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。
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