摘要：随着矿山开采规模的不断扩大和对安全要求的提高，边坡安全监测成为矿山开采过程中的重要环节。边坡安全监测雷达作为一种非接触式的监测手段，可以实时、精确地获取边坡形变信息，具有广泛的应用前景。露天矿边坡和其他边坡有着很大不同,其在岩层和节理上更为复杂。由于滑面主要位于边坡的薄弱结构位置，因此不具有较强的力学性能。一旦在自然降水和爆破振动的共同作用下，软弱结构面强度系数减小，抗滑力减弱，边坡内岩体沿软弱结构面滑动，对边坡造成破坏，发生滑坡、泥石流等。为保障露天边坡稳定性,除过需要对边坡加固外,更加需要对露天边坡稳定性和状态进行监测,从而更好保障矿山开采活动安全,以此实现矿山开采效益。基于此，本文针对边坡安全监测雷达在露天矿边坡安全监测中的应用进行重点分析。

　　关键词：边坡安全监测雷达；露天矿边坡；安全监测；应用分析

　　1边坡安全监测雷达在露天矿边坡安全监测中的应用特点

　　露天矿边坡安全监测是指对露天矿周围的高边坡进行连续、实时的监测和评价，及时发现和预警高边坡变形、滑坡、崩塌等安全隐患，并采取相应的安全管理措施。监测方法主要有地下测量、遥感监测、应变测量、无线传感器网络、人工观测等。这些监测方法可以实时获取高边坡位移、变形、应力、压力等因素的信息，为安全管理提供数据支持和决策依据。监测数据的收集和分析有助于确定高边坡的稳定状态，及时预警危险情况，提前制定相应的安全防范和应急措施。通过对高边坡的监测，能够减少高边坡对露天矿造成的安全隐患，保证工人的人身安全和矿山的正常运行。同时，通过对监测数据的长期积累和分析，可研究露天矿高边坡的长期演化和变形，为安全风险的防控提供科学依据。边坡安全监测雷达是一种基于微波信号的非接触式监测手段，边坡安全监测雷达在露天矿边坡安全监测中的应用其原理是利用边坡安全监测雷达发送微波信号并接收反射信号来获取目标的位置、形变等信息。它具有以下特点：边坡安全监测雷达无需接触被监测对象，可实现远距离、大范围、全天候的监测。边坡安全监测雷达具有高精度和高灵敏度，实时获取边坡的微小形变信息，并进行精确分析和识别。边坡安全监测雷达还具备自动化、无人值守的优势，能够降低人力成本，并在风、雨、雪等恶劣环境下稳定运行。边坡安全监测雷达还可以采集多点数据，实现对边坡整体和局部形变的监测，以便及时发现异常情况并采取相应措施。边坡安全监测雷达以其非接触、高精度、自动化的特点，成为矿山开采边坡安全监测中的重要工具。

　　关于边坡安全监测雷达在矿山开采边坡安全监测中的应用，已有许多研究成果可供参考。这些研究发现，边坡安全监测雷达能够实时、精确地获取边坡形变信息，并有效地监测边坡的变形、位移等指标。其中，一些研究利用边坡安全监测雷达对矿山的不同类型边坡进行了长期监测，结果表明该技术可提供稳定和可靠的监测数据。此外，还有研究通过与其他监测技术相结合，如全站仪监测、GPS监测等，进一步提高了边坡安全监测的准确性和可信度。此外，一些研究探索了边坡安全监测雷达在矿山开采过程中的实时预警能力，并提出了一些改进方法和应对策略。综上所述，相关研究成果证明边坡安全监测雷达在矿山开采边坡安全监测中具有广泛的应用前景，并为进一步发展和完善该技术提供了指导和借鉴。

　　2露天矿边坡安全影响因素

　　新中国成立以来，中国大力发展重工业，为采矿业提供了适宜的发展环境。在此期间，中国对水泥的需求迅速增加，对露天矿的开采效率提出了严格的要求。与其他行业相比，由于露天开采主要涉及非有害金属或非金属材料，政府对该行业的安全监管相对薄弱。此外，大多数露天矿的年开采规模相对较小，但有些矿山为了经济效益仍在进行大规模开采。由于技术落后，安全管理不严，存在着巨大的安全隐患，无法保证采矿人员的安全。生产设备落后、车辆混用现象普遍，出现了大量的安全管理问题。一旦出现严重的安全问题，安全监管部门只会在一段时间内严格监管，然后开始放松监管，这样就无法从根本上解决矿山安全管理问题。矿山企业只注重经济效益，忽视人身安全，无法投入大量资金进行安全管理，也没有对员工进行相关的安全技术培训，导致生产过程中出现大量违规操作。因此，由此造成的人员伤亡和地质灾害已经屡见不鲜。

　　2.1地质因素

　　露天矿山边坡安全性的地质条件相关影响因素主要包括土层结构、岩性、地貌、地质构造以及边坡岩土的力学性质等。

　　2.2边坡结构因素

　　露天矿边坡结构是指边坡的总高度和坡度、台阶的高度和坡度、平台的宽度等要素。露天矿的造坡方法一般采用深孔台阶爆破，导致平台滞留不可控、难以按设计造坡等问题，对边坡的安全造成一定影响。

　　2.3生产因素

　　露天采矿大多采用爆破开挖，其生产过程在一定程度上影响边坡的安全。爆破对边坡安全的影响：一方面，在爆炸能量的作用下，主爆区的岩体会产生裂缝并向边坡的保留岩体延伸；在爆炸气体楔入作用下，结构面强度逐渐降低，最终形成背冲击断裂、地表岩石松动等典型损伤类型；另一方面，爆破振动引起的动荷载可能导致边坡滑动面应力增加，最终导致滑动破坏。

　　2.4水文因素

　　水能够改变岩体的物理力学性质。在一些岩体中，水往往起到润滑剂的作用，其裂缝中也存在静态水压和浮力。矿岩系统中存在的动水压力会大大增加岩体的滑动力，增加幅度可达24%；地下水压力也会使边坡安全性降低20%～30%；在控制边坡安全系数的条件下，减小岩体裂隙水压可在一定程度上提高边坡的安全性。

　　2.5管理因素

　　安全管理培训体系不完善，导致人员安全生产意识不高，对露天矿边坡稳定各要素认识不足，对边坡位移监测控制不足，造成边坡破坏。如果在边坡上部堆放设施、设备和生产废弃物，则会增加边坡的荷载，从而提高边坡岩体的内滑移力；从坡脚开采降低了边坡的抗滑能力，增加了露天矿边坡的不安全性，导致露天矿边坡破坏。

　　3边坡安全监测雷达在露天矿边坡安全监测中的应用方法
       3.1监测系统功能设计

　　顺层边坡安全监测雷达主要由GNSS技术的数据采集单元、数据传输单元、数据处理及监控单元、避水系统、故障问题检测系统等组成，而且边坡安全监测雷达中各个组成部分都是有软硬件两个部分组成。露天矿边坡安全监测雷达主要包括数据处理工作站、处理服务器、信息存储三个部分组成。首先，数据处理工作站主要完成数据采集、上传、保存等功能。其次，处理服务器主要负责数据的采集、处理、备份，也是需要用于数据分析的部分。最后，信息存储主要集中在信息保存、数据处理等方面，为后续的数据分析研究奠定了坚实的基础。系统监控中心是整个控制系统的核心部分，由机房、网络、软件三部分组成，可以处理信息处理、系统控制、连接管理等。变形监督管理中心可主要设置在机房内，不能与服务器、网络接口等放置在一起，还必须保证不间断供电。数据采集软件需要存储设备采集器采集到的信息，记录告警时间和控制指令，并使用最新采集到的数据进行控制。如果传感器超过上限，应立即自动启动各种报警装置，使矿区及周边居民及时注意，避免受到灾害和事故的影响。

　　3.2风险评估与预警

　　边坡安全监测雷达对露天矿山的地质条件、土壤岩层性质、水文情况以及气象数据进行全面的调查和分析。评估地质构造、岩石倾角、海拔、地下水位、降雨等因素对边坡稳定性的影响。基于地质资料和监测资料，运用工程力学原理和数值模拟方法对边坡稳定性进行评价。评估诸如斜坡倾斜度、土壤和岩石性质、抗剪强度和侵蚀条件等指标，以确定斜坡是稳定的还是潜在的危险。根据风险等级对边坡进行分级，并根据稳定性和其他风险因素将其分为高风险、中等风险和低风险级别。更高的风险坡度需要更频繁的监测和控制。根据边坡风险分级建立相应的预警机制。通过设置监测点，安装传感器设备，实现对边坡位移、地下水位、降雨量等参数的实时监测。建立数据分析系统，利用监测数据进行实时分析、模型预测和风险预警。一旦预警系统发出风险信号，及时启动应急预案，采取相应措施应对。采取的措施包括减少采矿产量、提前采取支护措施、加固边坡结构或疏散危险区域。

　　3.3监测点设置

　　目前，在露天矿边坡测点的选择上，监测对象、内容、仪器等都非常明确。要选择科学合理的监测点和剖面，形成非常全面的监测方法。而且，在露天矿边坡过程中，能够根据监测对象的具体情况对监测方法进行调整和优化，形成基本的监测方法。其中，边坡安全监测雷达的使用中，具体实施方案为选择1个参考点，设置10条静态观测剖面。基于顺层边坡的变形监测，有其独特之处。坐标结果不使用椭球体转换，需要直接使用坐标位置信息。投影结果转化为平面坐标，使得参考点不需要监控，也不需要使用高精度大地坐标。整个监测过程要求精度高，只需要确定参考点的大地坐标就可以保持稳定。

　　在整个监测过程中，露天矿边坡变形监测获得的平差数据都需要使用这些坐标，去掉了之前使用的椭球体计算方法，省去了坐标系转换、计算测量、尺度因子等。计算结果可消除其中的误差；设定监控时间起点后，对整个监控过程进行无约束调整；根据地理环境要求，选择相对稳定的监测点作为参考点；在顺层坡的位置选择相应的滑动面，取一个点作为监测点，标注其区域内所有物体的位置。利用两个参考点进行无约束平差得到的大地坐标系能够作为椭球面参考下的静止坐标系。监测过程需要将其放置在基站位置，以保证监测数据的一致性；为了计算NEU分数和确定坐标点，还需要使用高斯投影将大地坐标系转换为平面坐标系；在数据结算时，要尽可能保证两个标准点都涉及，以保证数据结果的准确性。如果由于上述监测要求、数据质量等客观因素导致部分监测点精度超过标准上限，则需要选择新的监测点；对于设置过程中使用的监测点，需要将高度设置为固定值，或者不输入自然高度。但对于没有强制设置中心的监控位置，如果后续天线高度测试中天线高度发生变化，则需要输入天线高度，以保证露天矿边坡安全监测方案的合理性。

　　4边坡安全监测雷达在露天矿边坡安全监测中的应用策略

　　4.1完善监测技术手段

　　完善边坡安全监测雷达在矿山开采边坡安全监测中的可靠性，需要着力完善监测技术手段。应继续改进雷达系统硬件和软件，提高分辨率、探测深度和数据采集速度。能够考虑引入多频雷达技术，以获取更丰富的地下信息。还需要优化数据处理方法和算法，包括建立合适的模型以准确解释边坡形变数据。可加强与其他监测技术的整合，如激光扫描仪、全站仪和GPS等，以获取多源数据进行验证和对比分析。应加强监测网络的建设，确保分布均匀，并建立可靠的数据传输和存储系统。加强人员培训和规范化管理，确保操作人员具备专业知识和操作技能。通过完善监测技术手段，提高边坡安全监测雷达在矿山开采边坡安全监测中的准确性、可靠性和实用性。

　　4.2增强监测数据的准确性和可信度

　　为提高边坡安全监测雷达在矿山开采边坡安全监测中的数据准确性和可信度，可采取以下措施：加强对雷达系统的校准和标定工作，确保信号发送和接收的精确性。建立科学合理的监测网格，并保证监测点的覆盖范围和密度。同时，应定期对监测数据进行验证和对比分析，与其他可靠监测数据进行比对，确认数据的一致性和准确性。引入机器学习和人工智能等技术，对大量监测数据进行深度分析，提高异常检测和预测能力。还需加强监测数据的标准化和规范化，确保数据的可重复性和可比性。要加强对监测数据的质量控制和数据审查，确保数据的完整性和可信度。通过这些措施，可以提高监测数据的准确性和可信度，为矿山开采边坡安全监测提供更可靠的基础数据支持。4.3构建露天矿边坡安全管理体系

　　依法履行安全监管职责，制定、完善和实施有关安全法律、法规和标准。同时，加强宣传教育，提高公众和从业人员的安全意识和法律素养。建立健全安全监管的组织体制和工作机制，明确各级政府和有关部门在安全监管中的职责和权限。加强协调配合，形成合力，整合资源，共同推进安全监管工作。坚持预防为主，加强风险评估和安全评估，科学规划管理，防范化解各类安全风险。加强对重大安全风险行业、企业、项目的监管执法，确保安全风险一旦发生，迅速有效处置。建立监督检查机构，对各行业、企业、组织的安全管理工作进行定期和不定期的监督检查，发现问题及时纠正。对存在严重安全隐患或者有违法行为的单位，依法给予相应的行政处罚，并追究有关人员的责任。建立健全安全事故和安全隐患信息通报共享机制，及时通报和发布安全预警信息，增强公众和从业人员的安全风险意识，并能及时采取相应的防范措施。根据国家和地方法律法规、行业标准以及矿山自身的规章制度，明确安全管理的要求和责任。制定和完善安全管理相关制度法规，包括安全生产责任制、安全生产标准化、安全生产考核评价等。定义所有级别的职责、权限和义务，明确安全管理的具体要求和操作步骤。明确每个岗位的安全责任和任务，并提供相应的安全培训和教育。这包括安全操作程序、事故应急计划和操作技能方面的培训。加强矿工安全意识教育和技能培训，提高职工安全素质和安全能力。建立定期检查检查制度，对矿山各环节的安全生产进行监督检查。发现问题和隐患，及时整改，确保安全措施有效落实。建立事故调查分析机制，对发生的事故进行调查，查明事故原因和责任，总结经验教训，采取相应的预防措施，防止类似事故再次发生。

　　5结语

　　综上所述，边坡安全监测雷达在露天矿边坡安全监测中具有重要应用价值。然而，仍需改进技术方法、提高可靠性，并完善监测技术手段，以确保监测数据的准确性和可信度。未来需要加强与其他监测技术的融合，优化数据处理方式，完善监测网络和数据库，加强人员培训和管理。通过不断努力，推动边坡安全监测雷达在露天矿边坡安全监测中发挥更大作用，确保露天矿边坡监测的安全性和可控性。