张昇明、张贵永
紫金矿业集团股份有限公司
摘要：近年来，GPS技术、GIS技术以及RS技术等的出现给工程建设事业的发展带来了优势。对于矿山生产而言，由于其作业环境相对特殊，所以存在较多的安全隐患，包括坍塌、边坡变形等，为了尽可能的降低事故所造成的损失，需要对其进行有效的监测，而GPS技术凭借自身独特的优点，可以应用到矿山监测工作中，从而确保矿山工程建设的正常有序进行。
关键词：矿山边坡；变形监测；GPS技术；运用
1矿山边坡变形监测任务和内容
（1）矿山边坡变形监测任务。通常情况下，矿山施工作业要想正常有序进行，就必须要实施边坡变形监测工作，其主要任务体现如下：第一，矿山边坡变形监测可以提供有效的观测预警数据，让工作人员可以及时掌握矿区的地质情况，以便于及时作出应对，确保生产环境下工作人员的生命安全和设备性能不受影响。第二，可以提供可靠性的监测文件资料，这样能够对不稳定边坡变形情况进行识别，便于制定减灾和防灾措施。第三，提供矿山边坡信息，这样能够便于山矿整采和挖掘，还能够对设计方案进行修改调整。边坡监测主要是为了观测可能会出现滑坡危险的边坡，能够明确滑动性和规模，并且能够对滑坡情况进行准确预报。
（2）矿山边坡变形监测内容。第一，选定变形监测基准点。矿山边坡变形监测基准点选择能够对GPS监测数据的可靠性造成极大影响，这就要求确保GPS监测基准点可靠，不会受到其它因素影响。第二，设计GPS变形监测网：GPS变形监测网主要是借助GPS技术监测矿山边坡变形情况，并且按照不同监测目的选择适宜的监测网和基点坐标。第三，GPS监测和坐标转换：在野外作业时需要采集数据，并且使用单频GPS接收机，其中除了在监测基点布设接收机，这样能够实现连续不间断观测，其他接收机则应当布设在各相应监测点中。GPS监测系统所常用的数据形式为经纬度和高程。在监测边坡变形情况时不需要转换坐标，对在不同时间观测结果进行比对分析能够计算出相应位移量。
2GPS技术在矿山边坡变形监测中应用优势
传统的全站仪等测绘技术在矿山边坡变形监测中应用效果较差，无法达到预期的监测目的。而GPS技术在变形监测中的应用体现出诸多优势，第一，观测站之间不需要具备通视。传统的测绘技术在进行变形监测时，各个站点之间需要保持同时通视，这样不仅降低了监测效率，而且会消耗大量的人力。而GPS技术最大的优势就是不需要确保站点之间的通视性，也可以达到很好的监测效果；第二，提供三维位置数据信息。在以往的全站仪人工监测中，对于目标平面位移和垂直位移的数据监测，需要分别开展，这显然降低了测绘效率，使得周期变长，增加了成本投入，同时测绘结果准确性也很难得到保障。而GPS技术的应用可以提供监测点的三维数据信息，最终确保监测质量的有效提升；第三，实现实时监测。GPS技术在矿山边坡变形监测中的应用还不会受到天气和季节的影响，同时它可以在全天24h对监测点进行监测，有效确保问题发生的第一时间进行防护；第四，操作便利。GPS技术在实际的应用过程中并没有过于复杂的操作环节，其操作便利的优势成为其应用推广的最关键点，所以被广泛应用到矿山边坡变形监测工作中。
3GPS在矿边坡变形监测中的应用
3.1边坡变形监测基准点的确定
对于GPS技术的应用而言，要想确保其发挥实质性的作用，首先就必须要确定好基准点的位置，这对于后续监测数据的真实性和可靠性影响较大。
因此，在实际的监测工作中，需要做到以下几点：第一，基准点的选择需要尽可能的避开周围山体和干扰物的影响，使得观测站所得到的数据具有准确性的特征；第二，由于基准点的选择范围相对较小，主要根据当前边坡变形区域进行布设，所以需要工作人员提前进行地质方面的勘测，判断该区域地质结构的稳定性与否，以便于及时作出调整；第三，监测基准点的布设除了要考虑当前边坡变形区域外，还需要考虑后续可能出现的边坡不稳定区域，所以基准点的选择需要尽可能在底层稳定区域，避免后续的更换和转移。
3.2设计变形监测网
在GPS技术的实际应用过程中，为了从根本上保证该技术在实际应用过程中的效果，同时也为了保证监测结果的准确性。在具体操作过程中，要与露天矿的边坡现状进行有效结合，在了解情况之后要模拟布设14个监测点，同时还要在其中布设2个基准点，总共要布设16个点。与此同时，还要按照每一点布设站两次的方式来进行，4台接收机在实际应用过程中，要保证同时的观和接收，这样可以从根本上尽可能满足精准度的基本要求。一般在这种背景下，其自身的观测时段数是8，总基线数是48。如果必要的情况下，可以将其基线数控制在15，而独立基线数则控制在24。具体注意以下几个方面：第一，在实际的监测网设计中，相关人员需要结合变形监测主要目的和企业实际情况，选择不同等级的监测网和基准点的坐标，确保其符合要求和规范；第二，监测点设计是监测网建立的重要内容，根据矿山的实际情况选择原有监测基点，四等三角点及矿山重要部位新测点可以作为GPS系统的主要监测点；第三，需要注意的是，变形监测点的位置选择大都是与矿山边坡相垂直，并且随着监测网等级的提升，其测量精准度也会不断提高。
3.3动态监测过程
在与实际情况进行结合分析的时候，发现在具体操作过程中，由于静态观测在具体开展过程中，其自身的精准度普遍比较高，所以通常GPS形变监测在实施过程中，都会直接利用双拼静态的定位方式来进行。在这种背景下，由于露天矿本身具有一定的特殊性，所以如果利用4台Leica接收机来对其进行同步的观测和分析，那么在具体操作过程中，其中至少会有一台直接被架设在基准站当中，而另外3台则处于待测点来进行流动性的观测和分析。在这种背景下，要注意的一点就是要结合实际情况，对每一个流动站的三维空间坐标进行控制。由于静态双拼接收机在实际应用过程中，其自身的接收精准度可以达到3mm+1ppm，同时O和基准点相互之间的距离不会超过2km。在这种背景下，就必须要保证测量精准度，同时还要对及自身的误差进行有效控制，通常都会控制在允许误差4至5mm的范围之内。通常情况下，一般的监测点都是3个观测时段，在观测时，通常时间的长度是1h，对于一些重点的监测点而言，观测的时间控制在2h。在整个观测过程中，最重要的就是要保证监测数据及时的记录和处理，同时还要实现对相对应的基线向量的计算和分析。通过分析结果，可以直接将相对应的双差参差图进行调取和利用，这样可以对其中的变化情况进行仔细的观察和分析。如果波动起伏已经超过限差的基本要求，那么必须要对其进行重新的测量和分析。在这种背景下，初期就拟定为2周是一个检测的周期，在整个监测过程中，要与实际情况进行结合，同时还要与上一段的监测结果、边坡的稳定性等进行结合，这样可以对下一段的监测周期等因素进行确定。
4结语
综上所述，对于矿山施工和作业而言，要想其顺利开展，就需要实施变形监测工作，具体是应用GPS技术进行监测，包括基准点的选择、监测网的设计以及坐标的转换等环节，只有确保各个环节的质量，才能达到边坡变形监测的实质性目的，最终确保矿山事业的顺利发展。
参考文献：
[1]基于GPS技术的露天煤矿边坡变形规律及趋势分析[J].于玲,韩猛,鲁宁,陈亚飞.煤矿安全.2019(08)
[2]浅析露天边坡变形监测技术[J].王忠玮,朱青美,孙发丰.经纬天地.2018(04)