淺析礦山地表受采動(dòng)影響的變形觀測

何修才

摘要：本文在簡要論述了變形觀測的概念、精度等級(jí)后，重點(diǎn)結(jié)合自己多年的工作體會(huì)，粗淺地提出了對(duì)礦山地表進(jìn)行變形觀測的方法、步驟和要求，以及如何寫技術(shù)設(shè)計(jì)書和變形觀測的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：礦山地表；技術(shù)設(shè)計(jì)書；結(jié)論

引言：

隨著煤炭資源大量開發(fā)，大型煤礦企業(yè)如雨后春筍，拔地而起。但在全國各地，礦山地表隨開采影響出現(xiàn)的塌陷、崩塌、滑坡、裂縫、沉降時(shí)有發(fā)生，為了消除礦山地表受開采影響帶來地質(zhì)災(zāi)害隱患，變形觀測就是一種重要手段。

一、變形觀測的概念

變形觀測是測定地表在荷重和外力作用下，隨時(shí)間產(chǎn)生變形的一種測量工作，也稱為變形測量。

二、礦山地表的沉降觀測

所謂礦山地表：指埋藏大量資源受開采的山體表層。而礦山地表的變形觀測：就是專業(yè)測量人員定期地對(duì)在該山體的獨(dú)立點(diǎn)上設(shè)有的基點(diǎn)進(jìn)行測量，并將同時(shí)期所測得的高程加以比較，得出山體的沉降量，掌握山體變形類型和范圍。

下面，結(jié)合對(duì)陜西雙龍煤業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司雙龍煤礦（四采區(qū)）山體地表的崩塌、沉降觀測工作體會(huì)，談?wù)劦V山地表崩塌、沉降觀測的方法和步驟：

（一）收集資料，現(xiàn)場踏勘，調(diào)閱有關(guān)的地質(zhì)資料

（二）組織人員精心編寫《礦山地表變形觀測技術(shù)設(shè)計(jì)書》

編寫技術(shù)設(shè)計(jì)書，是在施測前編寫的對(duì)整個(gè)變形觀測有著規(guī)范性和指導(dǎo)性作用的一種計(jì)劃性文本。要求如下：

1、制定觀測計(jì)劃，遵循“五定原則”，即固定觀測人員、定點(diǎn)位、定路線、定儀器、定司尺和量距、觀測的環(huán)境條件基本一致進(jìn)行觀測。

2、水準(zhǔn)基點(diǎn)和觀測點(diǎn)的布設(shè)，確定觀測水準(zhǔn)路線。

水準(zhǔn)基點(diǎn)：設(shè)置三個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)構(gòu)成一組，形成一個(gè)邊長約100m的等邊三角形，水準(zhǔn)基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)在變形區(qū)以外，便于尋找和使用的穩(wěn)定基巖上（山體未受開采影響地段：在基巖上埋設(shè)了三個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)）。

監(jiān)測點(diǎn)：在最能反映山體崩塌、沉降的地方埋設(shè)監(jiān)測點(diǎn)。（山體地表埋設(shè)了16個(gè)觀測點(diǎn)，均在離地面300mm、用14cm長的∮14～∮16螺紋鋼筋嵌入穩(wěn)固基巖石上）

水準(zhǔn)路線：由S02起，經(jīng)獨(dú)立點(diǎn)西側(cè)向東，過沉陷區(qū)西側(cè)至塌陷地段西側(cè)繞南向東北上行，返回S02，形成了一個(gè)水準(zhǔn)閉合環(huán)。

3、詳細(xì)提出各種限差和精度要求

采用二等水準(zhǔn)的觀測方法，就能滿足礦山地表崩塌、沉降觀測的要求。

各項(xiàng)觀測技術(shù)指標(biāo)要求如下：

相鄰監(jiān)測變形點(diǎn)高差中誤差±0.5mm

監(jiān)測變形點(diǎn)高程中誤差≤±1.0mm

每一測站高差中誤差0.3mm

往返較差、附合或環(huán)線閉合差0.6√n

檢測已測高差較差0.8√n（n為測段的測站數(shù)）

兩監(jiān)測點(diǎn)前后視距：≤30m

前后視距差：≤1.0m

前后視距累積差：≤3.0m

水準(zhǔn)儀的精度不低于DS1級(jí)別。

⑵觀測前要對(duì)所用儀器工具進(jìn)行檢驗(yàn)。

⑶安排測量工作周期及擬定作業(yè)時(shí)間。

4、外業(yè)觀測：

外業(yè)觀測由四人組成，一人觀測儀器，一人記錄，兩人分別跑尺。實(shí)測收集完監(jiān)測點(diǎn)號(hào)資料，整理并進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算、核算。

5、內(nèi)業(yè)計(jì)算與資料匯總

實(shí)測原始數(shù)據(jù)要真實(shí)可靠，記錄計(jì)算要符合《煤礦測量規(guī)范》要求，按“依據(jù)準(zhǔn)確，嚴(yán)謹(jǐn)有序，步步校核，結(jié)果有效”的原則，進(jìn)行成果整理及平差計(jì)算。

6、成果分析與評(píng)估

依據(jù)測量成果進(jìn)行礦山地表變形分析，得出變形結(jié)論，提出合理化建議。

（三）實(shí)施程序及步驟

1、勘察布置并埋設(shè)水準(zhǔn)監(jiān)測基點(diǎn)，建立水準(zhǔn)控制網(wǎng)

2、明確固定的觀測水準(zhǔn)路線。

3、組織人員進(jìn)行實(shí)測收集數(shù)據(jù)，嚴(yán)格按照編制的《礦山地表變形觀測技術(shù)設(shè)計(jì)書》、《變形測量》、《煤礦測量規(guī)范》要求、規(guī)定執(zhí)行。

（四）資料匯總

依據(jù)各個(gè)觀測周期平差計(jì)算的沉降量，列表統(tǒng)計(jì)，繪制各個(gè)觀測點(diǎn)的下沉曲線，建立下沉曲線坐標(biāo)網(wǎng)絡(luò)圖。

（五）實(shí)測注意事項(xiàng)：

1、隨時(shí)觀察天氣，掌握雨季周期。

2、定員定崗，不能隨意更換。

3、觀測時(shí)要避免陽光直射儀器，成像清晰、穩(wěn)定，讀數(shù)清楚，記錄人員必須復(fù)讀。

4、觀測時(shí)隨時(shí)檢核計(jì)算。

三、如何寫沉降觀測的結(jié)論

（一）建立下沉曲線網(wǎng)絡(luò)圖，用數(shù)字說話。

實(shí)測數(shù)據(jù)多，浩若繁星，但經(jīng)整理計(jì)算平差后，將各個(gè)周期的觀測值及沉降量匯總，建立數(shù)據(jù)庫，形成列表圖，繪制下沉曲線網(wǎng)絡(luò)圖。

（二）查找資料，尋找理論依據(jù)。

收集并查閱礦山地表測區(qū)內(nèi)有關(guān)地質(zhì)資料，排除非實(shí)測因素的干擾。（我們收集雙龍煤礦井下開采相關(guān)資料，為我們判斷崩塌、沉降原因提供了可靠的地質(zhì)資料）

（三）發(fā)現(xiàn)問題，具體分析

從對(duì)陜西雙龍煤業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司雙龍煤礦四采區(qū)山體地表變形觀測的計(jì)算結(jié)果來看，四采區(qū)開采結(jié)束后對(duì)山體構(gòu)造穩(wěn)定影響較大，造成崩塌，有下沉變化趨勢(shì)，在允許范圍以內(nèi)，僅有兩處比較特殊：一是1403工作面12#觀測點(diǎn)（1403工作面開采位于山體地表山溝地段下），另一外是1402工作面與1403工作面相接處的6#、7#觀測點(diǎn)，該觀測點(diǎn)位于山體溝壑連接處的基巖上。

6#、7#觀測點(diǎn)第1次和第6次觀測都比較平穩(wěn)，沒有太大變化，從該區(qū)開采19個(gè)月后第8次觀測時(shí)，突然分別上翹+378.3mm和+418.9mm，然后一直延續(xù)到第11次，最大峰值達(dá)到了+576.74mm和+737.64mm。

從觀測計(jì)算結(jié)果看，在同一時(shí)間出現(xiàn)的變化點(diǎn)還有山梁上的12#點(diǎn)，12#點(diǎn)出現(xiàn)下沉的峰值為-352.68mm。

從地貌看來山體溝壑縱橫，山體基巖整體受采動(dòng)影響，基巖穩(wěn)定性破壞，地表層產(chǎn)生不同方向不均勻流動(dòng)推力的影響，加之山體地表自重等因素的影響，山體邊坡產(chǎn)生崩塌，6#、7#觀測點(diǎn)上翹。12#點(diǎn)下沉是由于該點(diǎn)位于山梁開采中部，在采空區(qū)中部，加之溝壑邊常年流水沖刷，地表層構(gòu)造破壞等因素的影響，山體地表下沉，才形成今天的這樣一個(gè)現(xiàn)狀。

（四）綜合分析，歸納總結(jié)

在經(jīng)過實(shí)測掌握了大量的第一手資料后，首先要分析評(píng)估礦山地表實(shí)地觀測的等級(jí)精度是否符合要求，找出發(fā)現(xiàn)變形情況的問題根源，然后綜合分析，歸納總結(jié)。最后還要向有關(guān)單位提出改進(jìn)礦山開采措施，確保山體基巖穩(wěn)固，防止山體崩塌、塌陷、滑坡引起地質(zhì)災(zāi)害。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 測繪出版社季斌德邵自修編著《工程測量》

[3].重慶大學(xué)徐時(shí)濤夏英宣編著《實(shí)用測量學(xué)》endprint