典型矿区非采动沉降监测设计研究-论文.pdf

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1、’科技创新论坛典型矿区非采动沉降监测设计研究赵鹏飞(1．河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南焦作454003；2．平煤股份十一矿，河南平顶山467047)摘要影响煤矿安全生产的因素是多样的，矿区的沉降变形和地质稳定性监测是众多影响因素中较为重要的一个。文章从典型矿区非采动沉降变形监测的基本理论出发，分析非采动沉降监测的意义和关键技术，并通过典型案例分析，对指导矿区安全开采，提升煤矿安全生产管理水平具有重要意义关键词矿区；沉降变形；水准测量中图分类号：P6文献标识码：A文章编号：1671—7597(

2、2014)17—0194—01目前，我国的大型煤炭生产基地煤炭储量丰富、煤类齐全、沉降监测网埋设基准点2个，地表监测点11个，井架基础监测煤质优良，开采条件较好，区位优势明显，同时具备一定的生点8个，煤仓基础监测点l2个，共计33个。产开发规模和配套工程设施，开采条件成熟。但由于缺乏总体1)监测点布设原则。一、二等水准网选取基岩标、深标或规划和有效的开采计划，造成矿区地质环境和地质结构发生变其他稳定的点作为结点，新埋设水准点、临时转站点不作为结化，因此，对整个矿区进行非采动沉降监测对提高煤矿开采的点，

3、用于局部区域高程控制的水准点，布设间距按0．5km布设，安全性，维护国家能源安全、满足经济社会发展需要、调整和开采区和工程建设活动密集区的水准点，在水准网基础上按照优化煤炭生产结构、促进资源地区经济社会发展，具有十分重等间距或者按照远离监测区方向逐渐稀疏的原则适当加密；对要的意义。于地质条件变化较大的开采区域，应沿垂直(斜交)于线型工1非采动沉降变形监测的基本理论程走向适当布置少量的监测点。2)沉降观测的技术、精度及频率设计。对于矿区地面沉降1)非采动地表沉降的概念。非采动地表沉降是指由煤矿开监测采用

4、精密水准测量或GPS测量方法进行，对于开采区的土采区域含水地层因为失水而引起的地表乃至整个冲积层连续的层分层沉降监测，采用自动化监测仪或人工测量方式进行监测，移动变形和非连续的破坏现象。大型煤矿基地随着开采面积和对于开采与以下的地下水位监测也采用自动化监测仪或人工测开采面的不断延伸，竖井区域内的地层发生变化和沉降，导致量方式进行监测。开采井筒内外壁之间的应力变化，发生相对移动，在外表面产矿区开采区中心区域以及局部重点区域沉降监测网的首级生摩擦，从而造成井架基础沉降差、井壁的纵向变形、径向变高程控制监测

5、等级为一等，应采用区域一等水准网，按照一等形及环向变形，变形达到一定程度，井架和井壁就会发生破坏。水准测量要求执行；在此基础上的水准加密网监测等级为二等，2)非采动沉降变形监测的意义。大型煤矿矿区伴随煤炭的应采用区域二等水准网，按照二等水准测量要求执行。监测精连续开采，地面会出现形变，导致矿区的空气地下水等环境被度上一、二等水准测量的每公里水准测量高差中数的偶然中误破坏，严重影响煤矿的安全生产和矿区附近的人民群众生活，差M△和每公里水准测量的全中误差Mw，应符合国家一、二等同时煤矿的非采动形变可能有沉

6、陷、滑移等形式。传统的煤矿水准测量规范的规定。生产企业，专业的测量人员少，靠人工巡视很难及时、准确、矿区非采动沉降监测频率的确定应以能系统反映矿区整个有效的发现地表的非采动形变，不能满足整个矿区的安全监控生产区域的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻为原则。沉降问题，不能及时掌握矿区形变的总体信息。因此，建立矿区监测具有很强的时效性，必须具有足够高的频率，观测必须是边坡、土场及地表形变观测网，利用最新的沉降监测技术手段，及时的，否则，易遗漏监测对象所测监测项目的重要变化过程，全面监测整个矿区的地面沉陷问题

7、，建立生产矿区的形变场模不能及时发现监测对象的异常变化，造成错误的判断，危及煤型和预警预报系统，可以及时发现和监控可能发生形变的区域，矿的安全生产与周围环境的安全(建议参考表1)。对确保矿区矿山的安全生产具有重要意义。表1监测频率3)非采动变形监测的关键技术分析。非采动沉降的监测也工程类型监测频率是确保煤矿安全生产的一项重要工作之一。而工业广场地表沉1精密水准中心城区1次／月降变形的关键，就在于高精度沉降信息获取，及时、准确地对测量局部区域1次／周变形进行分析与解释和对可能由于变形而产生的危害的准确预

8、一2GPS测量级网1次／周报。所以，研究变形监测的方法和寻找合适于变形预测的模型二级网1次／周是保证矿井安全生产，为工程设计和灾害防治提供科学保障，3土层分层监测i次／月同时也为今后类似条件下矿井安全使用积累技术资料，具有重4地下水位监测1次／月要的现实意义。3)矿区非采动沉降变形监测观测要求。监测网由于自然条2某煤矿非采动沉降监测系统设计研究件的变化，人为破坏等原因，不可避免的有个别点位会发生变某煤矿占地面积7O平方公里，目前探明储量超过5亿吨，化。为