降雨引发排土场滑坡的预警准则研究*

为降低降雨引发排土场滑坡的风险,提出更加科学、实用的降雨滑坡预警准则,以贵州某矿山排土场的实际情况为例,建立排土场在线监测预警系统,并基于FLAC3D软件,对安全系数与边坡位移的关系以及降雨与边坡位移的关系进行数值模拟。结果表明:降雨是影响排土场滑坡的主要因素,且降雨影响具有滞后性,降雨量可作为排土场滑坡的预警指标;排土场滑坡预警等级与排土场安全系数存在密切相关性,可根据排土场安全系数确定滑坡红、橙、黄、蓝预警等级;可根据模拟结果确定降雨引发排土场滑坡的预警准则。研究结果具有较强的实用性,为排土场滑坡事故的预防和控制提供科学指导。     

海外露天矿北斗高精度位移安全监测系统研究

基于北斗高精度空间信息技术,针对海外露天矿山位移安全提出一种监测预警系统,该系统具有实时在线连续监测和较强集成能力,满足海外露天矿山大范围、多点位、分散式、高精度的监测要求,可提高矿山位移安全监测预警的及时性和准确性。同时,结合缅甸蒙育瓦铜矿应用案例,分析系统的运行原理、设备组成和应用方法,验证了系统的有效性,对海外露天矿山位移安全监测具有较强的参考意义。     

基于可穿戴技术的建筑现场施工人员实时安全预警系统研究

为了实现建筑现场施工人员的安全监控与预警,基于可穿戴技术,构建了建筑现场实时安全预警系统。系统架构包括施工人员生理数据模块、实时定位模块、安全数据传输模块、数据分析处理模块和安全预警模块,分析了五大模块工作原理,并应用于某高端住宅施工项目。结果表明:应用该安全预警系统,可有效对建筑现场施工人员进行安全监控与预警。最后,探讨了系统的优势和未来发展趋势。     

露天矿山排土场滑坡灾害预警技术

在现场调研与文献分析的基础上,提出了排土场滑坡灾害预警指标体系。基于物元理论和关联函数,构建了露天矿山排土场滑坡灾害可拓预警模型。采用基于测度改进的层次分析法客观地确定评价指标权重,较好地消除了人为因素带来的偏差;以综合关联度作为评价准则进行滑坡危险性等级判定,进而对排土场滑坡灾害进行预警。利用该模型对某铁矿排土场的滑坡危险性进行预警评价,得到了与实际情况吻合的警情,并针对存在的问题提出了相应的改进措施     

以三维激光扫描技术监测边坡的稳定性

通过三维激光扫描仪对露天矿山高陡边坡进行连续扫描,获取矿山边坡坐标信息,为边坡的监测提供可靠的动态数据。利用边坡表面位移可视化分析软件对数据进行分析,掌握边坡变形趋势,找出边坡表面位移变化原因,对边坡灾害预警具有重要意义。     

应急指挥与安全在线监测系统应用研究

为有效解决生产经营单位应急管理方面存在的应急准备不足、应急响应迟缓和应急处置不标准等问题,应用地理信息系统(GIS)服务、物联网感知和大数据等信息化技术,研究应急指挥与安全在线监测系统。通过分析事故扩大化的案例,找出应急管理脆弱因素,如安全监测预警能力不足和应急信息传递不顺畅等,分析系统功能需求,主要包括基础层、感知层、数据层和应用层,进而构建应急指挥与安全在线监测系统总体架构,开发安全在线监测模块、应急指挥模块和系统运行自我评价模块,并在新准铁路进行应用研究。实践表明：该系统可全过程管理安全风险在线监测、预警、响应和应急处置,能够实现应急管理的系统化、信息化、数据化、程序化和可视化,全面提升新准铁路安全生产事故预防和应急处置能力。     

机械安全风险预警系统构建与应用

为应对机器使用阶段因人、机器、环境状态改变导致风险水平发生变化,构建了一种机械安全风险预警系统。机械安全风险预警系统主要由用于实时监测风险因素状态的预警监测系统、确定风险级别的预警分级系统、减小风险的预警措施系统组成。以某工业机器人为例,构建了机械安全风险预警系统,并开展了预警实验。实验结果表明：机械安全风险预警系统能够实现机械安全风险因素自动监测、预警等级自动划分、预警措施自动执行。该系统能够通过在线数据监测与评估,对可能发生的不安全状态按等级发出警告,并及时采取相应防范措施,达到减小风险的目的。     

海湾大桥施工动态安全预警系统的研究

针对海上施工建设单位多、人员复杂、受气象灾害影响大,而目前没有施工安全预警系统的现状,提出青岛海湾大桥施工动态安全预警系统。该系统分为8个模块,从静态的管理机构、动态的现场安全状况和管理方法上进行施工安全管理。其中,静态的管理机构是管理的基础;动态的现场安全状况是全面、及时反映施工现场情况,便于及时发现问题,进行环境预警,而且有利于实现施工建设业主、施工方和监理方3方的相互监督。形成了一个较为全面系统的安全管理体系,建立了涵盖施工建设工程3方的预警管理系统,实现动态的安全管理、环境灾害预警和办公自动化。     

国产地基合成孔径雷达监测预警系统在紫金山金铜矿露天采场边坡位移监测的应用

紫金山金铜矿是福建紫金矿业集团股份有限公司下属的一个矿山基地,其露天采场将是全亚洲第一高露天矿山边坡。基于目前矿山采用的全站仪、GPS等监测技术,易受粉尘、降雨、光照、云雾等影响,无法实现大范围边坡区域实时、自动监测。而地基合成孔径雷达差分干涉测量技术则可以克服上述缺陷,该技术是滑坡监测技术未来的发展趋势,对于灾害预报及防治具有重要意义。介绍了国产地基合成孔径雷达边坡位移监测预警系统在紫金山金铜矿露采边坡的首次应用,验证了地基合成孔径雷达系统用于形变监测的可靠性、有效性及高精度等优势。     

基于RFID及WSN技术的矿山实时三维定位及灾害预警平台

通过对比分析国内外矿山灾害死亡事故数据,突显我国矿山安全生产形势十分严峻,提出了构建矿山实时三维定位及灾害预警平台的重要性。平台基于无线射频识别技术和无线传感网络技术,实现井下工作人员、井下移动设备的三维定位,实现井下巷道工作环境的各种参数（如温度、湿度、井巷通风风速、有害气体含量等）的实时监测,分析实时监测数据,预警井下数据异常区域,防止灾害发生,分析灾害发生位置、原因及发生时井下人员、移动设备等信息,为灾后救援工作提供有价值的决策参考。     

液态危险品智能储运装置的设计

危险品的储存和运输关系到人们的生命和财产安全,设计开发一套能够保障危险品安全的智能储运装置以及泄漏预警系统具有重要意义。分析液态危险品泄漏监测研究现状,设计一套以双层储运桶和远程智能预警器为主要硬件的智能储运装置,以及配套的危险品泄漏监测、预警系统。装置和系统通过气压传感器采集泄漏信息,GPS模块定位位置信息,感应标签读取物流信息,借助SIM模块发送给监管中心和驾驶员,达到监测和预警的目的。储运装置具有防撞防漏、自动测漏等功能,能够对液态危险品进行实时监测和及时预警。     

基于云计算的矿井瓦斯安全预警系统设计

基于云计算基本原理及Saa S模式,研究矿井瓦斯监测预警系统的云计算应用模型。设计了矿井瓦斯监测预警系统的云计算基础架构,以监测信息处理为核心、以虚拟化为资源调度与高效计算应用的重要手段实现基于监测监控系统的实时预警,并据此提出了云计算模式下的瓦斯监测预警流程体系。针对瓦斯监测大数据处理对资源调度的需求,基于Hadoop Map Reduce云计算资源调度机制,采用FIFO、公平调度及LATE组成的混合调度策略进行资源优化。该系统设计以高效的信息处理机制为支撑,可实现基于大数据处理的矿井瓦斯实时预警应用,为云计算模式下矿井瓦斯预警系统的开发应用提供了参考依据。     

岩体失稳灾害人机环系统监测与灾害防控 ——智能安全人机工程学及教学实践

为解决地下采矿和隧道工程开挖中,因受应力变化和工程扰动诱发的冒顶、片帮等岩体失稳灾害问题,本文首先对现有岩体失稳监测技术进行比较分析;其次分别阐述岩体环境中人机环系统监测数据的获取方法;随后介绍了自主研发的岩体失稳灾害监测预警系统,包含2种典型的未知波速的三维声源/震源定位方法;最后结合智能安全人机工程学,从灾害的系统预警与控制角度出发,概述了针对人机环预警的系统概念,提出集"监测数据→预警信息→防控方法"为一体的岩体失稳灾害预防与控制技术,可为岩体工程安全高效实施、运行和维护提供理论与技术支撑.     

尾矿库安全运行的保障——“尾矿库隐患无损诊断风险分级与监测预警技术研究”

尾矿库隐患无损诊断、风险分级与监测预警技术研究,以防止尾矿库引发安全事故为目的,针对尾矿库溃坝隐患探测、灾害预防、在线监测预警所遇到的关键技术问题进行了研究。该研究成果已分别在9个尾矿库建立了在线监测与预警系统,并探测、诊断出12座尾矿坝坝内裂缝、松散软弱夹层等隐患,为隐患治理提供了依据。     

矿山排土场内部裂缝的雷达探测技术

矿山排土场出现裂缝后会直接影响到其自身稳定性,为了掌握排土场的安全状态和提出治理措施,就必须对排土场内部的裂缝分布进行了解.探地雷达作为一种物探设备与手段已经在公路和堤坝等裂缝探测工作中得到应用,将雷达探测技术引入到矿山排土场的裂缝探测中,从雷达探测机理和排土场裂缝物理特征上论证了该方法的适用性和可行性.解释了使用雷达探测的具体方法与过程,并提出利用雷达正演模拟来对探测图像的反演分析进行辅助解释,以提高探测精度和可靠性.对平川铁矿排土场的内部裂缝进行了探测实证,发现探测结论与已掌握的裂缝信息数据是基本一致的,说明了雷达探测技术在排土场内部裂缝探测工作中的实用意义.     

洪涝灾害数据可视化预警系统研究

为实现洪涝灾害数据的可视化,为灾害预警预报提供决策支持。通过分析洪涝灾害相关数据,构建洪涝灾害数据可视化预警系统,采用数据可视化技术对数据进行模拟分析,通过系统算法将分析结果映射为可视化的图形图像,实现用户在终端设备接收可视化信息。研究表明,通过洪涝灾害数据可视化预警系统可将数据映射为具有洪涝灾害等级值的图形图像,系统数据的实时变动能够保证可视化结果的动态更新,用户可随时跟踪了解灾害情况。     

高海拔排土场边坡安全稳定性D-InSAR监测

为了确保高海拔排土场边坡预防滑坡灾害的安全稳定性监测的长期有效性和可靠性,通过对西藏山南桑日县某排土场边坡14景Sentinel-1A数据进行研究,利用D-InSAR双轨法差分干涉技术监测终了排土的排土场边坡2018-11-4—2020-12-23期间的地表形变,采用基线估计状态空间模型进行基线估计、自适应滤波去除图像噪声和最小费用流进行相位解缠,采用考虑温度及降雨影响的形变模型进行解算,结合多分辨率分析方法降低大气噪声的影响,进行影像配准、干涉处理和平地效应消除,生成干涉图与形变图,基于形变监测结果评判该排土场边坡的安全稳定状态。结果表明,2020年6月26日该研究区域坡体累积沉降值为34 mm,达到了黄色预警阈值,采取必要的防治措施后,累计沉降量得到了控制,沉降速率趋缓。实践表明D-InSAR技术应用于高海拔排土场边坡能够实现动态、大面积覆盖、长期可靠的安全稳定性监测。     

云南电网防范自然灾害风险预警系统设计

为了防范自然灾害对云南电网所产生的危害,笔者在收集处理相关数据后建立了防范自然灾害的模型,并根据受灾模型、风险评估模型等建立了数据库,通过GIS软件设计出风险预警系统。本文重点从重大地质灾害风险点的监测预警解决方案、基于气象降雨量的地质灾害预警解决方案、软件系统功能模块、软件系统特点等方面进行分析与设计该系统。     

“金属矿山采空区地质危险源超前预报及监测预警技术研究”获2013年度“神华杯”中国职业安全健康协会科学技术奖二等奖

金属矿山采空区地质危险源超前预报及监测预警技术研究项目由中国安全生产科学研究院和中国五矿集团公司共同合作完成。该项目研究内容：（1）金属矿山采空区危险源地质超前预报技术研究。（2）矿山采空区风险分级管理技术研究。（3）采空区动力灾害监测、预警技术。（4）技术成果应用。技术特点：（1）提出了一整套基于地质超前预报技术精确探测采空区风险辨识及控制流程;（2）建立了包括基于探测技术和数值模拟技术的金属采空区风险评价体系;（3）提出了五矿集团采空区风险分级管理技术;（4）研制了采空区围岩应力锚杆在线监测预警系统;（5）提出了合成孔径雷达对地表移动监测预警技术方法。应用推广情况：（1）在五矿邯邢矿业有限公司符山铁矿应用,治理了黑铁峧尾矿库下伏采空区重大安全隐患,保证了黑铁峧尾矿库下游的村庄、厂房等的生命和财产安全。（2）通过一整套采空区精确探测流程,查明了西石门铁矿区周边不明采空区分布情况,为矿区深部开拓工程提供了基础数据,节省了钻探费用396万元／年,解放了价值2亿元的资源。（3）避免了五矿集团所属33家矿山采空灾害的发生和在复杂采空区环境下进行安全开采,产生了200多万的直接经济,同时也使得近4亿元的资源得以开发利用。     

边坡雷达在滑坡应急救援行动中的应用

我国地质环境极其复杂,滑坡灾害时有发生,但现有监测手段往往难以满足需要,频繁的滑坡灾害给人民群众生命财产安全带来巨大损失。边坡雷达监测预警系统基于干涉差分测量技术,并采用均方连差检验和卡尔曼滤波两种方法处理监测数据,根据边坡破坏特征以及演化规律进行预警。通过对边坡雷达的基本技术原理以及数据处理方式进行了深入研究,并基于边坡雷达在浙江丽水"11.13"滑坡救援监测中的应用,证明了边坡雷达可实时有效对目标边坡进行监测预警,这一技术对失稳边坡的监测预警具有重要意义。