煤矿沉陷区的地面监测与研究.pdf

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1、第2期矿山测量No．22011年4月MINESURVEYINCADr．2Ol1．doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2011．02．009煤矿沉陷区的地面监测与研究张洪升(河南省地质测绘总院，河南郑州450006)摘要：煤矿采空区地面塌陷、地裂缝等是一个多学科研究的对象，文中以河南省平顶山煤矿采煤区为例，利用测量的手段对现状和数据进行调查与分析，查明了平顶山煤矿区塌陷的分布范围、沉陷深度、规模大小、危害程度等。关键词：控制测量；地形图测绘；数据分析中图分类号-TD327文献标识码：B文章

2、编号：1001—358X(2011)02—0025—03为能准确地查明和描述地面沉陷分布范围、沉固定解，GPS网同步时段中任一三边同步环的全长陷深度、规模大小、稳定程度、危害程度等，对平顶山相对闭合差最大为4．4ppm，复测基线长度较差最大煤矿区进行了四等GPS控制、三等水准测量、1：5000值为0．027m，均符合《全球定位系统城市测量技术数字地形图绘制和监测桩测量等测绘工作，从而为规程》要求。平差后四等GPS网最弱边相对中误差加强煤矿沉陷区环境治理工作提供基础资料，为制为1／47288，满足规程要求的1／

3、40000，最弱点中误差定采煤沉陷防治方案提供科学依据。为4．7cm，，满足规程5cm的要求。1．2三等水准测量1控制测量三等水准以国家二等水准襄伊南线水准点1403、由于平顶山煤矿塌陷区沉陷的特殊性和延续1408为起算点组成水准网(如图2)。三等水准网共性，平面控制测量采用四等GPS控制测量，1954年布设三等水准点28座，5个闭合环、8个结点，环线周北京坐标系，高程采用三等水准测量，1985国家高程长最大45．8km，最小19．1km。三等水准的观测使基准。-用电子水准仪DiNil2水准仪，采用单路线往返

4、观1．1四等GPS控制测量测。平差计算后，水准网每公里测量偶然中误差四等控制以国家二等点紫云寺、三等点北渡山、△M=2．6mm，最弱点高程中误差为9mm，单位权胡岗为起算点组成GPS控制网(如图1)。共埋设四中误差为2．1mm，均符合《工程测量规范》的规定。1．31：5000地形测量为了与煤矿沉陷区以前的地形和地貌进行对比，确定沉陷的程度和范围，对平顶山煤矿区150km的范围运用航空摄影数字测量的方法进行1：5000数字地形图测绘，采用航内转外的航空摄影测量的成图方法。就是先进行全数字摄影工作站上内业采集矢量

5、数据(DLG)，初步编辑后输出纸质线划图。外业携输出图纸进行实地调绘，补测新增、影像不清和内业无法判测的地物、地貌。调注各种地物性质要素并将调绘结果清晰地标注于图纸上，交图1四等GPS网图付内业进行微机编辑。为了便于新旧地形图的比等GPS点43个，网内最大基线边10．8km，最短基线较，一般沿用旧地形图的图名。边0．6km，平均3．1km。观测采用美国产Trimble2沉陷区资料的分析处理(天宝)GPS接收机进行，数据采用TrimbleGeomaticsOffice(TGO)软件进行处理。所有基线均采用双差为

6、了能准确测算出有资料记录以来区的塌陷规25第2期矿山测量2011年4月图例。l408二等水准点及点名图2三等水准网图模和塌陷程度，我们用能够搜集到的1994年3月的结合所收集的资料精度和丘陵山地的实际调查采煤区测量资料和本次的测量资料进行比对。主要分析，我们把两个时间段间相对塌陷0．2133定为调是将本次测绘的最新1：5000地形图与收集得到的查区域塌陷的起算值，其总塌陷面积已达到1994年1：5000地形图进行了比对，从而得到了两个100．14km。，并划分为八个等级区(如表1)。时间段问的沉陷范围和程度的

7、具体数据，并绘出了表1平顶山调查区沉陷等级表地面沉陷等级图(如图3)。通过调查及数据对比，发现在150km的工作区内有落凫山、平顶山、赵庄、贾庄西四个沉陷中心，中心地区沉降幅度较大，围绕着沉陷中心向四周沉陷量逐渐减小。与1994年资料相比，落凫山、平顶山两个沉陷中心地面下降幅度较大，沉陷量均在4m以上；其它两个沉陷中心沉陷量较小，其中赵庄沉陷量为311"1左右，贾庄西沉陷量为2111至2．5m左右。四个沉陷中心向周围扩展后边缘相连，而且随着采空区塌陷的进一步加剧，有逐渐连为一体的趋势。3结论整个塌陷区呈东西向

8、带状分布(如图3)，东西长约地面塌陷的分布特征、沉陷深度、稳定程度受地22km，南北宽约5km。通过分析对比，平顶山矿区形地貌、地质构造、地下水作用特征、岩溶发育程度、地面沉陷总体分布范围为北部边界至横岭山——张覆盖层条件和人类工程活动等的影响而不同，通过寨山——马峰山——紫云山一线，南部至河南龙源本文的描述和分析，对采煤区的塌陷在空间上有了工业园——楷模型材厂——十矿原煤厂——张一个准确的认识，随