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《礦山地表沉陷區(qū)定位預測和治理探究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、礦山地表沉陷區(qū)定位預測和治理探究 摘要：借助地表巖移監(jiān)測獲得的基礎數(shù)據(jù)來了解井下采礦過程中巖體移動在地表上的動態(tài)反映，找出地表移動和變形規(guī)律，達到礦山沉陷區(qū)定位預測的目的。本文以我礦望兒山礦區(qū)為例，介紹了我們基于多年來的地表沉陷監(jiān)測信息，將理論分析與工程實踐相結合，在望兒山淺表開采地表移動規(guī)律、沉陷區(qū)定位預測與防治措施等方面進行了深入研究所取得的成果。關鍵字：巖移監(jiān)測移動規(guī)律定位預測防治措施中圖分類號：P58文獻標識碼：A文章編號：焦家金礦望兒山礦區(qū)淺部回采、民采礦井濫采亂挖區(qū)域地表沉降明顯，對礦區(qū)內的建、構筑物造成了重大危
2、害。因此，我們于2001年在民采區(qū)地表布設了地表巖移觀測站，并根據(jù)地形及測量技術設計觀測方法，采用高精度的電子水準儀，全站儀開展了巖移觀測工作，獲得該區(qū)域較全面、完整的地表移動觀測數(shù)據(jù)。至今已有10多年的觀測數(shù)據(jù)，我們將這些監(jiān)測信息進行理論分析并與實踐相結合，在開采地表移動規(guī)律、塌陷區(qū)域定位預測等方面取得了輝煌的成就。1.礦區(qū)簡介及現(xiàn)狀1.1礦區(qū)簡介7焦家金礦望兒山礦區(qū)位于美麗的渤海之濱萊州境內，望兒山山腳。與金都招遠一道之隔。這里風景優(yōu)美，交通便利。在30多年的開采中，由于早起的采礦方法和民采等因素，造成了淺部大量的采空區(qū)存
3、在，目前該礦區(qū)采礦區(qū)地表正在緩慢下沉，隨時有發(fā)生塌陷的可能，給礦山的安全生產(chǎn)、工程建設和人民的生命財產(chǎn)造成了嚴重的威脅。及時對采空區(qū)塌陷位置進行預測定位，采取必要的防治措施尤為重要。1.2地表沉陷災害現(xiàn)狀近幾年來礦區(qū)地表持續(xù)快速的沉陷給礦山生產(chǎn)帶來了巨大的危害，地表沉陷區(qū)廠房、機房、浴池等一些重要設施相繼破壞，地表及地表建筑物裂縫發(fā)展也較為迅速，迫使將一些建筑物拆遷。圖1-1為典型建筑物裂縫監(jiān)測情況，從圖上可以看出短短數(shù)月內，裂縫的寬度持續(xù)增大，而且增長幅度十分明顯，特別是地表裂縫的寬度受其沉降拉伸作用影響，變化最為顯著，由此
4、可見地下回采工作對地表的影響已經(jīng)十分嚴重。圖1-1老浴池東路面與老選辦西北角裂縫寬度變化7地表沉陷對豎井影響也十分明顯，目前一號井口正以平均每月8毫米左右的速度延325度方位向偏北方向移動。一號井筒進行井筒噴漿維護后，+60m中段以上接近102m水平又出現(xiàn)了較多裂縫。2010年不得已將一號卷揚從地面移到移到+60中段。二號井架由于地表的沉降移動變形導致了鋼筋混凝土結構井架發(fā)生嚴重的變形，2008年對二號井進行了重新建設，同時在周圍布設了沉降變形觀測點，發(fā)現(xiàn)二號井架依然存在一定的變形。豎井井壁及井架受巖移影響也發(fā)生破裂和傾斜變形
5、，嚴重影響了礦區(qū)安全正常生產(chǎn)，并且地表沉陷的發(fā)展對地表車輛通行和地下生產(chǎn)安全有著巨大的隱患2地表沉陷區(qū)趨勢分析定位預測2.1地表沉陷特征通過多年的水準監(jiān)測表明：礦區(qū)地表沉陷呈現(xiàn)出緩慢漸變發(fā)展的特點，最大沉降中心區(qū)位置基本不變，沉降中心區(qū)的沉降速率基本保持平穩(wěn)增長，沉降區(qū)范圍逐漸擴大，沉降邊緣區(qū)監(jiān)測點沉降速率持續(xù)增大，自2009年以來采空區(qū)的沉降速度和范圍的變化更加突出。從2012年度等值線圖（圖1-1）可以看出，地表沉降區(qū)域沉陷區(qū)呈現(xiàn)非規(guī)則的橢圓狀，其長軸為北北東方向，大致和控礦斷裂走向一致。沉降區(qū)域分布在礦體的上盤區(qū)域，沉降
6、中心年年沉降量大于300mm。在監(jiān)測范圍內，自沉降中心至沉降邊緣，監(jiān)測點沉降量變化較大。圖2-12012年度地面沉降等值線圖7表2-1為2009年底以來重點觀測區(qū)域主要測點的變化情況。從圖表中可以看出，25號、B19號、B20號點是沉降中心的代表性點位，B19號監(jiān)測點近3年來累計沉降已經(jīng)達到了1.06m，25號與B20號也達到0.8米以上；9號點是2#井口的觀測點，沉降達到0.1米；54、55號點是原一號井口的觀測點，其下沉沉降也到了0.2米。表2-1地表較大沉降監(jiān)測點沉降統(tǒng)計情況2.2地表沉陷趨勢分析2.2.1地表沉降等值線
7、隨著回采持續(xù)進行，地下采空區(qū)體積也隨之增大，采空區(qū)幾何中心也不斷發(fā)生變化，使的地表沉陷區(qū)域發(fā)生緩慢的變遷。2010年以來，我們采用了sufer軟件來實現(xiàn)了等值線自動成圖，Sufer主要用于繪制等值線圖及相應的三維圖形，其強大的插值功能和繪制圖件的能力，已經(jīng)成為處理等值線的首選軟件，它能迅速地將離散點的測量數(shù)據(jù)通過插值轉換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面。Sufer軟件操作簡單和繪圖能力強的特點已被認可。用surfer繪制的等值線圖更精準、詳細，使采空區(qū)地表沉陷情況的研究結果比以前更具有說服力。圖2-1~3為望兒山2010-2012三年來地表沉
8、降監(jiān)測等值線圖，從沉陷范圍的變化可以看出，點B19、B20、25三點之間的范圍是沉降的中心區(qū)域，成為我們重點監(jiān)測區(qū)域。地表沉陷區(qū)橢圓的長軸基本上和礦區(qū)主斷裂走向一致。7圖2-2望兒山2010年地表沉降等值線圖圖2-3望兒山2011年沉降等值線圖目前礦山同時回采-60m，-30
