[发明专利]一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法

权利要求书

1.一种矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、选择垂直于边坡滑移方向的截面为监测断面，各个监测断面上，在每个边坡平台对应的位置设置至少一条垂直测线；

步骤B、分别在各个监测断面对应的垂直测线上间隔安装多个测斜仪，并记录测斜仪初始时刻测得的数据k_(0,j)与测斜仪安装高度h，其中k_(0,j)表示初始时刻第j个测斜仪检测的当前安装位置的斜率值；

步骤C、根据测斜仪初始时刻测得的数据k_(0,j)与测斜仪安装高度h，获得各个垂直测线初始时刻的曲线形态：

将初始时刻同一垂直测线上测斜仪测得的斜率值和安装高度数据通过Matlab进行插值运算，并拟合出对应垂直测线的位移曲线D(0，h)，以表示垂直测线的初始时刻的曲线形态；

步骤D、边坡滑移稳定性分析及安全阈值预警：

(D1)由于开采初期，爆破比较频繁，边坡滑移受到爆破的影响比较严重，对于初期开采阶段分析过程如下：

(D11)根据爆破前后各个时刻测斜仪测得的数据k_(i,j)及测斜仪安装高度h，k_(i,j)表示第i个时刻第j个测斜仪检测的当前安装位置的斜率值，采用步骤C的方法，获得垂直测线在爆破前后各个时刻的位移曲线D(i,h)；

(D12)根据爆破后时刻i边坡位移曲线D(i,h)与爆破前i-1时刻位移值D(i-1,h)之差确定在某次爆破后位移增长曲线ΔD(i,h)，即滑移值；

(D13)根据获得的该边坡滑移值ΔD(i,h)与该次爆破震动的耦合设定安全阈值，当某次爆破后边坡的爆破位移增长率超过该安全阈值便做出安全性警告；

(D2)对于后期边坡自身发展状态阶段，通过位移长期发展变化率η_i进行稳定性判定与预警：

采用与步骤D11和步骤D12同样的手段，获得第i时刻的边坡滑移值ΔD(i,h)和i-1时刻的边坡滑移值ΔD(i-1，h)，则：

其中，H为所测垂直测线的深度，当该位移长期发展变化率η_i值为正值时，表明该处边坡滑移处于加速变形阶段；反之，则处于稳定变形阶段。

2.根据权利要求1所述的矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，其特征在于：所述步骤A中，在边坡发生明显断层或滑移的地方设置一监测断面，并根据矿山边坡坡度和破碎程度在其他位置以30m-60m间隔布置其余的监测断面。

3.根据权利要求1所述的矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，其特征在于：所述步骤B中，所述测斜仪沿所述垂直测线垂直布置，每条垂直测线上安装3-5个测斜仪。

4.根据权利要求1所述的矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，其特征在于：所述步骤C中，获得垂直测线的初始形态的具体过程如下：

(C1)根据埋设仪器时，测斜仪初始时刻所读取的数据k_(0,j)与测斜仪高度h，导入Matlab中通过Newton插值计算出垂直测线的斜率曲线D’_h(0，h)；

(C2)基于获得的斜率曲线D’_h(0，h)，通过积分命令获得垂直测线的位移曲线D(0，h)。

5.根据权利要求1所述的矿山边坡滑移稳定性监测预警方法，其特征在于：所述步骤D13中，安全阈值的确定方法为：

(D131)根据爆破所使用的炸药当量换算爆破所产生的能量，并通过影响系数Th进行修正，每次爆破对边坡滑移的影响系数为：Th＝f(S_i，E_i)，其中，S_i为i时刻爆破点距当前垂直测线测点的距离；E_i为i时刻爆破具有的能量，爆破位移增长率∈_i＝ΔD(i，h)/Th；

(D132)将前n-1次监测位移增长率∈₁，∈₂，∈₃，……∈_n-1作为总体，并设该总体服从正态分布，即∈_i～N(μ，σ²)，则可得到前n-1次的增长率平均值μ与方差σ²；

(D133)将∈_i进行标准化换算得到统计量F，根据自由度、置信系数调用t分布区间表，若统计量F小于置信系数为α下的t检验值，则判断边坡处于稳定状态；若统计量F大于置信系数为α下的t检验值，则判断由此次爆破所产生的边坡滑移量异常。