GNSS用毫米級實時守護黑山露天煤礦安全生產
位于新疆吐魯番地區(qū)托克遜縣的國家能源集團新疆能源有限責任公司黑山露天煤礦,從2013年開采至今,煤炭年產量逐年增長,在2021年突破千萬噸,為我國經濟社會發(fā)展提供強有效的能源保障。去年年中,經國家發(fā)改委批準,黑山露天煤礦生產能力由1300萬噸/年核增至1600萬噸/年。
黑山露天煤礦大干快上的背后,有中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)的助力。在中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)24小時的守護下,黑山露天煤礦對排土場和開采區(qū)的邊坡隱患早發(fā)現(xiàn)早避險,有效保證了煤礦安全生產。正如黑山露天煤礦地測部門負責人李衛(wèi)鵬所說:“中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)對煤礦的生產建設起到了很大的幫助作用。”
定點監(jiān)測排土場邊坡,護航煤礦安全
2013年4月29日這一天,隨著現(xiàn)場挖掘機的陣陣轟鳴聲,黑山露天煤礦開采正式拉開序幕。煤層表面剝離的土石被一輛輛卡車運往排土場。經過一年多的堆積,排土場逐漸形成了一個高邊坡。排土場在降雨或地表水浸潤作用下,極易引發(fā)滑坡、崩塌等災害,這給黑山露天煤礦的安全生產帶來了極大隱患。因此,黑山露天煤礦急需引進邊坡監(jiān)測手段對排土場的高邊坡進行監(jiān)測。
彼時,擁有全天候、高精度、自動化等優(yōu)勢的GNSS邊坡自動化監(jiān)測技術已成為主流的礦山邊坡監(jiān)測手段。該手段通過接收、跟蹤、變換和測量衛(wèi)星數(shù)據(jù),分析衛(wèi)星電文及對相關數(shù)據(jù)進行處理而獲得監(jiān)測點三維坐標,進而解算獲取監(jiān)測點的地表位移量與沉降位移量,達到邊坡自動化監(jiān)測的目的。2014年夏天,追逐技術潮流的黑山露天煤礦發(fā)布了排土場GNSS邊坡自動化監(jiān)測建設項目招標公告,項目共布設43個GNSS邊坡自動化監(jiān)測點。經過招投標程序,中海達負責26個GNSS邊坡自動化監(jiān)測點建設。
經過現(xiàn)場勘察、點位布置、貨物調配等一系列部署工作后,中海達在黑山露天煤礦的排土場邊坡的邊緣位置成功布設了26套GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng),以監(jiān)測排土場邊緣部位的水平和垂直方向的位移變化。
固定式觀測墩中海達GNSS邊坡監(jiān)測站
此次布設的中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng),采用固定式觀測墩的施工方式,由監(jiān)測型GNSS接收機和監(jiān)測預警云平臺組成,滿足了全天候數(shù)據(jù)自動化采集、傳輸、存儲和分析處理,全程無人值守的全自動運行監(jiān)測需求。“一旦監(jiān)測數(shù)據(jù)超過預警值,系統(tǒng)能夠及時進行監(jiān)控大屏幕報警、短信報警、郵件報警,提醒我們采取措施,預防事故發(fā)生。”李衛(wèi)鵬說。
依托中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)毫米級監(jiān)測精度,排土場邊坡形變情況盡在黑山露天煤礦的掌握中。“邊坡哪怕發(fā)生幾厘米,甚至幾毫米的位移或傾斜,系統(tǒng)也能夠第一時間監(jiān)測到。”李衛(wèi)鵬說。
在GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)的護航下,黑山露天煤礦的安全生產得到了有力保障。為了將監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入到本地監(jiān)測云平臺,國家能源集團新疆能源有限責任公司在2019年把剩余的17套GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)全部替換成中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)。自建成運行以來,中海達43套GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)的年在線率始終保持在97%以上,讓黑山露天煤礦24小時隨時掌握排土場邊坡的形變狀況,為煤礦的生產筑起了一道安全墻。
移動監(jiān)測采場邊坡,助力安心開采
隨著黑山露天煤礦的不斷開采,位于礦區(qū)的西端工作幫的邊坡高度達到了100米以上,且邊坡角度大于30度。根據(jù)國家露天礦邊坡安全監(jiān)測等級劃分,黑山露天煤礦的工作幫邊坡安全監(jiān)測等級達到了二級,應建立位移在線監(jiān)測。于是今年黑山露天煤礦提出了邊坡監(jiān)測增補的需求。
鑒于中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)在排土場邊坡中的穩(wěn)定表現(xiàn),黑山露天煤礦選擇繼續(xù)與中海達合作。考慮到露天礦移動式的開采模式,黑山露天煤礦沒有繼續(xù)沿用排土場邊坡使用的固定式觀測墩的中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng),而是選擇了移動式觀測箱的中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)。“因為煤礦隨著不斷開采,監(jiān)測區(qū)域會隨時變化,這就要求我們靈活調整監(jiān)測設備,因此可以隨時改變監(jiān)測位置的移動式設備比固定式設備更能滿足采場邊坡監(jiān)測的需求。”李衛(wèi)鵬解釋道。
移動式觀測箱中海達GNSS邊坡監(jiān)測站
根據(jù)作業(yè)需求,黑山露天煤礦從中海達手中采購了17套移動式觀測箱的GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)。今年4月份,17套設備陸續(xù)進場安裝,并于5月份完成所有設備的安裝調試與上線運行。“上崗”后的17套設備,哪里需要哪里搬,時刻監(jiān)測采場邊坡的形變狀況,“作業(yè)人員可以更安心開采”。除了可移動監(jiān)測外,移動式觀測箱的GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)采用了小型化、低功耗、高性能、高穩(wěn)定性的一體式GNSS接收機,可滿足黑山露天煤礦長時間無人值守連續(xù)工作的需求。“無需擔心電池不夠用,也讓電池更換變得更輕松,”李衛(wèi)鵬說,“畢竟固定式設備的電池通常埋在地下,每次需要挖出電池才能完成更換,這樣一來費時費力。”
同時,一體式GNSS接收機通過接收多種GNSS信號和內置MEMS傳感芯片,不僅保證了毫米級的監(jiān)測精度,而且助力黑山露天煤礦可依據(jù)實際情況動態(tài)調整監(jiān)測頻率,讓邊坡監(jiān)測更高效。在中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)的加持下,黑山露天煤礦開采步伐邁得更穩(wěn)更快,朝著年產量1600萬噸目標進發(fā),為經濟社會高質量發(fā)展貢獻自己的光和熱。
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