一种采用无线在线监测监控山坡滑坡的方法与流程

1.本发明属于矿区灾害监测预警技术领域，具体涉及一种采用无线在线监测监控山坡滑坡的方法。


背景技术：

2.稀土元素已广泛应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。应用稀土可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。稀土在自然界中主要矿物有独居石、铈硅石、铈铝石、黑稀金矿和磷酸钇矿。稀土开采多采用池浸、堆浸、原地浸矿等方法，其中原地浸矿方法是在矿石天然产出条件下，通过注液孔向矿层注人浸出液，浸出液选择性地浸出矿石中的有用组分，再通过抽液孔将浸出液提升至地表进行加工处理提取金属的一种采矿技术，因其具有基建投资少，建设周期短，生产成本低，环境保护好等优点，已经在稀土矿区得到了广泛应用,取得了巨大的经济效益与社会环境效益。但是原地浸矿开采会降低山体边坡稳定性，容易引起滑坡事故。采场滑坡后，不但损失了浸析矿石量及浸出电解质药剂，造成原地浸矿技术经济指标下降，而且滑坡产生的泥沙污染了矿区环境，因此，为了保证矿山开采前和开采后的采场安全，就需要对矿山进行监控，以在矿山发生滑坡前及时预警，但是现有预警系统不能有效预测及预判滑坡发生，而且监测及预警存在严重的滞后性，导致无法采取及时的滑坡灾害控制保护措施，容易造成严重的后果。


技术实现要素：

3.针对上述不足，本发明公开了一种采用无线在线监测监控山坡滑坡的方法，对矿区矿体实时监测，有效预测及预判滑坡发生，实现矿山滑坡的实时预警预报，确保稀土开采安全稳定。
4.本发明是采用如下技术方案实现的：一种采用无线在线监测监控山坡滑坡的方法，其包括如下步骤：（1）将矿山断面划分成一个以上的滑坡监测区，每个滑坡监测区内设置一条以上的滑坡测线，每条滑坡测线上设置一个以上的监测点，每个监测点上设置一个坡面位移计、一个土压力计和一个水位计，在最下方的监测点设置坡体位移计代替坡面位移计；每个滑坡监测区内还设置有雨量计、裂缝计、坡体测斜仪、渗压计、远程视频监控摄像头；（2）每个滑坡监测区内设置一个数据采集终端，通过数据采集终端实时采集每个监测点测定得到的数据信息并且存储至数据存储器中，然后通过2g、3g、4g、5g或卫星通讯的无线通信方式将数据传输至主控中心的服务器，同时数据采集终端连接现场显示器显示实时该滑坡区内各监测点的测定数据信息；（3）主控中心的服务器将收到的数据信息进行保存，然后对每个滑坡监测区的数据进行处理分析，统计每个滑坡监测区内每个监测点在一个正常监测周期内的水平位移量
和累计水平位移量；当水平位移量超过30mm时，将该滑坡监测区作为重点监测区，当水平位移量超过30mm且累计水平位移量超过100mm，将该滑坡监测区作为滑坡预警区；（4）对属于重点监测区的滑坡监测区，统计该滑坡监测区内每个监测点在一个重点监测周期内的水平位移量和累计水平位移量，所述一个重点监测周期小于或等于半个正常监测周期，并且向该滑坡监测区的数据采集终端发送重点监测提示，提示现场人员重点巡查该区域；当该滑坡监测区的累计水平位移量超过100mm时，将该滑坡监测区作为滑坡预警区；（5）对属于滑坡预警区的滑坡监测区，主控中心的服务器进行报警提示，并将该滑坡监测区以及相邻滑坡监测区的采集到的所有数据进行汇编，然后发送到专家分析系统进行综合分析，专家现在或是通过网络查看相关数据信息进行分析、讨论和制定解决方案，接着主控中心的服务器将解决方案发送至现场人员进行操作，并且统计该滑坡监测区内每个监测点在一个预警监测周期内的水平位移量和累计水平位移量，所述一个预警监测周期小于或等于半个重点监测周期；当该滑坡监测区在一个正常周期内的水平位移量为零时，判定滑坡处理措施有效，将该滑坡监测区作为重点监测区进行监控，当该滑坡监测区在一个重点监测周期内的水平位移量不为零时，再次进行报警提示，并且将该滑坡监测区以及相邻滑坡监测区的采集到的所有数据进行汇编，再发送到专家分析系统进行综合分析。
5.进一步的，所述主控中心的服务器采用2g、3g、4g或5g的通讯方式，向现场工作人员的移动终端发送滑坡预警信息。
6.进一步的，所述主控中心的服务器设置有用于和移动终端进行数据交互的接口，工作人员可以通过移动终端连接主控中心的服务器，查询各个滑坡监测区的实时状态的数据信息。
7.本技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果：1、本发明可以对稀土矿山采场滑坡的相关参数进行实时监控传输和图表显示，为防止山体滑坡提供相关数据。相关数据能通过互联网在授权的pc 终端显示、报警，系统相关参数能在授权的pc 终端修改和控制。其可以监控原地浸矿注液期（运行期）或投入运行至关闭期间的边坡安全动态，并进行滑坡实时预报。监控原地浸矿工艺参数（注液孔水位），为原地浸矿工艺推广和应用积累相关成果和经验，提高原地浸矿技术水平。
8.2、本发明在硬件部分采用坡面位移计、裂缝计、坡体测斜仪、渗压计、土压计、水位计等，实现坡面和坡体变形监测，以及坡体渗压、土压、水位监测等其他参数监测；同时通过无线通讯方式进行数据的发送与接收，实现数据的传输和存储；本发明可以应用现有系统软件将各传感器采集的数据接收，存入数据库，并将数据图形化处理，导出数据，用于进一步分析稀土矿滑坡的机理，并且建立预警预测判定系统，进行稀土矿滑坡预警，还建立专家系统分析传感器各数据，提高稀土矿滑坡的预警分析和处理的效率；主控中心的服务器可以进行数据自动在线连续采集、现场数据实时传输和远程通信（包括采集时间控制）、数据存储及处理分析、实时预警发布、在线图表显示、图表打印等多种功能。
9.3、本发明经应用在离子型稀土开采过程中，试验证明对于预测及预判滑坡发生是有效的，而且相对于原有的有线网络的智能系统技术，其投资小，而且减少了巡山、现场安排监控值班2
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3人，效果较为显著。
附图说明
10.图1是本实施例1所述滑坡监测区中每个监测点的示意图。
11.图2是本实施例1所述梧州市1号矿体东面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
12.图3是本实施例1所述梧州市1号矿体南面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
13.图4是本实施例1所述梧州市1号矿体西面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
14.图5是本实施例1所述梧州市1号矿体北面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
15.图6是本实施例1所述岑溪市1号矿体东面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
16.图7是本实施例1所述岑溪市1号矿体南面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
17.图8是本实施例1所述岑溪市1号矿体西面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
18.图9是本实施例1所述岑溪市1号矿体北面滑坡监测区内各监测点的累计水平位移量变化表。
具体实施方式
19.以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。下列实施例中未注明的具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。
20.实施例1：从2019年1月至12月，分别在梧州市和岑溪市的稀土矿山进行本发明所述采用无线在线监测监控山坡滑坡方法的施工及试验，同时对梧州市稀土矿山采场的1号矿体和岑溪市稀土矿山采场的3号矿体进行监测，具体步骤如下：（1）将矿山断面划分成东、南、西、北四个滑坡监测区，如图1所示，每个滑坡监测区内设置两条滑坡测线，每条滑坡测线上设置三个监测点，每个监测点上设置一个坡面位移计、一个土压力计和一个水位计，在最下方的监测点设置坡体位移计代替坡面位移计；每个滑坡监测区内还设置有雨量计、裂缝计、坡体测斜仪、渗压计、远程视频监控摄像头；（2）每个滑坡监测区内设置一个数据采集终端，通过数据采集终端实时采集每个监测点测定得到的数据信息并且存储至数据存储器中，然后通过2g、3g或卫星通讯的无线通信方式将数据传输至主控中心的服务器，同时数据采集终端连接现场显示器显示实时该滑坡区内各监测点的测定数据信息；（3）主控中心的服务器将收到的数据信息进行保存，然后对每个滑坡监测区的数据进行处理分析，统计每个滑坡监测区的在一个正常监测周期内的水平位移量和累计水平位移量，所述一个正常监测周期为1个月；当水平位移量超过30mm时，将该滑坡监测区作为重点监测区，当水平位移量超过30mm且累计水平位移量超过100mm，将该滑坡监测区作为滑
坡预警区；（4）对属于重点监测区的滑坡监测区，统计该滑坡监测区的在一个重点监测周期内的水平位移量和累计水平位移量，所述一个重点监测周期为2周，并且向该滑坡监测区的数据采集终端发送重点监测提示，提示现场人员重点巡查该区域；当该滑坡监测区的累计水平位移量超过100mm时，将该滑坡监测区作为滑坡预警区；（5）对属于滑坡预警区的滑坡监测区，主控中心的服务器进行报警提示，并将该滑坡监测区以及相邻滑坡监测区的采集到的所有数据进行汇编，然后发送到专家分析系统进行综合分析，专家现在或是通过网络查看相关数据信息进行分析、讨论和制定解决方案，接着主控中心的服务器将解决方案发送至现场人员进行操作，并且统计该滑坡监测区的在一个预警监测周期内的水平位移量和累计水平位移量，所述一个预警监测周期为5天；当该滑坡监测区在一个正常周期内的水平位移量为零时，判定滑坡处理措施有效，将该滑坡监测区作为重点监测区进行监控，当该滑坡监测区在一个重点监测周期内的水平位移量不为零时，再次进行报警提示，并且将该滑坡监测区以及相邻滑坡监测区的采集到的所有数据进行汇编，再发送到专家分析系统进行综合分析；所述主控中心的服务器采用2g、3g、4g或5g的通讯方式，向现场工作人员的移动终端发送滑坡预警信息；所述主控中心的服务器设置有用于和移动终端进行数据交互的接口，工作人员可以通过移动终端连接主控中心的服务器，查询各个滑坡监测区的实时状态的数据信息。
21.根据采集到的监测数据进行分析（监测数据参见图2～5），梧州市1号矿体的西、南和北三面滑坡监测区内各监测点的水平位移量均小于30mm，将西、南和北三面滑坡监测区按照一个正常监测周期进行数据分析，即每一个月统计一次西、南和北三面滑坡监测区内各监测点的水平位移量和累计水平位移量；根据数据分析，东面滑坡区内7月各监测点具有水平位移变化，监测点5和监测点6的水平位移量超过30mm，但是各监测点的累计水平位移量未超过100mm，所以将东面滑坡区作为重点监测区进行数据分析，即每两周统计一次东面滑坡监测区内各监测点的水平位移量和累计水平位移量，四周后监测点5和监测点4的累计水平位移量超过100mm，将东面滑坡监测区作为滑坡预警区，并且发出预警提示，然后将其所有数据发送至专家分析系统进行综合分析后制定处置方案，减少注液量且对滑坡监测区进行打孔注水泥桩加固等防滑坡的处理，30天后各监测点的水平位移量为零，将该滑坡监测区作为重点监测区继续进行监控。
22.根据采集到的监测数据进行分析（监测数据参见图6～9），岑溪市3号矿体的东、西和南三面滑坡监测区内各监测点的水平位移量均小于30mm，将东、西和南三面滑坡监测区按照一个正常监测周期进行数据分析，即每一个月统计一次东、西和南三面滑坡监测区内各监测点的水平位移量和累计水平位移量；根据数据分析，北面滑坡区内1月各监测点具有水平位移变化，监测点1和监测点2的水平位移量超过30mm，但是各监测点的累计水平位移量未超过100mm，所以将北面滑坡区作为重点监测区进行数据分析，即每两周统计一次北面滑坡监测区内各监测点的水平位移量和累计水平位移量，四周后监测点2的累计水平位移量超过100mm，将北面滑坡监测区作为滑坡预警区，并且发出预警提示，然后将其所有数据发送至专家分析系统进行综合分析后制定处置方案，减少注液量且对滑坡监测区进行打孔注水泥桩加固等防滑坡的处理，50天后各监测点的水平位移量为零，将该滑坡监测区作为重点监测区继续进行监控。
23.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。