建井过程中采空区地表沉降监测技术探讨.pdf

《建井过程中采空区地表沉降监测技术探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第４期水力采煤与管道运输Ｎｏ．４２０１６年１２月ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＣＯＡＬＭＩＮＩＮＧ＆ＰＩＰＥＬＩＮＥＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＴＩＯＮＤｅｃ．２０１６ＤＯＩ：１０．１４１８７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ１３－１１８５／ｔｎ．２０１６．１２．０１６建井过程中采空区地表沉降监测技术探讨１２１李洪胜曹增增张智强（１．国电建投内蒙古能源有限公司，内蒙古鄂尔多斯０１７２０９；２．国家测绘地理信息局第一地理信息制图院，陕西西安７１００５４）摘要：介绍国电永寿煤业有限责任公司碾子沟煤矿副斜井工业广场采空区治理工程中地面沉降观测站、观测线的设计方法，所需观测内容、

2、方法以及所使用观测仪器的精度。在观测站、观测线设计时充分考虑老采空区的变形情况进行设计，其中所介绍的方法对于其他地区类似煤矿老采空区治理工程有一定的意义。关键词：采空区；沉降监测；观测方法中图分类号：ＴＤ３２５文献标志码：Ａ文章编号：１００６－０８９８（２０１６）０４－００８６－０６碾子沟煤矿９０万ｔ改扩建工程副斜多年的短壁式、房柱式等形式的开采，地井工业广场（辅助生产区）设计在原矿工下残留空洞众多，这些采空区残留空洞业广场位置，主要布置有副斜井井口房及破裂岩体构成了不良工程地质条件，及提升机房、机修车间综采设备中转库由于它们自身强度衰减

3、或者扰动造成的联建、器材库、岩粉、消防、油脂库、器材失稳和“活化”进而对地表造成影响，现棚、电机车库及充电间、坑木加工房在该区域还处于塌陷沉降过程中，地表［１］等。碾子沟煤矿副斜井工业广场在改变形以连续变形为主，局部为非连续变扩建施工过程中，自２０１１年元月７日开形。因此，为了保证项目的正常安全进［２］始发生地面塌陷，至２０１１年５月５日，行，需要对采空区进行地表沉陷监测。场地出现多条塌陷裂缝，最大下沉量达1监测目的和内容３．８ｍ，原堆煤场浆砌片石挡墙发生严重破坏，多处树木倾倒，河水沿裂隙下渗，1．1目的西南部边缘裂缝已发展到距原副斜井约

4、由于采空区残余空洞及破裂岩体构２～３ｍ处，严重威胁煤矿安全，制约副斜成了不良工程地质条件的活动规律和过井工业广场建设进度。程十分复杂，它是由许多地质采矿因素碾子沟煤矿始建于１９８５年，经过２０综合影响的结果，该监测主要是通过实８６２０１６年１２月李洪胜等：建井过程中采空区地表沉降监测技术探讨第４期地观测系统掌握碾子沟煤矿采空区在施布尔函数法和典型曲线法等，其中概率工前、施工期及施工后三阶段的地表变积分法具有参数容易确定、实用性强等形资料，根据施工后的地表变形资料，对优点，在各矿区使用比较广泛，是最常用治理效果及地基稳定性做出准确评价，的方

5、法，该地表沉陷变形计算即采用这为地面建（构）筑物的安全运营提供技术种方法。残余变形量预测公式如下：保障。最大沉降量Wｍａｘ＝q·m·ｃｏｓα1．2内容最大剩余沉降量W＝�·Wｍａｘ在该项目开始前，根据采空区沉陷规最大剩余倾斜量iｍａｘ＝W／r２律布置一定数量的观测站。所谓观测最大剩余竖曲率Kｍａｘ＝±１．５２W／r站，是指在开采影响范围内的地表、岩层最大剩余水平位移Uｍａｘ＝b·W内部或其它研究对象上，按一定要求设最大剩余水平变形εｍａｘ＝±１．５２置的一系列互相联系的观测站。在采动Uｍａｘ／ｒ过程中，根据需要定期观测这些观测站式中：q为

6、下沉系数，与矿层倾角、开的空间位置及其相对位置的变化，以确采方法和顶板管理方式有关，单层开采定各观测站的位移和观测站间的相对移时全部垮落法q一般为０．６～０．８，多层动，从而掌握开采沉陷的规律。老采空重复开采时最大可达０．９５；m为采厚；α区的沉降变形监测是在老采空区上布设为煤层倾角，α＝６°；r为地表主要影响半观测线（由一定数量观测站组成的线），径，其值与埋深（H）呈正比，与煤层影响监测、研究老采空区的沉降演化规律。角（β）的正切值成正比。即r＝H／ｔｇβ；b为水平移动系数，取值在０．２５～０．３５；�2采空区观测站设计为残余剩余下沉系

7、数，根据地面调查、采［３－５］2．1采空区残余移动变形预测矿调查、钻探结果等因素综合确定。2．1．1预测模型2．1．2预测参数对于地表移动变形的研究，国内外开类比勘察区地表岩移观测资料、本区展了大量的工作。我国经过５０多年的系覆岩性质，综合确定本勘察区地表残余统研究和实践，已基本掌握了其移动变变形的预测参数：下沉系数q，与矿层倾形规律，并颁布了枟建筑物、水体、铁路及角、开采方法和顶板管理方式有关，单层主要井巷煤柱留设与压煤开采规程枠。开采时全部垮落法一般为０．６～０．８；多目前，我国比较常用的地表移动变形计层重复开采时最大可达０．９５；残

8、余下沉算方法有概率积分法、负指数函数法、威系数选取见表１。８７２０１６年１２月水力采煤与管道运输第４期表１不同时间的残余下沉系数�参考值开采结束时间１年２年５年１０年２０年２０年以上剩余下沉系