，設備可實現(xiàn)在線升級
2）基于調頻連續(xù)波雷達遠距離形變監(jiān)測技術 典型設備：MIMO邊坡穩(wěn)定監(jiān)測雷達 
MIMO邊坡穩(wěn)定監(jiān)測雷達是基于連續(xù)波雷達體制，通過多發(fā)多收成像和差分干涉測量，實現(xiàn)高分辨率成像和亞毫米級形變測量精度的一款全固態(tài)邊坡穩(wěn)定監(jiān)測雷達系統(tǒng)。露天礦山面積廣闊，地質條件復雜，該設備可對被監(jiān)測坡體的微小形變進行大角度、非接觸、高精度監(jiān)測。快速/精度高：形變更新速度快，遠距離，高形變測量精度超便攜、輕部署：重量輕、體積小，便于野外攜帶；標配應急電源，可快速完成監(jiān)測部署智能程度高：具備系統(tǒng)自診斷和修復、設備狀態(tài)監(jiān)控上報、自動重連功能預警智能多樣：支持全域隱患點自動定位和監(jiān)測；預警規(guī)則靈活，可按需配置多種通訊方式：靈活支持4G/WIFI/有線等多種接入，提供百兆以太網(wǎng)接口
依據(jù)《金屬非金屬露天礦山高陡邊坡安全監(jiān)測技術規(guī)范》要求，礦山表面位移監(jiān)測測線水平間距不大于100m，垂直間距不大于50m。單北斗GNSS監(jiān)測一體機作為礦山邊坡表面位移的重要監(jiān)測工具，可通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析提供邊坡變形情況，加強技術人員對邊坡變形的掌握，提前預警及時撤離。監(jiān)測精度高：可輸出高精度地表位移、加速度和傾角觀測值通訊方式多樣：支持4G全網(wǎng)通、Wifi、NB-IoT、藍牙選配超低功耗：定時休眠、電量監(jiān)測，功耗低于1.5W，內置電池可應急工作35小時
降雨作為礦山邊坡地質災害的主要誘因之一，其精確監(jiān)測對于預防滑坡、崩塌等自然災害至關重要。為了有效應對降雨量變化可能帶來的風險，一般在礦山邊坡空曠區(qū)域布置一臺雨量計，持續(xù)、實時地收集并分析礦山區(qū)域的降雨量數(shù)據(jù)，從而避免降雨量過大導致的滑坡或崩塌等地質災害，保障礦山工作人員的生命財產(chǎn)安全。靈活配置：雨量實時監(jiān)測、雨量累計監(jiān)測智能管理：具有斷網(wǎng)監(jiān)控、自檢、遠程配置和升級等智能化管控以及移動端掃碼配置功能超長續(xù)航：內置大容量鋰電池，超長續(xù)航5年，自帶太陽能板聯(lián)動預警：具有閾值觸發(fā)功能，且閾值分級可調，不同預警區(qū)間聯(lián)動不同采集上報策略極速安裝：多種安裝方式實現(xiàn)全場景適配及快速安裝
多功能監(jiān)測儀作為礦山邊坡表面位移監(jiān)測的主要輔助工具，一般布設在礦山邊坡局部易發(fā)生崩塌的部位。作為視覺形變儀、GNSS監(jiān)測邊坡變形的補充，通過將其固定在易發(fā)生崩塌的危巖體上，監(jiān)測危巖體安全性，可實現(xiàn)加速度、方向位移、方位角、位置信息的上報，實時監(jiān)測并報警，讓相關人員第一時間撤離危險地帶。靈活配置：支持3種監(jiān)測項（加速度、傾角、裂縫）靈活配置超長續(xù)航：內置大容量鋰亞電池，超長續(xù)航5年智能管理：具備數(shù)據(jù)離線存儲和補報功能，同時具備設備自檢、遠程配置和升級等智能化管控以及移動端掃碼配置功能
6）露天礦山邊坡安全監(jiān)測平臺
全生命周期管理
魯爾物聯(lián)充分利用GIS技術、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進理念和技術方法，整合各類礦山監(jiān)測預警數(shù)據(jù)資源，構建礦山災害數(shù)據(jù)庫，建設和完善礦山邊坡風險預警模型與監(jiān)測預警應用系統(tǒng)，全面滿足礦山邊坡監(jiān)測預警工作實際需要，為相關人員提供規(guī)范化、綜合化、智能化、現(xiàn)代化、自動化的基礎工作平臺，實現(xiàn)全生命周期管理，推進礦山邊坡風險預警、專業(yè)監(jiān)測預警標準化體系建設，守護礦山邊坡安全。
魯爾物聯(lián)緊密圍繞國家政策和用戶需求，推出的露天礦山邊坡安全監(jiān)測解決方案，通過建成礦山數(shù)字化管控系統(tǒng)，創(chuàng)新監(jiān)管模式、提升管理效率，實現(xiàn)對礦山全生命周期監(jiān)管。目前已經(jīng)在全國多地成功應用，為礦山企業(yè)安全生產(chǎn)保駕護航。 預警案例
根據(jù)相關政策要求，結合安徽銅陵茅迪礦業(yè)有限公司石灰石礦露采場邊坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性評價報告中表述的“礦區(qū)南側邊坡處于基本穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)”這一情況，魯爾項目團隊通過布設視覺形變儀、單北斗GNSS監(jiān)測一體機、壓電雨量一體機、多功能監(jiān)測儀等感知設備，對礦山邊坡進行表面位移、降雨量、振動加速度、視頻監(jiān)控等實時監(jiān)測。
今年6月，位于該礦山南側坡體上的部分監(jiān)測站發(fā)出紅色預警，提示邊坡存在滑坡風險，現(xiàn)場安全管理人員隨即組織工人撤離，避免了人員傷亡和經(jīng)濟損失。圖：銅陵茅迪露天礦山邊坡監(jiān)測項目
圖：系統(tǒng)監(jiān)測到坡體變形跡象，存在滑坡風險某凝灰?guī)r礦邊坡監(jiān)測項目
該礦位于某市城區(qū)206°方向，直距9km，開采礦種為建筑石料用凝灰?guī)r，生產(chǎn)規(guī)模200萬噸/年。礦山邊坡存在多處容易發(fā)生崩滑隱患點，威脅邊坡下方工業(yè)廣場、值班房等基礎設施和工作人員安全。針對這些問題，魯爾項目團隊通過布設視覺形變儀、MIMO邊坡穩(wěn)定監(jiān)測雷達、單北斗GNSS監(jiān)測一體機、壓電雨量一體機、多功能監(jiān)測儀等智能感知設備，對該礦山邊坡降雨量、形變位移等情況進行實時監(jiān)測，有效保障了礦山邊坡下方基礎設施安全及相關人員生命財產(chǎn)安全。
圖：某凝灰?guī)r礦邊坡監(jiān)測項目
某建筑石料用凝灰?guī)r礦邊坡監(jiān)測項目
該礦位于某市31°方向，直距市區(qū)約19km，開采礦種為建筑石料用凝灰?guī)r，生產(chǎn)規(guī)模11.673萬立方米/年。按照開發(fā)利用方案設計該礦最終邊坡高差約為140m。礦界內已形成了+340m、+360m、+380m平臺及永久邊坡，臺階高度19～21m，臺階坡面角55～60°，邊坡進行了厚層基材噴播復綠。按照浙江省應急管理廳《關于加強露天礦山邊坡安全風險管控嚴防坍塌事故的指導意見》（浙應急基礎〔2022〕24號）文件要求，魯爾項目團隊通過布設視覺形變儀、MIMO邊坡穩(wěn)定監(jiān)測雷達、單北斗GNSS監(jiān)測一體機、壓電雨量一體機等感知設備，對該礦山邊坡位移情況進行實時監(jiān)測，保障礦山邊坡安全。圖：某建筑石料用凝灰?guī)r礦邊坡監(jiān)測
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Nov 21.2024
