浅析gps在露天矿边坡变形监测中的应用

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1、浅析GPS在露天矿边坡变形监测中的应用　　【摘要】根据GPS系统定位的精度高，不受昼夜、气候等影响的特点，结合我国的露天铝矿边坡的实际情况，重点介绍了GPS露天矿边坡监测系统的基本情况，并且对GPS在露天矿边坡变形监测中的应用进行探讨。本文通过对某露天铝矿边坡的现场考察和理论分析，提出了利用GPS-RTK技术对该露天矿边坡进行变形监测，做到准确、高效和及时的预防地质灾害事故发生的目的，实现传统工作方向逐渐向现代化管理的全面转化。　　【关键词】GPS；露天矿；边坡；变形监测　　1.前言　　露天矿山废石

2、堆边坡管理在安全生产管理工作中占据非常重要的位置，其一旦出现任何的滑坡或者其他类型的地质灾害就会给矿山工程的生产和建设还有给社会带来十分严重的影响，甚至会威胁到人们的安全和造成巨大的损失[1]。本文通过对某露天铝矿边坡的现场考察和理论分析，提出了利用GPS-RTK技术对该露天矿边坡进行变形监测，做到准确、高效和及时的预防地质灾害事故发生的目的，实现传统工作方向逐渐向现代化管理的根本性转化。　　2、GPS露天铝矿边坡监测系统的组成　　2.1系统配置　　全球卫星定位系统主要是由用户段、控制段和空间段三个

3、部分组合而成。空间段主要有24个卫星在不同的6个轨道上运行。而GPS的工作卫星的地面监控系统主要包括了五个监测站、三个注入站和一个主控站。控制的部分设置在美国的科罗拉多轴斯普林斯市，主要是由美国的空军进行管理。控制站主要是监控卫星的运行，经过处理无线电信号有效的保证所要求的精度[2]。而用户系统的硬件主要包括了流动站GPS接收机和基站GPS接收机，系统软件则主要包括了分析软件、自主开发的边坡稳定监测数据处理、数据处理软件和GPS-RTK系统本身携带的卫星信号接收，主要见图1。　　2.2建立动态的监测

4、系统　　2.2.1GPS监测点和监测基准点的确定　　观测基点一定要进行定期的检查，确定它可能出现的位移，监测点的未知量一定要能够代表矿山岩体边坡的位移量。在选择监测点的点位过程中，必须要考虑到监测人员的安全和测量的方便。按照规范规定要求，测量的精度必须要符合以下的相关规定：对岩质边坡的监测点位置测量时误差，水平的方向一般为±4mm；它的垂直方向必须是±2mm；对软质边坡水平方向的误差是±6mm，而垂直的方向误差应该为±3mm；对于风化边坡岩，水平方向的误差为±10mm，垂直的误差则为±5mm。对于风

5、化岩、软岩和硬岩的边坡，监测点的垂直或者是水平位移分别大于14mm、20mm和30mm时，可以确认为滑坡期开始，所以要进行全面的监测；观测的周期应该要通过边坡的变形活跃程度和分级等方面而综合确定[3]。它的试验地点可以选择在某一个露天铝矿上。这个矿主要是采用坚井和露天结合的开采方式，露天矿结束了开采，属于深凹带状露天开采矿山，矿坑沿着走向宽为500m，长为2km，开采的深度大约是257-77m，开采的梯段高是10m，并且每五个梯段就会留下一个永久的台阶。根据边坡的环境要求和地质条件，可以把这个边坡分

6、成3级。　　I级边坡：主要位于采场东、南边帮的尽头。边坡的岩体主要是不同类型的变质岩所组成的，断裂构造较为发育，有3条断层一般是顺坡断层，常常会发生小型的滑塌现象，不利于边坡的稳定性[4]。另外，边坡有地下贯通的通风井和充填井，该部位一旦出现塌方就会直接危及到地下矿山的正常安全和生产，所以应该重点加强监测这个部位，进行一级维护。　　II级边坡：主要位于采场南偏西的部位，为采场垂直高度最大的边坡，边坡的总垂高超过180m，由于边坡岩体的性能相对来说比较稳定，因此，边坡下设定了露天矿坑排水泵房和变电站等

7、。　　III级边坡：位于采场的北东端帮，为采场转折端，以半圆形的形状呈现，垂直的高度很小，保安台阶平台很宽，边坡有着良好的总体稳定性。而另外一个区则位于采场的北西边帮，岩体的结构主要是以块状结构为主，破坏模式主要受到结构组合的控制。因为考虑到这两个区段的边坡没有重要的设施。稳定性也是比较好一点，将它设定为III级的监控边坡。相对于监测网的布置形式：主要可以分成基线交点网、射线网、十字交易网、任意方格网和正方格网等五种。采用哪一种监测网必须要通过观测区的地形条件才能确定。　　2.2.2布设露天矿边坡G

8、PS基线向网量　　通过分析该露天矿边坡的现状得知，拟定布设14个监测点和2个基准点，总共就是16个点。每一个点都设站两次；同时观测4台接收机，那样就可以满足精度的最少的观测时段数是8；总的基线数是48；必要的基线数是15，独立的基线数是24.　　2.3动态的监测过程　　因为静态的观测精度较高，一般GPS形变监测都是采用双频静态的定位方式。同时接收机进行同步的观测，并且最少要有一台应架设置在基准站上，另外3台则在待测点或者是另外一个基准点进行流动观测，最后求出流动站相对