目次
1 范围 2
2 规范性引用文件 2
3 术语和定义 2
4 总则 3
5 变形监测 5
6 采动应力监测 6
7 爆破振动监测 7
8 水文气象监测 7
9 视频监测 8
10 在线监测系统 8
11 监测资料整编与分析 9
前言
本为强制性标准。本由国家安全生产监督管理总局提出。
本由全国安全生产标准化技术委员会非煤矿山安全分技术委员会归口。
本负责起草单位:本主要起草人:本标准为首次发布。
金属非金属露天矿山采场边坡安全监测技术规范
范围
本规范规定了金属非金属露天矿山采场边坡安全监测的原则、内容、方法和预警等技术要求,以及监测系统安装、维护和监测资料整理等管理要求。
本规范适用于金属非金属露天矿山和小型露天采石场边坡,不适用于与煤共生、伴生的金属非金属露天矿山采场边坡。矿区自然边坡可参照执行。
规范性引用文件
GB16423金属非金属矿山安全规程
GB50174电子计算机机房设计规范
GB50198民用闭路监视电视系统工程技术规范GB6722爆破安全规程SL183地下水监测规范SL21降水量观测规范
术语和定义
下列术语和定义适用于本。
采场边坡open-pitslope
露天采矿场周围由台阶和运输坑线等构成的倾向采场的坡面。
边坡角slopeangle
露天矿采场边坡非工作帮最上一个台阶的坡顶线至最下一个台阶的坡底线所做的假想坡面与水平面的夹角。
最终边坡finalpitslope
露天采场到达最终设计开采境界位置时的边坡。
滑坡landslide
露天采场边坡岩土体在较大范围内沿某一特定的剪切面(带)产生破坏性滑动的灾害。
安全系数safetyfactor
边坡滑动面极限抗滑力与下滑力的比值。
对地表和地下对一定深度范围内的边坡岩土体的位移、沉降、倾斜、裂缝的变化进行监测,并提供变形分析预报的过程。
监测点monitoringpoint
等速变形onstantdeformation
边坡体有移动现象,其移动方向加速度接近于零。
加速变形ccelerateddeformation
边坡体有移动现象,其移动量有明显的同向加速运动反映。
渗流seepage
地下水在边坡体内岩(土)体裂隙或空隙中的流动。
爆破振动速度blastingvibrationvelocity
由爆破地震波激起介质中具体质点往复运动的速度。
在线监测onlinemonitoring
应用现代电子、信息、通信及计算机技术,实现数据适时采集、传输、分析、管理的监测技术。
总则
一般规定
金属非金属露天矿山金属非金属露天矿山应依据露天矿山采场边坡勘察报告、边坡稳定性研究报告和开采设计等资料、结合露天矿山生产和揭露的地质情况,分区评估边坡稳定性现状,明确边坡安全监测等级,进行边坡总体监测方案设计,并按设计要求进行建设。最终边坡监测方案设计应当根据各监测项目提出不同预警级别的预警值系统试运行个月以上,验收。应每年进行一次采场边坡稳定性分析重新确定安全监测等级,监测等级发生变化的边坡应补充设计并进行建设。边坡等
露天矿山采场边坡依据高度、坡度、地质条件、稳定性等指标不同等。
采场边坡高度按表1为级
表1边坡高度等级
等级 分类名称 高度 1 大于00m 2 高边坡 3 中边坡 100~200m 4 低边坡 小于100m 采场总边坡角按表2分为三级。
表2边坡等级
等级 分类名称 总边坡角度 1 陡坡 大于42° 2 斜坡 30°~42° 3 缓坡 小于30° 根据地质报告和边坡工程勘察报告,将采场边坡的工程地质和水文地质条件分别划分为复杂型、中等型和简单型,对应的地质条件等级指数G分别为1、2、3。当工程地质条件和水文地质条件等级不一致时,取两者中较高的等级作为采场边坡地质条件等级。
应对露天矿山采场边坡稳定性按照表将边坡滑坡风险等级分为四级当工况计算等级不一致时,取高等级。
表采场边坡滑坡风险等级滑坡风险等级指数S 安全系数F 正常工况 地震荷载 爆破震动 1 F<1. F<1. F<1. 2 1.1≤F<1. 1.05≤F<1. 1.05≤F<1. 3 1.2≤F<1. 1.15≤F<1. 1.15≤F<1. 4 1.3≤F 1.25≤F 1.25≤F 露天矿山采场边坡安全监测等级按照表4由边坡的变形指数和滑坡风险等级共同确定,共分为四级,一级为最高等级并依次降低,其中变形指数由式1确定。当边坡变形指数和风险指数取值不在同一监测等级时,取较高等级。
表采场边坡监测等级
监测等级 变形指数 滑坡风险等级 一级 3或 1 二级 或 2 三级 或 3 四级 或 4 监测要求
露天矿山采场应结合边坡分区的安全监测等级要求,对边坡变形、采动应力、爆破震动、水文气象和场内视频进行监测,边坡安全监测基本指标如表5所示。
表5边坡安全监测基本指标
监测
等级 变形监测 采动应力监测2 爆破震动 水文气象监测 视频
监测 表面
位移 内部
位移 边坡
裂缝1 质点速度 渗透压力3 地下水位3 降雨量4 一级 ● ● ○ ○ ● ○ ○ ○ ● 二级 ● ○ ○ ○ ● ○ ○ ○ ● 三级 ● ○ ○ ○ ● ○ ○ ○ ● 四级 ○ × ○ × ○ × × ○ ○ 注:●强制项,○推荐项,×不设项。
说明:1.一定条件;2.满足一定工程地质条件;3.满足一定水文地质条件
安全监测等级为一、二、三级的矿山应设立采场边坡表面位移监测;安全监测等级为一级和二级的矿山应对采场最终边坡表面位移进行在线监测;安全监测等级为一级的矿山应在采场最终边坡设置内部水平位移在线监测;当采场边坡出现长度超过5m、宽度大于1cm、深度大于2m的贯通性裂缝时,应对边坡裂缝实施监测。一、二、三级应进行监测。水文地质条件中等及复杂渗流压力水文地质条件复杂渗流压力安全监测等级为一、二、三级的矿山应对采场边坡建立视频监测。暴雨后、地震后必须对采场边坡进行监测变形监测
一般规定
监测用的平面坐标及水准高程,应与设计和运行阶段的控制网坐标系统相一致。
变形监测基准网的布设应满足GB50026要求,并按照最终边坡境界、不同时期和不同开采要求综合设计,分阶段进行建设。
关键部位如可能形成滑动带处、重点监测部位和可疑点应加强监测工作,加密测点。
变形监测的正负号规定:
——水平位移:为正;反之为负。
——竖向位移:向下为正,向上为负。
——裂缝三向位移:对开合,张开为正,闭合为负;对滑移,向坡下为正,反之为负向左岸为正,反之为负。
表面位移
表面位移监测包括表面水平位移和竖向位移。监测基点设置不少于个,应设在稳定区域内。
采用接触式监测方法时,:——测点应与边坡牢固结合。——表面水平位移及垂直位移监测,共用一个测点
——确定边坡主要滑动方向,沿主滑动方向及滑动面范围选取典型断面布置测线,再按测线布置相应监测点。
——测线水平间距不大于0m,测点垂直间距不大于50m——未开采至最终边坡时,应设置临时监测点。
——永久性表面位移测点底座埋入的深度不小于1.0m冰冻区应入冰冻层以下0.5m。——对于岩质边坡,水平位移监测相邻点位中误差不大于mm,垂直位移监测高程中误差不大于3mm。
——对于土质边坡,水平位移监测相邻点位中误差不大于mm,垂直位移监测高程中误差不大于mm。
采用非接触式监测方法时,覆盖整个关键部位如可能形成滑动带处、重点监测部位和可疑点人工监测应每月不少于一次,在雨季和融雪季节应每半月进行一次。出现等速变形时,应每周不少于1次;加速变形时应每日进行监测。内部位移
内部水平位移断面选择和测点布置:
——监测断面的布置应视边坡的、地质等情况而定,典型的剖面线应设置为监测纵断面。宽度小于00m的,至少在典型剖面线上布置1条监测纵断面;宽度大于00m的0m布置1条监测纵断面。
——每个监测纵断面上布设不少于3,测点的间距0m,最下一个测点应置于边坡临滑面。可参照要求布设内部竖向位移监测竖向位移监测宜内部水平结合布置。内部位移的监测深度应依据潜在滑移面的位置确定。内部水平位移监测的仪器精度应不大于0.10mm/m。人工监测频率应与水平位移监测一致。裂缝监测
对边坡表面裂缝可采用皮尺、钢尺及简易测点等简单进行测量,对裂缝深度2m以内的浅缝可用坑槽探法检查裂缝深度宽度及产状等当长度不超过20m时宜采用埋设测缝计或位移计进行监测。
对于岩质边坡,地表裂缝的观测中误差0.5mm;对于土质边坡地表裂缝的观测中误差5mm。裂缝
采动应力监测
监测开采过程垂直应力、水平应力等的变化。
断面选择和测点布置:
——监测布置应根据地质情况、边坡潜在滑动面位置和渗流场特征等设置,至少在每个典型纵剖面线布置1条监测断面监测断面间的水平距离不超过10m。
——力监测断面上的测点2~3个。
——监测点的位置同边坡、监测断面相结合测点的布置同点成对,同一测点区内各监测仪器之间的距离不宜超过1m。
通过具有不同埋设方向力计的——量程宜为设计最大应力值的1.2倍,量测精度不宜低于0.5%F·S,分辨率不宜低于0.2%F·S。——应力计传感器必须有足够的强度、抗腐蚀性和耐久性。
——应力计传感器能灵敏反应应力的变化,在增压和减压的情况下线性良好。
采动应力监测的误差应不0.01MPa。采动应力人工监测频率应不少于每周1次。
爆破监测爆破震动监测主要进行质点振动速度监测,起爆前应对质点振动速度进行计算,计算方法和参数选择按照GB6722规定。已经形成的最终边坡的爆破振动监测测点应设在主滑方向最底部坡脚处,测点不少于3个;未形成最终边坡、或最终边坡出露高度小于50m时,应设置在边坡主滑方向的临时边坡面坡脚处,测点不少于3个。爆破振动监测应同时测定质点振动相互垂直的三个分量,质点振动速度为三分量中的最大值。爆破动监测精度0.001cm/s。爆破作业时应以边坡坡脚允许振动速度为指标进行预警,靠帮边坡坡面质点的爆破震动速度应小于22cm/s。其它情况边坡稳定允许振速根据表进行确定。表边坡稳定允许振动速度
边坡 边坡稳定系数 允许振速cm/s F<1.5 控制爆破 2 1.05≤F<1. 22~28 1.1≤F< 28~35 1.3≤F 35~42 水文气象监测
渗流压力监测
断面选择和测点布置:
————纵断面的水平间距不大于100m,每个纵断面不少于2个测点,测点的垂直间距不大于50m,并宜与位移监测断面相结合。
——监测点的位置和深度根据地质情况、边坡潜在滑动面位置、可能产生的渗透变形情况、渗水部位、汇集条件、渗流量大小并结合所采用的监测方法进行确定尽量将测点设在强透水层中,以监测各层中渗水压力的变化。渗压人工监测频率应不少于每周1次。
地下水位监测
监测纵断面上的测点布置,应根据地质情况、边坡潜在滑动面位置和渗流场特征确定。每个纵断面宜在边坡坡顶,边坡中部位置、边坡坡底布置测点,不少于3个,纵断面间距m,埋深应参考实际地下水位深度确定。
SL183的要求。
降雨量监测
。能够实时降雨量,统计日降雨量、月降雨量和年降雨量,并生成报表。SL21的要求。
视频监测
应对采场边坡进行视频监测。视频监控图像质量的指标应符合GB50198的规定。视频监控的功能与设计、设备选型与设置、传输方式、供电等应符合GB50395的规定。视频监控应支持按摄像机编号、时间、事件等信息对监控图像进行备份、查询、回放。视频监测应具有夜视功能,或增加照明装置。
在线监测系统
一般规定
在线监测系统应包含数据自动采集、传输、存储、处理分析及综合预警等部分,并具备在各种气候条件下实现适时监测的能力在线监测系统,应具备下列基本功能:
——数据自动采集功能;
——现场网络数据通信和远程通信功能;
——数据存储及处理分析功能;
——统计和报表功能;
——对在线监测数据和人工监测数据的综合预警功能;
——防雷及抗干扰功能;
——其它辅助功能包括数据备份、保护、自诊断及故障显示等功能。
在线监测系统应符合下列基本性能要求:
——巡测采样时间小于30min,单点采样时间小于3min;
——测量周期可调;
——系统故障率不大于5%;
——防雷电感应不小于1000V;
——采集装置测量范围满足被测对象有效工作范围的要求。
开发在线监测系统接口,支持人工监测数据录入进行保存和综合预警。
安装与调试
对有相对位置和方向要求的监测设备的安装,在现场放样时,应严格控制坐标位置;监测设备的安装支架应埋设牢靠,水平度和垂直度应满足设计要求。
在线监测系统安装过程中,应按设计要求精心施工确保质量,安装和埋设完毕后应绘制竣工图,并对系统设备进行线体试验、参数标定,做好详细记录。
监测设施更新改造工程,在安装在线监测传感器时,尽量不破坏原有可用的监测设施。
运行与管理
应对在线监测系统每年至少进行次系统检查,做好正式记录,存档备查。
应对在线监测系统基点、测点和线缆等加以防护。
应制定在线监测系统运行维护管理制度及监测人员岗位责任制、操作规程、值班制度等规章制度。
应指定人员负责在线监测系统的日常检查与维护工作。应绘制在线监测系统布置图,并根据实际情况的变化及时更新。布置图应标明传感器、摄像头等设备的位置,以及信号线缆和供电电缆走向和型号等。
在线监测系统的设备应定期进行调校,传感器经过调校检测误差达不到要求时,应立即更换。
应建立以下台账及报表:
——监测系统设备台账;
——监测系统设备故障登记表;
——监测系统检修记录表;
——监测系统巡检记录表;
——传感器调校记录表;
——预警记录月报表。
在线监测系统发出预警信息时,值班人员应按规定程序及时处置,处置结果应记录备案。
预警记录月报表应包括打印日期和时间、传感器设置地点、所测物理量名称、预警次数、对应时间、解除时间、累计时间、每次预警的最大值、对应时刻及平均值、每次采取措施时间及采取措施内容等。
每3个月应对在线监测系统数据进行备份,备份的数据保存时间应不少于2年,视频监控的图像资料保存时间应不少于1个月。
监测系统应有足够的备件。监测资料整编与分析
一般规定
每年应至少进行一次监测资料整编。在整编的基础上,应定期进行资料分析。
资料整和分析中,如发现异常情况,应及时做出判断,有问题及时上报处理。
应建立监测资料或信息管理系统整编成果应做到项目齐全、考证清楚、数据可靠、图表完整、规格统一、说明完备。
工程施工阶段和试运行阶段,宜根据理论计算或模型试验成果,并参考类似工程经验,对监测项目提出预计的测值变化范围,提出。在监测投入运行后,定期根据实测资料提出或调整指标。
监测资料整编
在线监测、人工监测和人工巡查均应做好所采集数据或所检查情况的原始记录。记录应有固定的格式,数据和情况的记载应准确、清晰、齐全,应记入监测日期、责任人姓名及监测条件的必要说明。应做好原始监测数据中监测物理量的计算、填表和绘图,初步分析和异常值判识等日常资料整理工作。每年汛前必须将上一年度的监测资料整编完毕资料整编应包括整理后的资料的审定及编印等工作。凡历年共同性的资料,若已在前期整编资料中刊印,且其后不再重印时,应在整编前言中说明已收入何年整编资料。
监测资料分析
应根据边坡变形监测、力监测资料实际情况进行分析。
应分析了解各监测物理量的大小、变化规律、趋势并应对各项监测进行综合分析,发现边坡的异常情况和不安全因素;评估边坡的安全状态,预报变化趋势。
资料分析后,提出资料分析报告,资料分析报告的主要内容:
——工程地质概况;
——仪器安装布置及人工检查工作情况;
——监测资料整编、分析;
——对改进安全管理工作和运行调度工作的建议。
通过监测数据整编分析,为边坡稳定性安全评价提供可靠依据。
监测整编资料和报告应按档案管理规定及时存档。
AQ××××—20×
AQ××××—201×
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AQ
中华人民共和国安全生产行业标准
AQXXXX—201X
金属非金属露天矿山采场边坡安全监测技术规范
Technicalspecificationsformetalandnonmetalopen-pitminesstopeslopesafetymonitoring
(征求意见稿)
201X-XX-XX发布
201X-XX-XX实施
国家安全生产监督管理总局发布
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