[发明专利]一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法

说明书

本发明公开一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，包括选择边坡变形监测断面；在边坡平台对应的监测断面位置处设置垂直测线，并在垂直测线上安装测斜仪；根据所测数据进行科学分析，对边坡开采初期爆破阶段和后期稳定发展阶段分别采用不同的滑移稳定性分析方法及标准，将矿山边坡的滑移与爆破响应进行耦合，以爆破位移增长率∈_i和滑动发展变化率为η_i为参数确定位移阈值并判断矿山边坡稳定性状态，实现对边坡稳定性进行评价与预警。本发明方法通过对矿山边坡滑移的实时监测与数据采集，采用Newton插值、拟合等处理过程对数据的分析能更加准确、直观的表现出矿山边坡的滑移情况，根据实时的数据分析可及时对边坡滑移进行预警，为边坡滑移稳定性监控提供有效科学依据。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，尤其涉及矿山露天边坡的变形监测，具体涉及一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法。

背景技术

我国矿山滑坡灾害威胁严重，目前矿山高边坡滑坡事故是我国矿山各类事故中发生频率较高、死亡人数较多的事故。我国西部是矿产资源主要分布地，同时西部地区也是崩塌、滑坡、泥石流地质灾害的多发区，平均每年至少造成15-30亿元损失，严重的滑坡地质灾害给当地居民的生命财产造成极大损失，如何制定多级边坡局部失稳的极限条件对多级边坡预测预警工作具有重要意义。

目前常用的矿山边坡位移检测仪器主要为位移计与测斜仪，前者虽然能直接简便的读取出边坡表面的位移值，却由于不能反映边坡内部位移而具有一定局限性。后者在边坡位移检测中更为常见，该方法通过测斜仪所测倾角θ_i与量段长度L_i计算出边坡的水平位移，水平位移总量该计算方法将边坡测线看成折线计算，在测斜仪所在位置为折线折点，但实际边坡测线位移曲线应为平滑曲线，往往会将误差放大从而降低监测数据可靠度；同时，该方法只能通过线性求差的方式求出测线上某一点的位移，具有一定局限性。

目前对于边坡位移安全阈值的确定方法较多，主要有以下几种：解析法、数值分析法、工程地质类比法、模型试验等方法。解析法经常采用复变函数进行边坡变形计算，由于边坡的岩性、构造、环境等特征不同，难以准确描述，因此常常无法满足计算准确性；数值分析法包括有限元法、边界元法等，该方法克服了解析法的不足，但是对于非连续介质往往难以解决；工程地质类比法与模型试验法克服了计算上的困难，但是依然与边坡实际情况存在一定差异，对滑移阈值的确定仍存在不稳定因素。

因此，为了克服上述现有监测方法存在的不足和局限性，针对矿山边坡滑移发展的规律与发展阶段，亟待提出一种基于矿山边坡滑移机理的位移计算方式和一种基于边坡自身滑移发展与爆破震动耦合的预警阈值确定方式进行矿山边坡的监测与预警。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有矿山边坡监测与预警数据处理方法的不足，提出一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，以克服传统边坡位移量的计算误差，确定与边坡自身性质更加相符的安全性分析及预警方式，在矿山边坡安全评价与监测预警领域具有重要的应用价值。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，包括以下步骤：

步骤A、选择垂直于边坡滑移方向的截面为监测断面，各个监测断面上，在每个边坡平台对应的位置设置至少一条垂直测线；

步骤B、分别在各个监测断面对应的垂直测线上间隔安装多个测斜仪，并记录测斜仪初始时刻测得的数据k_(0,j)与测斜仪安装高度h，其中k_(0,j)表示初始时刻第j个测斜仪检测的当前安装位置的斜率值；

步骤C、根据测斜仪初始时刻测得的数据k_(0,j)与测斜仪安装高度h，获得各个垂直测线初始时刻的曲线形态：

将初始时刻同一垂直测线上测斜仪测得的斜率值和安装高度数据通过Matlab进行插值运算，并拟合出对应垂直测线的位移曲线D(0，h)，以表示垂直测线的初始时刻的曲线形态；