GNSS用毫米級實時守護黑山露天煤礦安全生產

位于新疆吐魯番地區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，為我國經濟社會發展提供強有效的能源保障。去年年中，經國家發改委批準，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邊坡自動化監測系統的助力。在中海達GNSS邊坡自動化監測系統24小時的守護下，黑山露天煤礦對排土場和開采區的邊坡隱患早發現早避險，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鵬所說：“中海達GNSS邊坡自動化監測系統對煤礦的生產建設起到了很大的幫助作用。”

定點監測排土場邊坡，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測手段對排土場的高邊坡進行監測。

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

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邊坡自動化監測系統，以監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邊坡監測站

此次布設的中海達GNSS邊坡自動化監測系統，采用固定式觀測墩的施工方式，由監測型GNSS接收機和監測預警云平臺組成，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測需求。“一旦監測數據超過預警值，系統能夠及時進行監控大屏幕報警、短信報警、郵件報警，提醒我們采取措施，預防事故發生。”李衛鵬說。

依托中海達GNSS邊坡自動化監測系統毫米級監測精度，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測到。”李衛鵬說。

在GNSS邊坡自動化監測系統的護航下，黑山露天煤礦的安全生產得到了有力保障。為了將監測數據統一接入到本地監測云平臺，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邊坡自動化監測系統全部替換成中海達GNSS邊坡自動化監測系統。自建成運行以來，中海達43套GNSS邊坡自動化監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測等級劃分，黑山露天煤礦的工作幫邊坡安全監測等級達到了二級，應建立位移在線監測。于是今年黑山露天煤礦提出了邊坡監測增補的需求。

鑒于中海達GNSS邊坡自動化監測系統在排土場邊坡中的穩定表現，黑山露天煤礦選擇繼續與中海達合作。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邊坡自動化監測系統。“因為煤礦隨著不斷開采，監測區域會隨時變化，這就要求我們靈活調整監測設備，因此可以隨時改變監測位置的移動式設備比固定式設備更能滿足采場邊坡監測的需求。”李衛鵬解釋道。

移動式觀測箱中海達GNSS邊坡監測站

根據作業需求，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邊坡自動化監測系統。今年4月份，17套設備陸續進場安裝，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，時刻監測采場邊坡的形變狀況，“作業人員可以更安心開采”。除了可移動監測外，移動式觀測箱的GNSS邊坡自動化監測系統采用了小型化、低功耗、高性能、高穩定性的一體式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測精度，而且助力黑山露天煤礦可依據實際情況動態調整監測頻率，讓邊坡監測更高效。在中海達GNSS邊坡自動化監測系統的加持下，黑山露天煤礦開采步伐邁得更穩更快，朝著年產量1600萬噸目標進發，為經濟社會高質量發展貢獻自己的光和熱。