文档介绍：一、边坡雷达介绍
边坡雷达(SSR)是一套用于露天矿区的边坡稳定性测量和监测的设备。其主要作用是采集数据,并通过无线网络系统将数据传输到监测点计算机,最终在监测点计算机或者办公室终端计算机上显示边坡变形数据及设置报警。使地质工程师和矿区作业人员有信心地跟踪边坡变形情况,并可在优化安全性和生产效率时实施风险管理。
边坡雷达可以沿整个岩壁表面并无需与岩壁发生任何接触,进行连续的,次毫米级精度测量。而且该系统的测量绝大部分不受雨水、灰尘或烟雾的影响。可以保证露天矿山的安全生产及经济效益和生产的连续性,达到对边坡进行实时监测并及时预报可能发生的滑坡、避免生命财产安全事故的目标。
该系统应用了澳大利亚GroundProbe公司开发的软件SSRViewer Suite 4,用以显示和监测岩壁的运动过程。SSRViewer Suite 4软件采用一套独特的方法来监测岩壁形变和设置报警,使系统与紧急工作程序完全融为一体。
图1-1 边坡雷达在矿坑中的应用
二、边坡雷达组成
边坡雷达由硬件及软件两部分构成。
硬件由远区域电源(RAPS)、显示器(Display Unit)、计算机电子箱(CEB)、雷达电子箱(REB)、盘子(Dish)、天线(Feed horn)和拖车(Trailer)等组成(如图2-1)。
软件主要为SSRViewer Suite 4,其中又包括了SSRControl、SSRViewer、Elink、Wall Starter Wizard、VNC、Web Upload等。
图2-1 边坡雷达硬件组成
下面介绍边坡雷达几种主要部件:
1、远区域电源
边坡雷达系统提供了一套保证长时间稳定供电的备用电源(远区域电源),借助于柴油发动机的动力,为整个系统提供了持续的12V直流电源。
远区域电源如图2-2所示。
图2-2 远区域电源
2、显示器
显示器的作用是联系工作人员和边坡雷达系统的沟通。
备用电源如图2-3所示。
图2-3 显示器
3、CEB和REB(计算机电子箱和雷达电子箱)
CEB(计算机电子箱)为边坡雷达系统提供计算机控制。
REB(雷达电子箱)作用是生成和处理雷达信号。
CEB和REB如图2-4和2-5所示。
图2-4 CEB(计算机电子箱)
图2-5 REB(雷达电子箱)
4、盘子和喇叭天线
盘子和喇叭天线的作用是传输和接收边坡雷达信号。
盘子和喇叭天线如图2-6。
图2-6 盘子和喇叭天线
5、拖车
拖车的作用是为边坡雷达提供一个工作平台,同时也可以方便移动。
拖车如图2-7。
图2-7 拖车
三、边坡雷达特点
边坡雷达具有如下特点:
(1)边坡雷达监测技术是一种基于差值干涉测量法、利用雷达波监测露天矿边坡的技术。该系统先对边坡面进行分区域的扫描, 然后将每个区域的扫描监测结果与之前获得的扫描监测数据进行比较, 从而确定边坡面的位移程度。
(2)该系统与其他的边坡监测技术相比较, 其优势在于不需要将雷达反射器固定在岩石表面, 就能对整个岩石边坡面进行监测。
(3)该系统对边坡面移动量的监测精度达到次毫米级。
(4)该系统监测精度不受阴雨、雾霭、灰尘以及烟霾的干扰和影响。
(5)该系统可以安装在专用的拖车上, 能够在监测现场实现方便、快捷的移动。
(6)该系统自带柴油发动机,为系统的连续运转提供了保证。
(7)工作温度变化范围大,为-25°C~60°C。
(8)监测范围可达30~2800m。
(9)可进行连续扫描(每次扫描2~10分钟,每天24小时监测)。
(10)覆盖范围广泛(每次扫描数达千个点)。
(11)水平扫描角度为270度,垂直扫描角度为120度。
(12)沈阳院拥有一批从事露天采矿方面的专业人才,有多年的边坡稳定性监测方面经验,能够很好地服务于现场。
四、边坡雷达原理
边坡数据的采集在扫描的过程中完成,扫描自边坡表面的顶部向底部,或从边坡表面的底部向顶部反复进行。工程技术人员通过初级监测站(PMP)直接或间接观察到扫描数据,并针对一次扫描至下一次扫描的数据(主要是两次扫描位移量的变化)进行比较。
信号通过SSR系统传输(Tx),如下图所示。信号指向岩壁,然后反弹至岩壁的粗糙表面,通过SSR系统来接收。SSR系统记录接收到的信号相对于传输信号的相位。
图4-1 SSR系统传输一个信号,该信号反弹到岩壁上,再由SSR系统接收这个信号
SSR系统重复对岩壁的扫描过程,对从一次扫描到下一次扫描的雷达数据进行比较。该系统测量收到的信号相对于传输信号的相位变化,计算岩壁的位移(如果有)。如果岩壁从一次扫描到下一次扫描之间发生了运动,这将导致相位与岩壁运动成比例的相位变化。
图4-2 SSR系统测量的