[发明专利]松散堆积体安全监测预警方法

说明书

一种松散堆积体安全监测预警方法，其包括以下步骤：针对松散堆积体，按照排弃方向，提出设置多根纵向光缆、多根横向光缆的方式；选择相应的光缆类型；在松散堆积体的坡顶挖槽，并将光缆埋设于槽中；读取光缆数据，计算松散堆积体变形。本发明在选定的光纤监测线路内开挖沟槽，在沟槽内布设安装光纤传感器，最后回填土体将光纤传感器埋入其内，在监测线路起点和重点预留接线端口，获取光纤的变形数据，通过计算，实现对松散堆积体稳定性的实时测量。

技术领域

本发明主要涉及露天矿山（露天煤矿、露天铁矿）和垃圾填埋场等松散堆积体稳定性的变形监测预警研究，特别涉及一种松散堆积体安全监测预警方法。

背景技术

随着多地浅部资源的日益枯竭和城镇化发展的突飞猛进，矿山开采规模和深度以及城市生活、建设垃圾日益增加。这种加速发展，在露天矿山领域，造成排土场或煤矸石堆的体积和高度越来越大，甚至超过了400m的高度（例如西藏华泰龙南坑排土场等），给土场顶部的排土机械和人员以及土场下游的居民造成严重的安全隐患，遇到强暴雨极易发生泥石流和滑坡灾害。在城市垃圾填埋领域，由于场地限制，造成垃圾填埋场的高度逐年增加，严重威胁着垃圾填埋场周围居民和建筑物的安全，中国深圳光明垃圾填埋场“12.20溃坝事故”就是一次严重深刻的教训。

可见，松散堆积体（例如上述排土场、垃圾填埋场）稳定性的安全监测预警十分重要，无论对于能源的安全可持续发展，还是对城市化进程的健康发展，都具有举足轻重的作用。

针对松散堆积体失稳破坏给人类造成的严重灾难性后果，多国学者开展了松散堆积体稳定性超前监测预警方法和技术的研究工作，并且取得了丰富的研究成果，为松散堆积体失稳破坏的应急治理和指导人员及时撤离提供了科学依据，如：（1）坡表大地测量（经纬仪、水准仪、测距仪、全站仪等）；（2）GPS监测；（3）位移计；（4）红外遥感监测法；（5）激光微小位移监测；（6）时间域反射测试（TDR）技术；（7）土壤含水率测量仪和水压监测仪等；（8）声发射监测技术等。这些松散堆积体稳定性监测系统中，技术（1）-（6）主要从松散堆积体的表面进行监测，（7）-（8）对松散堆积体深部进行监测。然而，由于上述方法都需要在地表建设必要的构筑物，严重影响着排土场、垃圾填埋场的日常运营。因为每天地表都会有机械设备来往排泄废渣和垃圾，随着排土场的运营和堆载推移，地表构筑物基本上都被掩埋和破坏，从而导致监测系统失效。

随着地质雷达的广泛应用，在排土场领域也进行了探索性试验，最后发现随着每日排土车辆的排土作业，排土场地表和坡面每时每刻都在发生着变化，因为地质雷达表面形变监测系统一直在发出预警信号，造成“狼来了”的误报假象，无法满足排土场稳定性实时监测预警的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种松散堆积体安全监测预警方法，以解决现有监测系统容易失效、误报的问题。

为了解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

一种松散堆积体安全监测预警方法，其包括以下步骤：针对松散堆积体，按照排弃方向，提出设置多根纵向光缆、多根横向光缆的方式；选择相应的光缆类型；在松散堆积体的坡顶挖槽，并将光缆埋设于槽中；读取光缆数据，计算松散堆积体变形。

优选地，所述纵向光缆在松散堆积体坡面上的部分直接敷设在表面，下端设置有配重；并且直接覆盖其上的废渣为粒径小、级配好的废渣。

优选地，松散堆积体的坡面上也设置有横向光缆，且该横向光缆的布置方式和所述纵向光缆在松散堆积体坡面上的部分相同。

优选地，坡顶挖槽的规格为深度30-50cm、宽20-30cm，并在槽底找平或者铺垫平坦的砂垫层。

优选地，所述光缆包括三种：金属基索状光缆、定点光缆、松套铠装光缆。

优选地，光缆布设槽中之后，回填细颗粒原状土对光缆进行盖住保护，盖层厚度为8~10cm厚，然后采用未分选的开挖出的原状土进行回填。