地下巖移監(jiān)測在露天煤礦邊坡研究中的應用

摘要：隨著我國工業(yè)經濟的飛速發(fā)展，在地下工程的進行中，破壞了巖石本身的內部力學平衡，從而導致地下巖礦發(fā)生位移，造成地面地形與地下巖部結構發(fā)生形變，產生極大的安全隱患，所以在露天煤礦邊坡的開采中，地下巖移監(jiān)測是非常重要的。文章探討了地下巖移監(jiān)測在露天煤礦邊坡研究中的應用。

關鍵詞：地下巖移監(jiān)測；露天煤礦邊坡；地下層面；巖移統(tǒng)計 ；滑坡

中圖分類號：TD824 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）15-0107-02

在露天煤礦邊坡的研究中，地下巖移監(jiān)測是其重要的一個部分，在采掘工程過程中造成地表一定程度的損壞，使其地表下沉甚至塌陷，所以建立地下巖移監(jiān)測是為了保護露天煤礦，避免開采帶來影響。然后依據(jù)地下巖移監(jiān)測儀器所監(jiān)測的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析觀測結果，并以科學的指導方式，掌握地下巖移的運動規(guī)律，為長期得到可靠且精確的相對變形數(shù)據(jù)和絕對變形數(shù)據(jù)，了解其產生的原因以及變化規(guī)律，也可采用地下變形監(jiān)測系統(tǒng)，可見地下巖移觀測系統(tǒng)在露天煤礦邊坡研究中的重要性。

1 露天煤礦邊坡與地下巖移監(jiān)測

1.1 露天煤礦邊坡

露天煤礦邊坡是露天礦場的組成要素之一，又稱為露天礦邊幫，是由許多已經結束采掘工作的臺階所組成的總斜坡，相當于露天礦場四周的傾斜表面。其坡角是指與水平面的夾角，坡角分為端幫坡角、頂幫坡角和低幫坡角。若按邊坡與礦體的空間相對位置來說，可分為端部邊坡、下盤邊坡以及上盤邊坡，底部境界線是指邊坡與底平面的交線，露天采場的地表境界線是指邊坡與地表的交線。隨著當代露天采礦技術的不斷發(fā)展，露天礦境的開采進一步擴展，深度也越來越深，對坡邊不安全因素也急劇增加，所以對于露天煤礦邊坡的管理力度也是不斷在加大的。

1.2 地下巖移監(jiān)測

地下巖移監(jiān)測是指通過儀器測量的方式，對地下巖體相對于穩(wěn)當?shù)貙拥奈灰扑俣取⑽灰屏恳约胺较颍瑥亩_定移動巖體滑移面與變形變化規(guī)律。在對地下開采過程時，容易使巖石內部出現(xiàn)一個采空區(qū)，造成巖石本身形態(tài)的變化，并在周圍環(huán)境的作用下，受力發(fā)生位置的移動，引起地下巖體的重新排布，所以對這些因素要做好及時防范，地下巖移監(jiān)測是必不可缺的，在露天煤礦邊坡中起著重要的作用。

2 地下巖移監(jiān)測在露天煤礦中的應用

2.1 地下巖移監(jiān)測系統(tǒng)的建立

地下巖移監(jiān)測系統(tǒng)的建立包括監(jiān)測系統(tǒng)的埋設和構成、數(shù)據(jù)采集處理和分析以及參數(shù)的計算方法。地下巖移監(jiān)測是由測試電纜、測試導槽管、二次測量儀、測斜儀提升裝置、鉆孔以及測斜儀構成。在實際操作中，其每一步都要做到嚴格的要求，從而確保地下巖移監(jiān)測的建立。地下巖移監(jiān)測系統(tǒng)的構成和埋設需要做到以下四點：（1）測試中要嚴格要求按深度標記和電纜上每隔半米儀器需下降一次，之后根據(jù)邊坡變形情況確定監(jiān)測周期，一般為期半個月左右；（2）測量導管在安裝前必須進行孔的清洗，確保有清水流出才可，等到測量管插入地下時，用沙子和泥土進行填充并使其填充均勻嚴密；（3）在測試中要找準測斜儀輸出值的正負方向，按規(guī)定測試好導槽管兩對凹槽的方向；（4）在導管交接過程中，不能接錯也不能扭曲。數(shù)據(jù)采集處理和分析中要注意在記錄過程中避免出錯，比如多記、少記、錯記等，數(shù)據(jù)采集處理和分析是地下巖移監(jiān)測中非常重要的一項工作措施，所以它的緊密型、規(guī)范性是不容出錯的。參數(shù)方法是指根據(jù)某一數(shù)字比例，計算并反映出巖體內部變形區(qū)以及變形特征。

2.2 地下巖移監(jiān)測的應用實例

地下巖移監(jiān)測在露天煤礦邊坡的應用實例有很多，以下簡單列舉三個：（1）運用數(shù)據(jù)采集處理和分析的實例，測試時傳感器探頭上導輪指向的方向，即數(shù)據(jù)處理時規(guī)定巖層主動移動的方向為A+，相反則為A-，A+順時針旋轉90度為負，反之逆時針為正。依據(jù)這一點，利用野外雙向測斜儀進行測試時，通過電纜感器相接的二次儀器可以記錄各孔A的方向，測量正反兩方向的數(shù)值，再傳輸?shù)阶烂鏀?shù)據(jù)處理器中進行處理，以便觀察和計算，但在數(shù)據(jù)監(jiān)測處理之前要對數(shù)據(jù)進行檢查，以確保其準確性，其檢查的方式是利用A向正反方向測量之和是否在傳感器標定的正確范圍之內，如果在就是有效的，反之則是無效，若監(jiān)測出是錯誤的，要立即進行檢查，及時找出原因糾正避免之后再次發(fā)生錯誤。（2）對于參數(shù)方法，實例是依據(jù)相關公式計算其偏移值、水平位移、水平位移矢量和等，再利用數(shù)據(jù)處理軟件來繪制深度位移的曲線圖，并測量鉆孔中某一位移速率歷時曲線以及深度位移歷時曲線。（3）為獲得某巖礦地下巖移監(jiān)控，根據(jù)其地下位移監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線圖顯示情況，選取曲線圖的某些具有代表性的點，摘抄下來進行觀察分析，以便進行巖移的統(tǒng)計，水平位移的測量包括兩點，分別是露天煤礦邊坡巖體滑移變形曲線特征以及露天煤礦邊坡巖體松弛變形曲線特點，在地下巖移監(jiān)測系統(tǒng)中可以看出其巖移程度，為確保其準確度進行了多次測量，對于XP5-1來說，出現(xiàn)在地面以下的最大位移點是距離地面8.5米處，位移累積達到將近600，此次測量截止日期是2012年9月10日，歷時750天，計算日平均量大概為0.821，從繪制的曲線來看，曲線整體呈現(xiàn)彎弓形狀，自上而下分布，向A+方向緩慢移動。

3 總結

露天煤礦邊坡研究中，地下巖移監(jiān)測在其中占據(jù)著一定的地理位置，通過對地下巖移監(jiān)測的觀察分析，了解地下層面的不穩(wěn)定因素，確定不穩(wěn)定邊坡的滑坡類型以及滑移體變形破壞過程中的滑移方向與速度，從而做好預防措施，未雨綢繆，防止滑坡、坍塌事故的發(fā)生，在長期預測預報中提供切實可行的有利數(shù)據(jù)。本文主要根據(jù)個人，多年對地下巖移監(jiān)測在露天煤礦邊坡中應用的研究總結出的一些經驗，希望可以對日后此方面的工作者以及研究者起到畫龍點睛的作用，當然其中也存在著很多不足之處，比如關于精度方面的現(xiàn)實問題并不能很好地解決，希望研究者可以相互學習，相互進步，共同發(fā)展。

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作者簡介：付鐘（1987—），男，重慶人，新疆天池能源有限責任公司助理工程師，研究方向：露天礦地質測量應用、露天礦災害防治。