[发明专利]基于模糊综合评价法的大型露天矿山边坡滑坡灾害预警方法

说明书

一种基于模糊综合评价法的大型露天矿山边坡滑坡灾害预警方法，在待预警大型露天矿山边坡上布置监测仪，监测矿山各级别边坡及关键结构面附近的微震、位移、变形和应力信号；将多种信号传输到信号汇总处理站，进行信号识别与参数提取，选定八个参数指标，组成多参量指标矩阵，将各指标分别进行归一化处理；分析本矿山及相似地质开采条件的大型露天矿山滑坡灾害数据，计算各指标对滑坡灾害预警正确次数与应预警正确总次数的比值，确定各指标的权重值；构建模糊评价矩阵；针对露天矿山总体边坡、组合台阶边坡、台阶边坡关键结构面尺寸的不同，建立不同的露天矿山边坡滑坡灾害预警准则。本发明能解决大型露天矿山边坡滑坡灾害的监测预警难题。

技术领域

本发明涉及基于模糊综合评价法的大型露天矿山边坡滑坡灾害预警方法，属于露天矿山开采边坡灾害防控领域。

背景技术

近几年来，随着我国经济快速发展，一些关系到国计民生的大型建设项目如中西部大型水电工程、高速公路和高速铁路、深部资源开采、战略石油储备以及核电工程等相继实施，工程区岩体的稳定性及灾变问题相当突出，尤其是在大型露天矿山开采过程中，爆破法经常被使用，更易造成滑坡地质灾害，轻则严重影响生产，重则造成人员伤亡和设备及矿产资源的重大损失。统计分析表明，我国大中型露天矿山中不稳定边坡或具有潜在滑坡危险的边坡占边坡总量的15％～ 20％左右，个别矿山甚至高达30％，且边坡失稳绝大多数发生在台阶边坡或组合台阶边坡。因此，需建立有效的指标来对露天矿山边坡滑坡灾害进行监测预警。但是，目前存在以下问题：(1)露天矿山开采过程中，庞大的监测数据导致的预警准则极复杂；(2)传统方法对监测数据利用不合理，导致的预警指标正确率较低；(3)忽略爆破动载的影响导致边坡安全系数过低；(4)预警指标过多导致工作人员难以选择；(5)不考虑矿山不同等级边坡滑坡灾害预警准则的协同性，导致边坡防治过程中顾此失彼的现象；(6)采用电缆传输监测信号，抗干扰能力弱，信号衰减大，传输质量差，质量重不便于铺设和运输，过多使用有色金属铜，费用较高。

发明内容

针对上述现有传统方法和技术存在的问题，本发明提供一种基于模糊综合评价法的大型露天矿山边坡滑坡灾害预警方法，能解决大型露天矿山边坡滑坡灾害的监测预警难题，避免了庞大的监测数据导致的预警准则极复杂、数据利用不合理导致的预警指标正确率较低、忽略爆破动载的影响导致边坡安全系数过低、预警指标过多导致工作人员难以选择的缺点，提高了矿山边坡滑坡灾害预警的准确性和科学性，为大学露天矿山边坡灾害防治提供科学依据。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于模糊综合评价法的大型露天矿山边坡滑坡灾害预警方法，包括以下步骤：

(1)在待预警大型露天矿山边坡上布置多探头微震监测仪、数字化摄影测量仪和分布式光纤锚索监测仪，监测矿山各级别边坡及关键结构面附近的微震、位移、变形和应力信号；

(2)步骤(1)中的多种信号传输到信号汇总处理站，进行信号的汇总和预处理，剔除无用信号；

(3)通过信号通路，将经过预处理的多种信号传输到多功能信号转换器，生成光信号，并通过光纤通道传输到智能计算机中；

(4)在智能计算机中进行信号识别与参数提取，选定八个参数指标 K_i(i＝1,2,…8)，组成多参量指标矩阵，八个指标包括Z_map值、活动标度ΔF、时间信息熵Q_t、算法复杂性AC值、等效能级参数σ_H^*、位移增速ΔS、变形量ε、下滑力F_S；

(5)根据步骤(4)中八个指标的监测结果，分析其与矿山边坡滑坡灾害的关系，将指标分为正向指标、负向指标和双向指标，利用不用的算法将各指标分别进行归一化处理，