礦山是人類社會發(fā)展的物資基礎(chǔ)，也是國民經(jīng)濟的重要組成部分。隨著我國經(jīng)濟的快速增長，礦山開發(fā)步伐加快，使得邊坡問題日益嚴重，影響了礦山的安全生產(chǎn)。為有效防范遏制礦山重特大事故發(fā)生，國家礦山安全監(jiān)察局在8月30日發(fā)布了《關(guān)于開展露天礦山邊坡監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)及聯(lián)網(wǎng)工作的通知》，對礦山邊坡監(jiān)測建設(shè)作了“硬性規(guī)定”。
工作目標

計劃利用3年時間基本建成全國露天礦山安全生產(chǎn)風險監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)對露天礦山重點區(qū)域、關(guān)鍵環(huán)節(jié)重大安全風險的識別監(jiān)測和精準研判。按照 “重點突出、急用先行”的原則，2023年完成重點露天礦山邊坡監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，并開展聯(lián)網(wǎng)工作。

監(jiān)測范圍

1.所有正常生產(chǎn)建設(shè)的露天煤礦采場和排土場邊坡。

2.所有正常生產(chǎn)建設(shè)的現(xiàn)狀高度150米及以上的金屬非金屬露天礦山采場邊坡。

3.所有現(xiàn)狀堆置高度150米及以上的金屬非金屬露天礦山在用排土場的邊坡。

監(jiān)測項目

1.必須監(jiān)測項目：邊坡表面變形、邊坡視頻圖像。

2.其他監(jiān)測項目：根據(jù)露天礦山實際情況，按照現(xiàn)行標準規(guī)范開展內(nèi)部變形、應(yīng)力、爆破振動、降雨量、地下水、地表水等項目監(jiān)測。

監(jiān)測設(shè)備

推薦使用地基干涉雷達、GNSS一種或兩種方式對邊坡進行監(jiān)測。其中，對未靠幫(未終了)邊坡和 GNSS安裝施工存在安全隱患的邊坡，建議使用地基干涉雷達進行監(jiān)測。

中海達北斗+礦山綜合解決方案

▲中海達北斗+礦山綜合解決方案方案架構(gòu)

為了服務(wù)礦山邊坡監(jiān)測，中海達基于北斗高精度定位、GIS、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，推出了“一張網(wǎng)+一張圖+一平臺+N應(yīng)用”的北斗+礦山綜合解決方案。該方案通過智慧礦山空間數(shù)據(jù)測量（井上井下一體化測量）、智能感知網(wǎng)建設(shè)（空天地、室內(nèi)外立體感知網(wǎng)）、智慧礦山安全管控云平臺（礦山一張圖、綜合安全監(jiān)測預(yù)警、人車物安全管控）建設(shè)，可實現(xiàn)礦山邊坡、礦山作業(yè)人員、礦山作業(yè)車輛的全天候、全天時實時在線監(jiān)測，全方位守護礦山安全。

1.智慧礦山空間數(shù)據(jù)測量

機載激光測量系統(tǒng)（地面測量）

PM-1500機載激光測量系統(tǒng)

測程長：激光雷達最遠測距1650m。精度高：200萬點/秒高點頻，7次回波。續(xù)航長：無人機載荷作業(yè)可達120min。保障全：無憂保障包，多重守護更省心。

SLAM便攜式移動測量系統(tǒng)（井下測量）

靈光Lixel X1手持三維激光掃描儀

實時解算，實景復(fù)刻：結(jié)果實時預(yù)覽，所見即所得，避免漏采返工；無需后解算，預(yù)覽與導(dǎo)出一致，.las格式直出；真彩點云，實景復(fù)刻；輕松辨別地物與輪廓，方便作圖劃線。洞微查厘，穩(wěn)健可靠：相對精度±1.5cm，絕對精度平面<5cm，高程<10cm；單次持續(xù)不間斷作業(yè)90分鐘；拒絕分層、飄移、歪斜，復(fù)雜場景采集成功率高。

精巧可靠的RTK模塊：20s快插快拔、<5cm高精度定位、110g小巧輕便。多負載，更泛用：適配無人機搭載，斯坦尼康套件等多模式作業(yè)。

2.智能感知網(wǎng)建設(shè)

邊坡監(jiān)測類設(shè)備

地基InSAR HD-SAR300（旋轉(zhuǎn)式）：全方位監(jiān)測表面位移

監(jiān)測精度高：通過電子掃描最快每60秒獲取180°形變圖像，且每幅形變圖像可獲取百萬量級監(jiān)測點數(shù)據(jù)，監(jiān)測精度可達0.1毫米。非接觸監(jiān)測：采用非接觸式監(jiān)測，在被測區(qū)域的對面架設(shè)雷達主機進行大范圍遠程掃描，無需在風險區(qū)域施工。全天候監(jiān)測：采用的雷達技術(shù)不受白天黑夜及天氣影響，能保證其在各類氣候條件下實現(xiàn)24小時連續(xù)監(jiān)測。一體化集成：采用一體化集成設(shè)計，不僅集成了GNSS功能，而且集成了用于場景監(jiān)測的攝像頭，使得設(shè)備可通過雷達系統(tǒng)控制界面就能抓拍場景圖像。

地基InSAR HD-SAR200（固定式）：快速監(jiān)測表面位移

全天時全天候：24小時連續(xù)監(jiān)測，適應(yīng)各類氣候條件。

非接觸：無需在風險區(qū)域施工。易攜帶：體積小、重量輕（15kg），便攜性高。支持單人架設(shè)，占用場地小，轉(zhuǎn)移便捷快速。面監(jiān)測：每幅位移圖像獲取數(shù)百萬量級監(jiān)測點數(shù)據(jù)，且采樣間隔更短，秒級電子掃描。可靠性高：采用無機械結(jié)構(gòu)，無需日常對硬件的維護。防護等級高：防護等級達到IP66。

MS451監(jiān)測型GNSS接收機：監(jiān)測地表位移

解算模式多樣：支持前端本地解算及后臺解算（可選），適應(yīng)不同通信場景要求。共用基準站：減少基站建設(shè)成本，減輕維護成本。自適應(yīng)智能調(diào)整：緊急情況自動加密上報，滿足應(yīng)急需求。簡易安裝、便捷運維：遠程管理，即裝即走，運維簡單。

HDS102普適型多維傾角/裂縫儀：監(jiān)測地表裂縫

長續(xù)航：自供電技術(shù)，可滿足5年以上正常工作，光照充足條件下，雙系統(tǒng)供電可滿足長期在線監(jiān)測要求。易安裝：傻瓜式安裝及配置，遠程1分鐘即可完成配置工作。多輸出：裂縫寬度、振動加速度、傾角、狀態(tài)信息等。多通訊：支持NB-IOT/LoRa/α/2/4/5G通訊方式可選。高安全：內(nèi)置“北斗+GPS”雙模定位，能實時定位設(shè)備的位置信息。

作業(yè)人員安全防護類設(shè)備

Qbox S30北斗高精度智能安全帽

厘米級高精度定位：低功耗GNSS全星座多頻芯片，可同時接收北斗、GPS、GLONASS、Galileo信號；全星座解算，自主北斗高精度算法，接入北斗地基增強系統(tǒng)，精度可達厘米級。支持內(nèi)置全國CORS連接SDK?？刹鹦对O(shè)計：適配各種安全帽，可拆卸、更換及重復(fù)使用，可拆卸電池，支持座充。高清攝像頭：高清視頻采集，支持H.264視頻壓縮及解壓縮技術(shù)，支持視頻實時傳輸；內(nèi)置高靈敏度麥克風及大音量喇叭，支持耳機，可實現(xiàn)語音雙向通訊，支持單呼、組呼對講功能。

Qmini A30北斗高精度手機

厘米級高精度定位：全星座北斗高精度多頻芯片、小型化全方向螺旋天線、自主核心高精度算法，支持AGNSS輔助定位，搜星能力提升50%，接入北斗地基增強系統(tǒng)，精度可達厘米級。支持內(nèi)置全國CORS連接SDK。雙網(wǎng)對講合一：支持公網(wǎng)對講和專網(wǎng)/4W DMR數(shù)字對講，公網(wǎng)和專網(wǎng)可互發(fā)；支持單呼、組呼模式；公網(wǎng)對講無覆蓋距離限制；支持POC、PTT獨立一鍵呼叫。高清夜視：紅外+星光夜視攝像頭，110°超廣角，夜間拍攝清晰可見；支持現(xiàn)場作業(yè)全程視頻錄制，可同時進行錄像和視頻對講。5G全網(wǎng)通：支持移動、聯(lián)通、電信5G，兼容4G/3G/2G。本安防爆：本安防爆認證，防爆等級：Ex ib IIC T4 Gb級，符合化工防爆要求。單手可握易攜帶：采用小型化可穿戴設(shè)計，帶背夾，小巧輕便易攜帶；可拆卸電池，支持座充，能輕松滿足10小時以上穩(wěn)定作業(yè)。

Qmini A10系列北斗高精度手機

厘米級高精度定位：全星座北斗高精度芯片、小型化全方向螺旋天線、自主核心高精度算法，支持AGNSS輔助定位，搜星能力提升50%；接入北斗地基增強系統(tǒng)，精度可達厘米級。支持內(nèi)置全國CORS連接SDK。室內(nèi)外定位無縫：融合UWB超寬帶技術(shù)，高低頻一體化天線，高精度、低功耗，可滿足全場景應(yīng)用，融合定位引擎，室內(nèi)外高精度融合算法，空間坐標系自動轉(zhuǎn)換，精度可達厘米級。雙模式對講順暢溝通：支持2W功率硬對講模式，數(shù)字、模擬對講雙模式，覆蓋范圍5公里；支持網(wǎng)絡(luò)軟對講模式，點對點單呼、多對多組呼均可，網(wǎng)絡(luò)對講無覆蓋范圍限制。

作業(yè)車輛定位監(jiān)控設(shè)備

Qpad X8（CM）北斗高精度平板

厘米級高精度定位：內(nèi)置北斗高精度板卡、八臂四饋零相位螺旋天線、自主核心高精度算法，可實現(xiàn)厘米級高精度定位。支持內(nèi)置全國CORS連接SDK。旗艦級配置：八核2.0GHz高速處理器，安卓8.1系統(tǒng)；6GRAM+64G/128GROM高配置；10GB影像秒級加載。戶外超清全面屏：采用全側(cè)鍵設(shè)計，8英寸超窄邊框戶外高清全面屏，保證在野外強光下作業(yè)清晰可見。高品質(zhì)，高集成擴展：三防IP67，抗1.5米跌落；10000mAh電池，可作業(yè)10~12小時；超級快充，5小時充滿；支持紅外、一維碼及二維碼掃描、無人機電臺等模塊的集成擴展。

3.智慧礦山安全管控云平臺建設(shè)

智慧礦山安全管控云平臺

邊坡24小時實時在線監(jiān)測預(yù)警：通過邊坡監(jiān)測類設(shè)備，礦山可以24小時掌握邊坡的微小變形情況。一旦監(jiān)測結(jié)果達到報警閾值時，聲光報警、短信報警、平臺端報警會被及時觸發(fā)，提醒礦山作業(yè)人員立即撤離。人車作業(yè)厘米級可視化管控：通過使用作業(yè)人員安全防護類設(shè)備和作業(yè)車輛定位監(jiān)控設(shè)備，在智慧礦山安全管控云平臺上可實現(xiàn)24小時實時人車作業(yè)位置可視化管控，精度高達2厘米，有效改變了傳統(tǒng)礦山人車作業(yè)過程中數(shù)據(jù)采集難、可視化程度低的問題，讓礦山作業(yè)管控更精準、更安全、更高效。任務(wù)調(diào)度提醒及安全風險實時預(yù)警：通過使用作業(yè)車輛定位監(jiān)控設(shè)備，礦車司機不僅可實時了解任務(wù)調(diào)度并上傳任務(wù)執(zhí)行情況，讓作業(yè)管控更高效、更安全。同時礦車司機還能精準識別車輛運輸風險預(yù)警并提前采取應(yīng)對措施，避免安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

應(yīng)用效果

撫順市西露天南邦礦山監(jiān)測項目

自安裝中海達GNSS設(shè)備以來，多次成功預(yù)警礦山滑坡，避免了生產(chǎn)安全事故發(fā)生。

神華新疆黑山煤礦邊坡變形監(jiān)測項目

黑山煤礦地區(qū)的主要地質(zhì)災(zāi)害是滑坡，目前滑坡段已形成 。為清理滑坡體，保證人員與車輛安全，中海達GNSS設(shè)備實時監(jiān)控。

內(nèi)蒙古烏海隆昌煤礦監(jiān)測項目

通過安裝邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)，礦山可以實時、直觀了解高邊坡的微小變形情況。同時，邊坡雷達監(jiān)測系統(tǒng)還能生成形變、速度、加速度曲線報告，幫助礦山預(yù)測邊坡位移的未來走勢，實現(xiàn)邊坡垮塌早發(fā)現(xiàn)早防治。

云南某礦山人車管控項目

通過對人車進行監(jiān)測，礦山實現(xiàn)24小時不間斷對作業(yè)人員、運輸車輛等進行厘米級可視化定位、任務(wù)調(diào)度管理，并對車輛超重、車輛超速等不安全行為提前預(yù)警，避免安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

審核編輯 黃宇