一 引言

露天矿山开采形成的高陡边坡，受岩体特性、降雨入渗、爆破振动、采动卸荷等因素影响，易发生滑坡、崩塌、溜塌等地质灾害，灾害突发性强、危害大，易引发人员、设备及生产安全事故，是矿山安全管控的重点难点。

露天矿边坡地质灾害预警系统集成空天地一体化监测、物联网、大数据智能研判技术，革新了传统人工巡检、事后处置的被动管控模式，搭建起集实时监测、动态分析、提前预判、精准预警、快速处置于一体的全链条防控体系，可精准捕捉边坡形变及灾变前兆，显著提升边坡灾害主动防控水平，为矿山精细化、常态化安全生产管控提供有力技术保障。

图1-1露天矿高陡边坡实景

二 核心技术架构与监测体系

系统采用天-地-内三位一体立体化协同监测架构，整合多源监测技术设备，实现边坡表面、深部结构、环境致灾因素的全覆盖、全天候、高精度监测，彻底解决传统监测盲区大、数据滞后、精度不足的问题。

（一）多元天空遥感监测技术

依托卫星遥感、无人机航测技术，开展大范围边坡宏观隐患排查。通过多时相卫星影像比对，精准锁定边坡潜在裂缝、岩土松动、区域形变隐患区；结合无人机高频次航拍，快速获取边坡整体形貌数据，生成三维地形模型，实现边坡整体稳定性宏观研判，适用于矿区全域边坡隐患普查与动态复核。

图 2-1 无人机航拍露天矿边坡

（二）地面高精度监测技术

以合成孔径雷达（SAR）、三维轨道雷达、GNSS位移监测设备为核心，实现边坡表面毫米级形变监测。其中3DRAR三维雷达、S-SAR轨道雷达具备全景无死角扫描能力，单次扫描可覆盖大面积边坡区域，监测频率可达1赫兹以上，能够连续实时捕捉边坡微小位移、形变趋势，不受雨雪、大雾、夜间等恶劣环境影响，可精准识别边坡渐进式变形特征。同时搭配三维激光扫描仪、测量机器人，补充边坡局部形变数据，完善地表监测数据体系。

图 2-2 露天矿边坡SAR雷达监测站

（三）管道深部及环境监测技术

布设深部位移监测仪、地下水渗压计、应力传感器、爆破振动传感器、雨量监测设备，实现边坡内部隐患与致灾诱因的全方位监测。重点监测边坡内部岩体滑移、地下水渗透压力、采动应力变化、爆破振动幅值及降雨工况等核心参数，精准研判水、力、振动等关键因素对边坡稳定性的影响，弥补表面监测无法识别深部隐患的短板，构建内外联动的监测闭环。

（四）充填智能分析预警平台

搭载大数据智能研判算法，整合多源监测数据，基于边坡蠕变破坏规律，区分线性变形、非线性变形两大阶段，结合黄金分割阈值模型、临滑前兆识别模型，自动分析边坡形变速率、形变趋势、风险等级。系统可自动识别落石频发、形变突增、应力异常等临灾前兆，实现从“超限报警”向“风险预判”的升级，同时支持数据可视化展示、隐患点位标注、趋势曲线生成，为技术研判和管理决策提供直观依据。

图 2-4 边坡监测三维预警平台界面

三 系统核心功能与应用流程

（一）核心功能

1. 全天候实时监测：实现24小时不间断数据采集、传输、存储，无间断捕捉边坡各类动态参数，杜绝监测空档期。

2. 多级智能预警：设置蓝色、黄色、橙色、红色四级预警阈值，根据边坡形变异常程度、风险发展趋势，自动触发对应等级预警，预警信息可通过平台弹窗、短信、移动端APP等多渠道同步推送。

3. 隐患溯源分析：依托历史监测数据、实时形变曲线、环境参数数据，精准溯源边坡失稳诱因，区分降雨诱发、爆破扰动、岩体自然蠕变等不同致灾类型。

4. 应急辅助决策：预警触发后，系统自动关联预设应急预案，标注隐患区域范围、影响设备及人员区域，辅助管理人员快速开展疏散、停产、加固等处置工作。

（二）标准化应用流程

1. 布设部署：结合露天矿边坡坡度、岩性、开采工况、历史隐患分布，科学布设监测设备，完成平台调试、阈值标定、数据联调。

2. 常态监测：系统自动采集多源监测数据，实时传输至云端平台，完成数据清洗、整合、可视化展示。

3. 智能研判：平台算法实时分析形变速率、应力变化、环境参数，动态评估边坡稳定状态，预判风险发展趋势。

4. 分级预警：当监测数据触发预警阈值时，自动推送预警信息，明确预警等级、隐患位置、风险成因。

5. 处置闭环：管理人员接收预警后，现场核查隐患情况，落实治理、管控、疏散措施，处置完成后更新监测阈值，形成监测-预警-处置-复核闭环管理。

图 3-1 边坡灾害预警系统界面

四 现存问题与优化方向

（一）现存问题

1. 极端工况适配不足：强降雨、强爆破、严寒冰冻等极端工况下，部分监测数据易受干扰，小幅形变识别精度略有波动。

2. 数据融合深度不够：多类型监测数据独立分析居多，跨维度数据联动研判、多诱因耦合风险精准分析能力有待提升。

3. 基层运维能力薄弱：部分矿山技术人员对智能监测设备运维、数据研判、阈值优化操作不熟练，制约系统效能充分发挥。

（二）优化方向

1. 优化监测适配能力：升级抗干扰监测算法，优化极端天气、爆破工况下的数据滤波处理技术，提升复杂工况下微小形变、隐患前兆的识别精度。

2. 深化多源数据融合：构建多因子耦合研判模型，整合形变、应力、水文、气象、开采工况数据，实现多诱因协同风险精准预判，提升预警精准度与前瞻性。

3. 强化运维技术赋能：开展基层人员专项操作培训，完善设备定期校准、维护、检修机制，建立常态化数据复盘机制，持续优化预警阈值与研判模型。

4. 拓展智能化应用：融入AI机器视觉技术，自动识别边坡落石、岩体松动、裂缝扩张等视觉隐患，实现“数据监测+视觉识别”双重预警，进一步完善智能防控体系。

五 总结

露天矿边坡地质灾害预警系统依托空天地一体化监测与智能研判技术，彻底解决了传统边坡安全管控的痛点难点，构建了主动预防、智能预警、闭环管控的现代化安全防控体系。系统具备监测精度高、覆盖范围广、预警响应快、适配性强等优势，能够有效防范化解露天矿边坡地质灾害风险，保障矿山安全生产平稳运行。

后续通过持续技术优化、数据迭代、运维升级，可进一步提升系统智能化、精准化防控能力，为露天矿山智慧安全建设、地质灾害常态化防控提供坚实的技术保障，具备极高的行业推广应用价值。