GNSS用毫米级实时守护黑山露天煤矿安全生产

位于新疆吐鲁番地区托克逊县的国家能源集团新疆能源有限责任公司黑山露天煤矿，从2013年开采至今，煤炭年产量逐年增长，在2021年突破千万吨，为我国经济社会发展提供强有效的能源保障。去年年中，经国家发改委批准，黑山露天煤矿生产能力由1300万吨/年核增至1600万吨/年。

黑山露天煤矿大干快上的背后，有中海达GNSS边坡自动化监测系统的助力。在中海达GNSS边坡自动化监测系统24小时的守护下，黑山露天煤矿对排土场和开采区的边坡隐患早发现早避险，有效保证了煤矿安全生产。正如黑山露天煤矿地测部门负责人李卫鹏所说：“中海达GNSS边坡自动化监测系统对煤矿的生产建设起到了很大的帮助作用。”

定点监测排土场边坡，护航煤矿安全

2013年4月29日这一天，随着现场挖掘机的阵阵轰鸣声，黑山露天煤矿开采正式拉开序幕。煤层表面剥离的土石被一辆辆卡车运往排土场。经过一年多的堆积，排土场逐渐形成了一个高边坡。排土场在降雨或地表水浸润作用下，极易引发滑坡、崩塌等灾害，这给黑山露天煤矿的安全生产带来了极大隐患。因此，黑山露天煤矿急需引进边坡监测手段对排土场的高边坡进行监测。

彼时，拥有全天候、高精度、自动化等优势的GNSS边坡自动化监测技术已成为主流的矿山边坡监测手段。该手段通过接收、跟踪、变换和测量卫星数据，分析卫星电文及对相关数据进行处理而获得监测点三维坐标，进而解算获取监测点的地表位移量与沉降位移量，达到边坡自动化监测的目的。2014年夏天，追逐技术潮流的黑山露天煤矿发布了排土场GNSS边坡自动化监测建设项目招标公告，项目共布设43个GNSS边坡自动化监测点。经过招投标程序，中海达负责26个GNSS边坡自动化监测点建设。

经过现场勘察、点位布置、货物调配等一系列部署工作后，中海达在黑山露天煤矿的排土场边坡的边缘位置成功布设了26套GNSS边坡自动化监测系统，以监测排土场边缘部位的水平和垂直方向的位移变化。

固定式观测墩中海达GNSS边坡监测站

此次布设的中海达GNSS边坡自动化监测系统，采用固定式观测墩的施工方式，由监测型GNSS接收机和监测预警云平台组成，满足了全天候数据自动化采集、传输、存储和分析处理，全程无人值守的全自动运行监测需求。“一旦监测数据超过预警值，系统能够及时进行监控大屏幕报警、短信报警、邮件报警，提醒我们采取措施，预防事故发生。”李卫鹏说。

依托中海达GNSS边坡自动化监测系统毫米级监测精度，排土场边坡形变情况尽在黑山露天煤矿的掌握中。“边坡哪怕发生几厘米，甚至几毫米的位移或倾斜，系统也能够第一时间监测到。”李卫鹏说。

在GNSS边坡自动化监测系统的护航下，黑山露天煤矿的安全生产得到了有力保障。为了将监测数据统一接入到本地监测云平台，国家能源集团新疆能源有限责任公司在2019年把剩余的17套GNSS边坡自动化监测系统全部替换成中海达GNSS边坡自动化监测系统。自建成运行以来，中海达43套GNSS边坡自动化监测系统的年在线率始终保持在97％以上，让黑山露天煤矿24小时随时掌握排土场边坡的形变状况，为煤矿的生产筑起了一道安全墙。

移动监测采场边坡，助力安心开采

随着黑山露天煤矿的不断开采，位于矿区的西端工作帮的边坡高度达到了100米以上，且边坡角度大于30度。根据国家露天矿边坡安全监测等级划分，黑山露天煤矿的工作帮边坡安全监测等级达到了二级，应建立位移在线监测。于是今年黑山露天煤矿提出了边坡监测增补的需求。

鉴于中海达GNSS边坡自动化监测系统在排土场边坡中的稳定表现，黑山露天煤矿选择继续与中海达合作。考虑到露天矿移动式的开采模式，黑山露天煤矿没有继续沿用排土场边坡使用的固定式观测墩的中海达GNSS边坡自动化监测系统，而是选择了移动式观测箱的中海达GNSS边坡自动化监测系统。“因为煤矿随着不断开采，监测区域会随时变化，这就要求我们灵活调整监测设备，因此可以随时改变监测位置的移动式设备比固定式设备更能满足采场边坡监测的需求。”李卫鹏解释道。

移动式观测箱中海达GNSS边坡监测站

根据作业需求，黑山露天煤矿从中海达手中采购了17套移动式观测箱的GNSS边坡自动化监测系统。今年4月份，17套设备陆续进场安装，并于5月份完成所有设备的安装调试与上线运行。“上岗”后的17套设备，哪里需要哪里搬，时刻监测采场边坡的形变状况，“作业人员可以更安心开采”。除了可移动监测外，移动式观测箱的GNSS边坡自动化监测系统采用了小型化、低功耗、高性能、高稳定性的一体式GNSS接收机，可满足黑山露天煤矿长时间无人值守连续工作的需求。“无需担心电池不够用，也让电池更换变得更轻松，”李卫鹏说，“毕竟固定式设备的电池通常埋在地下，每次需要挖出电池才能完成更换，这样一来费时费力。”

同时，一体式GNSS接收机通过接收多种GNSS信号和内置MEMS传感芯片，不仅保证了毫米级的监测精度，而且助力黑山露天煤矿可依据实际情况动态调整监测频率，让边坡监测更高效。在中海达GNSS边坡自动化监测系统的加持下，黑山露天煤矿开采步伐迈得更稳更快，朝着年产量1600万吨目标进发，为经济社会高质量发展贡献自己的光和热。