随着露天矿山开采深度的不断增加，边坡高度持续加大，滑坡、坍塌、土体失稳等地质灾害风险日益突出。尤其是在中大型矿区中，不稳定边坡及潜在滑坡隐患区域比例持续上升，部分矿区高边坡占比甚至超过 30%。一旦发生边坡滑塌，不仅可能造成重大财产损失，更威胁作业人员生命安全，影响矿区生产稳定性。
因此，建设一套集自动感知、智能预警、远程传输与数据可视化于一体的矿山边坡监测系统，对于提升矿山安全生产水平、科学指导工程措施实施具有重要现实意义。
1. 系统目标与建设意义
1.1 风险识别与安全保障
露天矿山边坡通常具备高陡、结构松散、水文复杂等特点，传统巡查方式难以及时发现深层变形或突发滑移。因此需要借助 GNSS 测量、裂缝监测、水位探测、图像识别等多源感知手段，实现对边坡整体稳定性进行动态掌控。
智能监测系统可在滑坡发生前通过识别形变趋势和异常行为发出预警，辅助矿山管理部门提前疏散、封控风险区，最大限度降低安全事故发生概率。
1.2 数字化运维与高效管理
矿山边坡监测系统不仅用于突发灾害防控，更可作为采矿过程中的日常运维工具。通过实时数据采集与平台分析，实现矿区地表位移、降雨影响、水位变化、岩体变化的连续监控，为调度排水、边坡加固、采矿计划调整提供科学依据。
系统支持云端数据管理和图表可视化，便于领导层远程监管与应急响应部署，是实现矿山智能化转型的重要组成部分。
2. 监测内容与系统构成
矿山边坡监测系统以“固定+移动”双配置模式，部署在采场平台、高陡边坡、排土场、排水渠等关键位置，构建起点—线—面结合的监测网络，主要包括以下功能模块：
2.1 边坡位移监测
- 采用 GNSS 卫星定位技术布设测点阵列，持续获取边坡表面点位的空间变化量；
- 结合沉降、水平位移变化曲线，分析边坡滑动趋势和整体变形速度。
2.2 土体深部位移监测
- 通过固定式测斜仪布设在潜在滑带区域，实时监测地层内部的剪切滑移过程；
- 用于判断边坡变形是浅层扩散型还是深层整体型，为稳定性分析提供参数。
2.3 裂缝扩展监测
- 部署在坡顶或坡面结构裂缝附近，监测张裂、拉开、贯通过程；
- 可评估表层岩土体损伤程度和裂缝发展速度，是判断滑坡前兆的重要依据。
2.4 地表水与地下水监测
- 设置渗压计、水位计等设备，实时跟踪降雨引发的地下水位上升和渗透压力波动；
- 用于评估边坡受水软化、渗流冲刷等失稳诱因。
2.5 图像识别与视频巡检
- 安装高清摄像机拍摄边坡整体视角，识别滑体鼓出、开裂、塌方等异常；
- 便于远程观察与事故溯源分析。
2.6 区域降雨与环境监测
- 在排土场、采空区布设雨量计、风速计等辅助传感器；
- 分析强降雨与高边坡变形的相关性，辅助开展雨前风险预判与雨中巡检策略。
3. 典型设备配置表
| 监测内容 | 监测仪器 | 监测特点说明 |
|---|---|---|
| 矿山表面位移监测 | GNSS | 判断滑移区域边界变化，掌握边坡整体稳定性 |
| 土体深部位移监测 | 固定式测斜仪 | 辨识潜在滑带位置和深层滑移过程 |
| 裂缝裂隙扩展监测 | 裂缝计 | 捕捉表层结构张裂与贯通迹象 |
| 边坡地下水监测 | 渗压计、水位计 | 掌握孔隙水压力发展趋势，判断降雨诱发滑坡可能性 |
| 边坡图像识别监测 | 高清摄像机 | 实时查看坡面整体情况，辅助异常分析与比对 |
| 降雨环境监测 | 雨量计、边坡雷达等 | 分析暴雨诱发失稳的可能性，提高灾害预警提前量 |
4. 总结
矿山边坡监测系统通过将 GNSS、测斜、裂缝、水文、视频、气象等多维数据有机集成，实现了对采场边坡结构的立体感知与动态管控。在保障生产安全的同时，也为矿区的可持续运维、智慧调度和减灾防灾提供了强有力的技术支撑。
未来，随着 AI 识别、边缘计算和无人化传感设备的进一步应用，矿山监测系统将向“预测式预警”和“自动化干预”迈进，为建设本质安全型智慧矿山提供核心支柱。
相关文章
-
物联网智慧排水系统业务功能及流程分析（需求分析）
通过分析 XXX 区城市排水管理各用户的主要职责及关心指标，xxxx 区“物联网+智慧排水”系统项目建设的业务需求描述如下。 1. 智慧排水系统业务功能分析 （一）排水管网高效管理需求 通过前端感知设备（水质、水位、视频等）采集管网运行数据，并对监测数据进行分析和检查，针对异常状态发送报警信息，传递控制指令。为管理人员实时掌握工程运行情况、下达操作指令提供一手信息，实现管理人员远程监测和控制管网运行。满足工程高效运维的需要，为各类型工程制定巡检计划，对巡检过程进行记录，通过信息化手段，实现巡检任…
-
物联网中 LoRa 和 Zigbee 技术差异和优势浅析
随着物联网（IoT）技术的发展，越来越多的设备通过无线通信协议连接，实现数据的传输与控制。在众多的无线通信技术中，LoRa 和 Zigbee 凭借各自的优势，成为了物联网应用中两种重要的技术。本文将对 LoRa 和 Zigbee 的技术特点、应用场景以及各自的优势进行浅析，以帮助读者更好地理解这两种技术在物联网中的作用。 LoRa 技术简介 LoRa（Long Range）是一种低功耗广域网（LPWAN）技术，专为长距离通信和低功耗应用设计。LoRa 的通信距离可以达到数公里，甚至在开阔地带可超…
-
场所环境综合监测系统建设方案（粮库/水文/气象/农田等）
场所环境综合监测子系统是通过采用高级传感器复合感知技术实时监测自然资源环境中的水质、气体、土壤、肥料和电力等关键指标。结合视频监控和地图技术，子系统提供了一体化的视频传感监管能力和动态全局监控能力。通过实时状态展示、超标数据告警和处置、传感数据的类比和同比数据展示等功能，满足各行业对于周边情况感知监管的需求。 1. 场所环境监测系统设计 系统由物联感知仓、Lora 转换器、传感器以及系统管理软件组成。系统架构如下图所示： 1.1 场所环境监测系统前端设计 （1）物联感知仓 连接各类传感器，接收传…
-
智慧数字物联实训管理系统的建设价值（物联网实训教室）
针对上述问题，融合物联网、人工智能、边缘计算、大数据、移动互联及自动化控制等众多高新技术构建的智慧数字物联实训管理系统，将实训室管理及使用中所涉及的各方面工作统一纳入到平台内进行管理，完善实习实训管理体系,提升实验实训教学质量,推进职业教育高质量发展，促进学校的品牌建设。 1、基础数据获取及时、方便、全面、直观，可视性强 通过运用物联网管控模式与业务功能模块相结合，结合课表、开放预约、管理策略与人员的身份认证信息，自动采集相关数据并分析得出“人员-场地-设备”三者相关的数据画像，为管理者在进行资…
-
工业现场中 4-20mA 与 RS485 信号传输接线方法与距离解析
本文系统性讲解两种常见的传感器通信方式——4-20mA 电流环传输与RS485 总线信号传输的接线方式、供电结构、应用场景及传输距离计算依据。对现场仪表布线、电气控制及系统集成提供技术参考。 1. 4-20mA 电流传输方式解析 1.1 原理简介 4-20mA 电流信号传输是一种模拟量输出方式，抗干扰能力强，广泛应用于气体检测、温湿度控制等场合。信号从传感器输出，经电流环送至 PLC 或控制器进行解析。 1.2 接线方式 1.2.1 分线二线制 1.2.2 分线三线制 1.3 线缆选型与距离计算…
-
隧道全生命周期智能监测系统建设方案（隧道变形、应力监测等）
随着我国高速铁路、高速公路和城市轨道交通基础设施的加快推进，隧道工程已成为交通建设的重要组成部分。隧道穿越区域多为山地、河谷、软弱围岩和复杂水文地质环境，施工过程中常伴随岩爆、突水突泥、地表沉降、围岩变形、结构裂缝、衬砌破损等安全隐患。同时，运营期内还面临涌水、冻害、渗漏、拱顶下沉、火灾等次生灾害影响，给结构安全和使用寿命带来重大挑战。 在此背景下，建设一套面向隧道施工与运营阶段的智能监测系统，具备结构响应感知、地质风险预判、环境参数采集和远程预警功能，已成为提升隧道工程本质安全水平的必要手段。…
