淺議煤礦地表沉陷監(jiān)測方法及監(jiān)測站設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺議煤礦地表沉陷監(jiān)測方法及監(jiān)測站設(shè)計(jì)</p><p>　　[摘要]：礦山工程實(shí)踐與地表移動(dòng)觀測站、井下巖體內(nèi)部移動(dòng)觀測站的大量實(shí)測資料一再證實(shí)礦山開采損害的眾多事件中礦山巖體地表的移動(dòng)與變形都同時(shí)間因素密切關(guān)聯(lián)損害隨時(shí)間發(fā)展與變化最終趨于穩(wěn)定狀態(tài)。預(yù)計(jì)開采期間及停采后地表的移動(dòng)變形有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]：地表沉陷 檢測方法 監(jiān)測站 &l

2、t;/p><p>　　隨著我國煤炭開采強(qiáng)度的增加，地表沉陷問題日益突出。如土地塌陷、建構(gòu)筑物的損害、排水系統(tǒng)的改變、道路坡度的變化，這就迫使人們不僅需要了解地表動(dòng)態(tài)沉陷規(guī)律，還必須對開采沉陷動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行趨勢預(yù)測，以便及時(shí)采取有效措施，杜絕事故發(fā)生。 </p><p>　　一、我國主要沉陷監(jiān)測方法 </p><p>　?。ㄒ唬㏑TK 在地表沉陷監(jiān)測的應(yīng)用 </p&g

3、t;<p>　　RTK技術(shù)是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測量方法，它采用了載波相位動(dòng)態(tài)差分（Realtime Kincmstic）方法，是 GPS 應(yīng)用的重要的里程碑，它的出現(xiàn)，極大地提高了工程放樣、地形測圖和各種控制測量的外業(yè)作業(yè)效率。開采區(qū)域地表沉陷監(jiān)測作業(yè)系統(tǒng)主要是由 GPS 參考站、GPS 流動(dòng)站電腦及數(shù)據(jù)后處理軟件組成。作業(yè)過程分三步，即測前準(zhǔn)備、外業(yè)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)后處理。 </p><

4、p>　?。ǘ?D-InSAR在煤礦開采沉陷監(jiān)測中的應(yīng)用 </p><p>　　通過分析合成孔徑雷達(dá)差分干涉測量D-InSAR技術(shù)在礦區(qū)的應(yīng)用為礦區(qū)開采沉陷監(jiān)測怕進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供新的技術(shù)方法從而彌補(bǔ)常規(guī)沉陷監(jiān)測技術(shù)的不足為開采沉陷預(yù)計(jì)等提供更多數(shù)據(jù)。并為實(shí)現(xiàn)煤礦區(qū)開采沉陷實(shí)時(shí)動(dòng)監(jiān)測等提供技術(shù)支持。 </p><p>　　（三）常規(guī)測量方法 </p><p>

5、;　　通過在地表布設(shè)移動(dòng)觀測站，通過經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺和支距尺進(jìn)行的地表移動(dòng)觀測方法稱為常規(guī)測量方法，它可以通過采集實(shí)測數(shù)據(jù)來預(yù)測地表沉陷的情況和為礦山開采服務(wù)。 </p><p>　　二、煤礦區(qū)域地表巖層移動(dòng)觀測站的建立 </p><p>　　（一）如何建立布設(shè)地表移動(dòng)觀測站 </p><p>　　布設(shè)原則 1、觀測線應(yīng)設(shè)在地表移動(dòng)盆地的主斷面上 ；2、設(shè)站地區(qū)

6、，在觀測紀(jì)檢部首地表移動(dòng)盆地的影響；3、觀測線的長度要大于地表移動(dòng)盆地的范圍；4、觀測線上的測點(diǎn)應(yīng)有一定的長度，這要根據(jù)開采深度和設(shè)站目的而定 ；5、觀測站的控制點(diǎn)要設(shè)在移動(dòng)盆地范圍以外，埋設(shè)要牢固。在東突去，控制點(diǎn)底面應(yīng)在凍土線 0.5m以下。 </p><p><b>　?。ǘ?zhǔn)備資料 </b></p><p>　　1、設(shè)站地區(qū)的井上下對照圖和開采計(jì)劃圖，以便確

7、定觀測地區(qū)井下開采和地面位置的關(guān)系。圖的比例尺一般為 12000 或 11000。 2、設(shè)站地區(qū)的地質(zhì)和水文地質(zhì)資料，包括：地形地質(zhì)圖、地質(zhì)柱狀圖、煤層賦存條件、覆巖物理力學(xué)性質(zhì)、水文條件等。3、開采工作面設(shè)計(jì)資料，包括：巷道布置、采煤方法、頂板管理方法、開采厚度、工作面推進(jìn)速度、回采時(shí)間及周圍開采情況等。4、觀測地區(qū)井上下測量資料，主要是：控制點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的坐標(biāo)。4、礦區(qū)已有的開采沉陷資料，如：移動(dòng)角、最大下沉角、充分采動(dòng)角、松

8、散層移動(dòng)角及其他有關(guān)參數(shù)。若礦區(qū)尚無自己的沉陷參數(shù)時(shí)，可選用地質(zhì)采礦條件相似礦區(qū)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 </p><p>　?。ㄈ┯^測站的布設(shè)形式 </p><p>　　根據(jù)設(shè)站目的，合理地選擇觀測站的布設(shè)形式是十分重要的。目前我國礦區(qū)大多采用剖面現(xiàn)狀觀測站。觀測站一般由兩條觀測線組成。一條沿煤層走向方向，一條沿傾斜方向，它們互相垂直并相交。在地表達(dá)到充分采動(dòng)的條件下，通過移動(dòng)盆地的平底部分進(jìn)

9、而設(shè)置觀測線。在地表未達(dá)到充分采動(dòng)的條件下，觀測線需設(shè)在移動(dòng)盆地的主斷面上。由于我國礦區(qū)回采工作面大多是沿煤層走向較長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采動(dòng)所要求的最小尺寸，因此為了檢驗(yàn)觀測成果的可靠性，往往在充分采動(dòng)區(qū)內(nèi)設(shè)置兩條相距 50m70m 的傾斜觀測線。觀測線的長度應(yīng)保證兩端（半條觀測線時(shí)為一端）超出采動(dòng)影響范圍，以便建立觀測線控制點(diǎn)和測定采動(dòng)影像邊緣。采動(dòng)影像范圍內(nèi)的測點(diǎn)為工作點(diǎn)，在采動(dòng)過程中應(yīng)保證它們和地表一起移動(dòng)，以反映地表的移動(dòng)狀態(tài)。 <

10、;/p><p>　　三、煤礦觀測站設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 </p><p>　?。ㄒ唬┯^測站設(shè)計(jì)說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容： </p><p>　　1、建立觀測站的目的和任務(wù)；2、設(shè)站地區(qū)的地形、地物及地質(zhì)采礦條件；3、觀測站設(shè)計(jì)時(shí)所用的開采沉陷參數(shù)；4、觀測線的位置及長度的確定、測點(diǎn)及控制點(diǎn)的數(shù)目、位置及其編號(hào)；5、工作點(diǎn)和控制點(diǎn)的構(gòu)造及其埋設(shè)方法；6、觀測內(nèi)容及所用儀器，與礦區(qū)控

11、制點(diǎn)的聯(lián)測方法，精度要求，聯(lián)測的起始數(shù)據(jù)，定期觀測的時(shí)間、方法及精度要求，有關(guān)地表移動(dòng)采動(dòng)影響的測定，編錄方法；7、 經(jīng)費(fèi)估算：包括觀測站所需材料、購地、人工等費(fèi)用的預(yù)算；8、觀測成果的整理方法與分析步驟，所要獲得的成果。 </p><p>　　觀測站設(shè)計(jì)除需編中，除需編寫設(shè)計(jì)說明書外，還應(yīng)繪制設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)圖包括觀測站設(shè)計(jì)平面和斷面圖。圖的比例尺一般與井上下對照圖一致。 </p><p>

12、　?。ǘ┯^測站設(shè)計(jì)圖中應(yīng)具有下例內(nèi)容 </p><p>　　1、設(shè)站地區(qū)的地形、地物、地質(zhì)構(gòu)造、巖層柱狀、煤層產(chǎn)狀等；2、已有的和新設(shè)計(jì)的采取巷道；3、現(xiàn)有的和新設(shè)計(jì)的保護(hù)煤柱輪廓；4、觀測線的平面位置，沿觀測線的斷面圖。斷面圖上應(yīng)表示出工作測點(diǎn)、控制點(diǎn)的位置及編號(hào)，巖層柱狀，地質(zhì)構(gòu)造，煤層產(chǎn)狀，開采位置等。 </p><p>　?。ㄈ┏Ｒ?guī)測量工作 </p><p&

13、gt;　　地表移動(dòng)觀測站觀測工作的基本內(nèi)容是：在采動(dòng)過程中定期、重復(fù)測定觀測線上各測點(diǎn)在不同時(shí)期內(nèi)空間位置的變化情況。具體可分為觀測站的連接測量、全面觀測、單獨(dú)進(jìn)行的水準(zhǔn)測量、地表破壞的測定和編錄。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]朱廣軼，朱樂君，郭影.地表沉陷動(dòng)態(tài)時(shí)間函數(shù)研究[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，（03）.

14、 </p><p>　　[2]寧永香，崔建國.動(dòng)態(tài)地表移動(dòng)和變形預(yù)計(jì)方法[J].黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，（01）. </p><p>　　[3]崔希民，繆協(xié)興，趙英利，金日平.論地表移動(dòng)過程的時(shí)間函數(shù)[J].煤炭學(xué)報(bào)，1999，（05）. </p><p>　　[4]郭達(dá)志.礦山測量講座6──開采沉陷及其防治[J].四川測繪，1999，（02）.</p&