位于新疆吐魯番地區(qū)托克遜縣的國家能源集團新疆能源有限責任公司黑山露天煤礦，從2013年開采至今，煤炭年產量逐年增長，在2021年突破千萬噸，為我國經濟社會發(fā)展提供強有效的能源保障。去年年中，經國家發(fā)改委批準，黑山露天煤礦生產能力由1300萬噸/年核增至1600萬噸/年。

黑山露天煤礦大干快上的背后，有中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統的助力。在中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統24小時的守護下，黑山露天煤礦對排土場和開采區(qū)的邊坡隱患早發(fā)現早避險，有效保證了煤礦安全生產。正如黑山露天煤礦地測部門負責人李衛(wèi)鵬所說：“中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統對煤礦的生產建設起到了很大的幫助作用。”

定點監(jiān)測排土場邊坡，護航煤礦安全

2013年4月29日這一天，隨著現場挖掘機的陣陣轟鳴聲，黑山露天煤礦開采正式拉開序幕。煤層表面剝離的土石被一輛輛卡車運往排土場。經過一年多的堆積，排土場逐漸形成了一個高邊坡。排土場在降雨或地表水浸潤作用下，極易引發(fā)滑坡、崩塌等災害，這給黑山露天煤礦的安全生產帶來了極大隱患。因此，黑山露天煤礦急需引進邊坡監(jiān)測手段對排土場的高邊坡進行監(jiān)測。

彼時，擁有全天候、高精度、自動化等優(yōu)勢的GNSS邊坡自動化監(jiān)測技術已成為主流的礦山邊坡監(jiān)測手段。該手段通過接收、跟蹤、變換和測量衛(wèi)星數據，分析衛(wèi)星電文及對相關數據進行處理而獲得監(jiān)測點三維坐標，進而解算獲取監(jiān)測點的地表位移量與沉降位移量，達到邊坡自動化監(jiān)測的目的。2014年夏天，追逐技術潮流的黑山露天煤礦發(fā)布了排土場GNSS邊坡自動化監(jiān)測建設項目招標公告，項目共布設43個GNSS邊坡自動化監(jiān)測點。經過招投標程序，中海達負責26個GNSS邊坡自動化監(jiān)測點建設。

經過現場勘察、點位布置、貨物調配等一系列部署工作后，中海達在黑山露天煤礦的排土場邊坡的邊緣位置成功布設了26套GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統，以監(jiān)測排土場邊緣部位的水平和垂直方向的位移變化。

固定式觀測墩中海達GNSS邊坡監(jiān)測站

此次布設的中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統，采用固定式觀測墩的施工方式，由監(jiān)測型GNSS接收機和監(jiān)測預警云平臺組成，滿足了全天候數據自動化采集、傳輸、存儲和分析處理，全程無人值守的全自動運行監(jiān)測需求。“一旦監(jiān)測數據超過預警值，系統能夠及時進行監(jiān)控大屏幕報警、短信報警、郵件報警，提醒我們采取措施，預防事故發(fā)生。”李衛(wèi)鵬說。

依托中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統毫米級監(jiān)測精度，排土場邊坡形變情況盡在黑山露天煤礦的掌握中。“邊坡哪怕發(fā)生幾厘米，甚至幾毫米的位移或傾斜，系統也能夠第一時間監(jiān)測到。”李衛(wèi)鵬說。

在GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統的護航下，黑山露天煤礦的安全生產得到了有力保障。為了將監(jiān)測數據統一接入到本地監(jiān)測云平臺，國家能源集團新疆能源有限責任公司在2019年把剩余的17套GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統全部替換成中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統。自建成運行以來，中海達43套GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統的年在線率始終保持在97％以上，讓黑山露天煤礦24小時隨時掌握排土場邊坡的形變狀況，為煤礦的生產筑起了一道安全墻。

移動監(jiān)測采場邊坡，助力安心開采

隨著黑山露天煤礦的不斷開采，位于礦區(qū)的西端工作幫的邊坡高度達到了100米以上，且邊坡角度大于30度。根據國家露天礦邊坡安全監(jiān)測等級劃分，黑山露天煤礦的工作幫邊坡安全監(jiān)測等級達到了二級，應建立位移在線監(jiān)測。于是今年黑山露天煤礦提出了邊坡監(jiān)測增補的需求。

鑒于中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統在排土場邊坡中的穩(wěn)定表現，黑山露天煤礦選擇繼續(xù)與中海達合作。考慮到露天礦移動式的開采模式，黑山露天煤礦沒有繼續(xù)沿用排土場邊坡使用的固定式觀測墩的中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統，而是選擇了移動式觀測箱的中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統。“因為煤礦隨著不斷開采，監(jiān)測區(qū)域會隨時變化，這就要求我們靈活調整監(jiān)測設備，因此可以隨時改變監(jiān)測位置的移動式設備比固定式設備更能滿足采場邊坡監(jiān)測的需求。”李衛(wèi)鵬解釋道。

移動式觀測箱中海達GNSS邊坡監(jiān)測站

根據作業(yè)需求，黑山露天煤礦從中海達手中采購了17套移動式觀測箱的GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統。今年4月份，17套設備陸續(xù)進場安裝，并于5月份完成所有設備的安裝調試與上線運行。“上崗”后的17套設備，哪里需要哪里搬，時刻監(jiān)測采場邊坡的形變狀況，“作業(yè)人員可以更安心開采”。除了可移動監(jiān)測外，移動式觀測箱的GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統采用了小型化、低功耗、高性能、高穩(wěn)定性的一體式GNSS接收機，可滿足黑山露天煤礦長時間無人值守連續(xù)工作的需求。“無需擔心電池不夠用，也讓電池更換變得更輕松，”李衛(wèi)鵬說，“畢竟固定式設備的電池通常埋在地下，每次需要挖出電池才能完成更換，這樣一來費時費力。”

同時，一體式GNSS接收機通過接收多種GNSS信號和內置MEMS傳感芯片，不僅保證了毫米級的監(jiān)測精度，而且助力黑山露天煤礦可依據實際情況動態(tài)調整監(jiān)測頻率，讓邊坡監(jiān)測更高效。在中海達GNSS邊坡自動化監(jiān)測系統的加持下，黑山露天煤礦開采步伐邁得更穩(wěn)更快，朝著年產量1600萬噸目標進發(fā)，為經濟社會高質量發(fā)展貢獻自己的光和熱。