[00884105]灵宝市罗山矿区滑坡体远程监测预警系统研发及工程应用

河南省灵宝罗山矿区在长期的地下开采空区影响下，已形成总面积17.96万m<'2>，总体积约405.2万m<'3>的滑坡体，严重威胁着滑坡体下方金和多金属钼(经济价值达26.24亿元)的安全开采，有关部门已经下令停采。为了恢复矿山开采，保障生产安全，在教育部“长江学者和创新团队发展计划”和河南省灵宝市金源矿业有限责任公司共同资助下，由中国矿业大学(北京)和灵宝市金源矿业有限责任公司的专家、教授和科研人员组成攻关小组，设立该项目进行专项研究。项目研究取得如下创新性成果：(1)提出滑动力监测原理。传统的滑坡监测主要是变形监测，但是位移和倾斜是滑坡产生的必要而非充分条件，滑动力才是滑坡产生的充要条件。但是天天然的滑动力学系统是不可测的，而人为力学系统是可测的，因此将可测的人为力学系统插入到不可测的天然力学系统中，组成一个新的部分力学量可测的复杂力学系统，这样就实现了借助扰动力的直接测量而间接计算滑体滑动力的目的。(2)提出了下滑力监测方法，建立了天然力学系统和人为力学系统之间的函数表达式，利用可测力学量，通过公式计算出不可测的滑体下滑力。(3)根据上述监测原理和方法，研发出新一代滑坡体远程监测预警系统(型号：SPRM-01型)。系统具有如下新功能：①下滑力传感系统具有自适应性调节功能，会自动调节数据采集频率，实现异常数据的实时捕捉；②增加了监测曲线平铺显示功能，该功能可以将所有监测曲线直观平铺显示，大大降低监测人员的劳动强度，使其能够更加快速准确地定位异常监测曲线。(4)提出了“地下采矿可以治理滑坡”的理念和相应的设计方法，同时对采矿影响下滑坡体的稳定性进行远程监测。在罗山矿区滑坡体上安装了53套远程监测系统，建立了罗山矿区滑坡灾害远程监测网。现场生产实践表明，通过实施新的采矿方案，应用滑坡体远程监测预警系统，保障了罗山矿区矿产资源的安全开采，而且大大节约了滑坡治理成本，取得了显著的经济和社会效益。该项目研究成果适用于金属矿山开采、露天煤矿开采、高速公路边坡、西气东输管线等工程因素引发的滑坡地质灾害和地震引发的滑坡地质灾害监测预报，也可用于其它岩体边坡应力及其加固结构工作状态的监测。系统实时智能自动监测的技术优势便于工程技术人员及时掌握工程岩体的稳定性，为滑坡灾害的有效防治和岩土工程的研究提供了科学依据和有力的保障。