針對我國礦山開采地面沉降觀測技術問題探討

寇天新

（中國建筑材料工業地質勘查中心青海總隊，青海 西寧 810001）

隨著我國對能源需求量增大，我國目前表層的礦產資源已趨近枯竭，人類開始想更為深入的地層進行找礦活動，所以就出現過度開采問題，導致多數礦區出現了地面沉降現象，這是一種地質的結構變化。礦區地面沉降導致自然環境的惡化，消耗不可再生資源，所以礦區開采中使用合適的地面沉降觀測技術，對礦山地質結構變形進行監測，并及時發現監測過程出現的問題，對礦山安全生產提供可借鑒的理論基礎。

1 對礦山地面沉降觀測的基本要求

1.1 對沉降觀測儀器設備以及人員素質的要求

沉降觀測所測的誤差要小于變形值的十分之一到二十分之一之間，才能夠確保地面在不斷加荷作下的沉降情況，所以也就規定了沉降觀測所使用的精密水準儀的型號必須是S1或者是SO5級，從這里就可以看出沉降觀測對精度的高要求，由于水準尺也會受到環境溫差的變化，所以一般會選擇第一標段尺。對于人員素質來說，必須是接受過專業學習以及專業技能訓練并且對于沉降觀測儀器的操作流程非常熟悉的人才能進行沉降觀測儀器的操作，能夠根據不同的情況來選擇最合適的沉降觀測方法以及沉降觀測順序，在實際操作的過程中出現的問題都能夠進行合理的分析以及正確的平差計算，另外每次的沉降觀測任務都必須確保按規定時間完成。

1.2 對沉降觀測時間的要求

在對礦山開采過程中的沉降觀測中對于時間方面有非常嚴格的要求，如果沒有在規定時間內完成沉降觀測任務就會導致地面的沉降觀測失去原始數據，這樣一來沉降觀測都失去意義，當然不只是首次觀測要按照規定時間完成其余各個階段的沉降觀測也都要在規定的時間內完成，比如說漏測或者是補測的情況是絕對不允許出現的，不然只會對沉降的情況和沉降規律造成影響，總而言之不管是使用哪種方式都需要按照規定的觀測周期來進行沉降觀測。

1.3 對于沉降觀測點的要求

只有在能夠很好的反映沉降特征又方便觀測的埋設觀測點才能夠將礦區地面的沉降情況作出明確的反映，另外需要注意的是地面的沉降觀測點埋設時要求在開采礦區周邊是均勻分布的并且縱橫對稱。一般情況下都會有一張專門的沉降觀測點布置圖在需監測所有的設計圖紙中，另外需要注意的是每一個環節的觀測要求都在埋設沉降觀測點時考慮到。

1.4 對施測的要求

在進行沉降觀測之前一定要熟悉沉降觀測儀器以及沉降觀測設備的操作方法和沉降觀測程序，另外在開始對開采礦山進行第一次沉降觀測之前要將觀測中需要使用的所有儀器進行檢測并將儀器中的指標進行矯正，對于已經使用的時間達到三個月到六個月的觀測儀器來說需要進行檢校，在沉降觀測的過程當中所有的操作人員都要積極的相互配合，確保沉降觀測工作的順利完成。

2 沉降觀測的具體應用

2.1 建立水準控制網

礦區地質環境條件和施工的特點布局就是整個礦區勘查測量時施測方案的標準，對于水準控制點來說需要做到以下三點要求，第一就是只要是深部開采就需要在其周圍布設三個及三個以上的水準點且它們之間的間距不能超過100米，第二就是所有的場地都需要在架設觀測儀器的后面設置兩個水準點及以上，這樣做才能形成一條閉合路線，最后水準點要在礦區開采范圍之外設立。

2.2 建立固定的觀測路線

開采礦區沉降勘查的水準控制網要以沉降觀測的埋設要求或者是圖紙設計的沉降觀測點布點圖，利用這樣的方式將沉降觀測點確定下來，在沉降觀測點和控制點連線的中間建立觀測路線并且將標記樁標記在架設儀器的地方與轉點之間，從而確保各次的觀測都能在統一路線上。

2.3 檢查各次觀測記錄并進行平差計算

首先將各次的觀測記錄進行整理并檢查有沒有錯誤之后再將這些數據進行平差計算將其中每個觀測點的高程值計算出來，從而將沉降量確定下來。

2.4 將統計表進行匯總

想要得到所對應的荷載值沉降曲線，就要根據每一個觀測周期對沉降量進行平差計算，然后在匯總的時候必須依靠列統計表的方式進行，再觀察統計表繪制各個觀測點的下沉曲線，建立坐標軸的時候要弄清楚坐標軸的意義，其中縱坐標的上半部分為荷載值，下半部分就是觀測周期的沉降量，橫坐標就是時間，這時候就是進行繪制，先將每個周期所對應的沉降量的點在坐標系中標出來，然后在將荷載值的點標出來，然后將所有的點進行順次連接，這樣就能夠得到一個的完整的荷載值村將曲線了。

3 沉降觀測技術問題探討

由于礦區地面的沉降是一個逐漸變化的過程，而且沉降變形的速度不是均勻的，但是我們能夠進行沉降觀測的次數是有限的，所以對觀測周期進行合理的選擇是非常關鍵的，也會對沉降變形的結果造成直接的影響，另外不要盲目的將沉降觀測次數進行增加或者是減小，不要發生因為沉降變形的變化比較小導致前后兩次的觀測數據在觀測誤差的范圍之內跳動，這樣一來不僅浪費了大量的物力以及人力而且也沒有達到沉降觀測的目的，所以在沉降觀測的實際操作過程當中應該對觀測的次數以及間隔的時間進行選擇，如果監測礦區正處于開采階段應該根據礦區地面和荷載的情況對觀測次數以及間隔時間做出規定。另外對于勘查區的平均沉降速度比較大或者是差異沉降量比較大的情況應該引起重視，先通知相關的監測部門采取措施，再對地面進行幾天一次或者是連續幾天的沉降觀測，從而對礦區安全生產提供有力的保障。

4 結語

在開采礦區地面沉降觀測的實際操作過程中不僅要與開采的實際情況進行結合，同時還要使用精密的水準尺進行操作，這是從沉降觀測的手段方面來說，而對于沉降觀測的數據處理而言，則需要利用現代的測量數據處理技術將粗差剔除，從而確保計算出來的沉降量就是實際的沉降量。