【摘 要】礦山測量是礦業(yè)開發(fā)過程中一項重要的基礎(chǔ)性技術(shù)工作，它貫穿于整個礦山開采過程的始終。我新磷礦化公司在多年的開采中，沉陷越來越嚴(yán)重，所以沉陷觀測尤為重要?，F(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展，推動了測量儀器向智能化方向發(fā)展，同時現(xiàn)代測繪技術(shù)為礦山測量工作提供了有力的幫助。

【關(guān)鍵詞】礦山測量；開采沉陷；地表移動；沉陷監(jiān)測；沉陷參數(shù)

隨著電子技術(shù)和激光技術(shù)的發(fā)展，光電結(jié)合型的測繪儀器(如測距儀、全站儀、陀螺儀)對傳統(tǒng)的測繪方法產(chǎn)生了深刻的影響。以衛(wèi)星遙感、全球定位系統(tǒng)為代表的空間對地觀測技術(shù)在測繪科學(xué)中的應(yīng)用日趨成熟，以計算機技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)為基礎(chǔ)的地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用為多源測繪信息的獲取、分析、管理、處理及其應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持，自動化、智能化的測繪系統(tǒng)已處于研究之中。

1、礦山開采沉陷定量評估指標(biāo)

當(dāng)?shù)V區(qū)開采工作進(jìn)行到一定的階段，逐步由巖體的移動和破壞波及地表，使受采動影響的地表沉降，從而在采空區(qū)上方形成一個比采空區(qū)大得多的沉陷區(qū)域。沉陷區(qū)域改變了原有的地表形態(tài)，引起地表標(biāo)高、水平位置發(fā)生變化，常用的定量表述這種變化的指標(biāo)有下沉、水平移動、傾斜、曲率、水平變形。地表移動觀測期的觀測應(yīng)包括平面坐標(biāo)、高程、距離和裂縫測量等.

量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上。對于測量工作來說，主要是運用測量的手段獲取地表點的沉陷數(shù)據(jù)繪制出這些定量指標(biāo)曲線，從而更好地預(yù)測和估計沉陷規(guī)律，指導(dǎo)礦山開采工作。

2、礦山開采沉陷過程中的測量工作

2.1礦區(qū)地面平面、高程控制測量

礦區(qū)地面高程控制網(wǎng)可采用水準(zhǔn)測量和三角高程測量方法建立。水準(zhǔn)測量主要用于較平坦的地區(qū)而且測量精度高，三角高程測量主要用于山區(qū)和丘陵地帶的高程控制和平面控制網(wǎng)點的高程測定。礦區(qū)地面高程首級控制網(wǎng)，一般應(yīng)采用水準(zhǔn)測量方法建立，其布設(shè)范圍和等級選擇應(yīng)符合表2的規(guī)定。

2.2礦區(qū)地上地下平面、高程聯(lián)系測量

為了使地上、地下采用統(tǒng)一的平面坐標(biāo)系統(tǒng)和高程系統(tǒng)，應(yīng)進(jìn)行聯(lián)系測量。通過斜井或平硐的聯(lián)系測量，從而把地上的坐標(biāo)和高程數(shù)據(jù)傳遞到地下;同時為了減少投點誤差，通常在井口處采用陀螺經(jīng)緯儀進(jìn)行定向測量。

2.3礦區(qū)地下平面、高程控制測量

地下平面控制分為基本控制和采區(qū)控制2類。這2類控制導(dǎo)線都應(yīng)布設(shè)成閉(附)合導(dǎo)線或復(fù)測支導(dǎo)線?；究刂茖?dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo)參照表3選定。采區(qū)控制導(dǎo)線的主要技術(shù)指標(biāo)參照表4選定。

2.4礦區(qū)施工測量

地面建(構(gòu))筑物和井巷、露天礦工程施工中，應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的各種施工設(shè)計圖紙資料，將施工工程的設(shè)計位置標(biāo)定于現(xiàn)場，并進(jìn)行檢查測量。在施工測量前，應(yīng)熟悉設(shè)計圖紙，驗算與測量有關(guān)的數(shù)據(jù)，核對圖上的平面坐標(biāo)和高程系統(tǒng)、幾何關(guān)系及設(shè)計與現(xiàn)場是否相符等。

2.5礦區(qū)地表沉陷的監(jiān)測

開采沉陷監(jiān)測，采用工程測量上常用的儀器、方法和技術(shù)實時監(jiān)測地表、道路及其建(構(gòu))筑物上出現(xiàn)的移動變形，據(jù)此研究其定性、定量規(guī)律并提出開采沉陷預(yù)計方法，這是礦山開采沉陷工程中常用的方法。礦山開采沉陷工程的重要研究方法之一是現(xiàn)場實地監(jiān)測，測定巖土及其建(構(gòu))筑物上各測點在不同時刻的空間位置。而工程測量的目的和任務(wù)就是以測繪儀器和方法為手段，確定測點的空間位置并將其表示成數(shù)據(jù)形式或描繪在圖紙上。

3、礦山沉陷區(qū)測量的實施

由于礦山開采強度的增加，引起地表松動進(jìn)而破壞地表原有的地貌，引發(fā)大面積的沉陷，這就迫切地要求開展地表移動預(yù)計的研究工作。礦山開采沉陷引起的巖層和地表移動的過程非常復(fù)雜，它是地質(zhì)條件、水文條件、開采條件、地形條件等多種因素綜合影響的結(jié)果。要認(rèn)識這一復(fù)雜過程，主要的手段是在現(xiàn)場設(shè)立觀測站進(jìn)行實地觀測。

3.1沉陷區(qū)平面、高程控制測量廣泛收集測區(qū)及其附近已有的控制測量成果和地形圖資料，了解測區(qū)的行政劃分、社會治安、按照礦山測量相應(yīng)的規(guī)程規(guī)范，根據(jù)工程設(shè)計意圖及其對控制網(wǎng)的精度要求，擬定合理的布網(wǎng)方案，利用測區(qū)地形地物特點在圖上設(shè)計一個圖形結(jié)構(gòu)強的網(wǎng)。在通視良好、交通方便、地基穩(wěn)定且能長期保存的地方進(jìn)行選點埋石工作。交點或某一個控制點的平面坐標(biāo)和高程。觀測站與地面控制網(wǎng)連測后，應(yīng)對觀測站的各測點進(jìn)行開采前的最初2次全面觀測。

3.2沉陷區(qū)地表移動觀測站的監(jiān)測

3.2.1地表移動觀測站的布設(shè)原則

為詳細(xì)研究整個移動盆地，可設(shè)置網(wǎng)狀觀測站。地表移動觀測站，一般可設(shè)走向觀測線和傾斜觀測線各一條，二者應(yīng)垂直相交，如回采工作面的走向長度大于1.4H0+50m(式中H0為平均開采深度)，亦可設(shè)置2條傾斜觀測線，但至少應(yīng)相距50m，并且應(yīng)距開切眼或停采線0.7H以上。為了確定開采沉陷的預(yù)計參數(shù)和角度參數(shù)，獲得準(zhǔn)確、可靠、有代表性的觀測資料，在地表移動觀測站的布設(shè)中，應(yīng)遵循以下原則:

1)觀測線應(yīng)設(shè)在地表移動盆地的主斷面上;

2)設(shè)站地區(qū)在觀測期間不受鄰近開采的影響;

3)觀測線的長度要大于地表移動盆地的范圍;

4)觀測線上的測點應(yīng)有一定的密度;

5)觀測站的控制點要設(shè)在移動盆地范圍之外，埋設(shè)要牢固。

地表移動觀測站設(shè)計的目的就是要確定各觀測線的位置和長度。通常在工作面回采之前，或者工作面雖已回采，但還未波及觀測線，需要將在圖紙上設(shè)計好的觀測站標(biāo)定于實地。利用礦區(qū)內(nèi)的等級控制點，根據(jù)設(shè)計的角度和邊長，利用全站儀，首先標(biāo)定觀測線的控制點和走向觀測線與傾向觀測線的交點，然后依次標(biāo)定其他各個測點的位置。

3.2.2地表移動觀測站的觀測過程

連接測量。在觀測站各測點埋設(shè)好并固結(jié)后，在未被采動之前，為了確定觀測站與工作面之間的相互位置關(guān)系，需要將觀測站的某一控制點與礦區(qū)控制網(wǎng)之間進(jìn)行連接測量，以確定該觀測站控制點的平面坐標(biāo)和高程，全面測量在工作面開采前10～15d，應(yīng)對工作點進(jìn)行全面觀測，要求是:獨立觀測2次，2次

觀測時間間隔小于5d。限差是同一點坐標(biāo)、高程差小于10mm。全面測量一般包括測點的高程測量、各測點間的距離測量、各測點偏離觀測線方向的支距測量和地表特征狀況記錄與素描。高程測量可直接從觀測站控制點開始，按三等水準(zhǔn)測量的精度要求進(jìn)行。若觀測站兩端有控制點，可進(jìn)行附合水準(zhǔn)測量;若只有一端有控制點，則需進(jìn)行往返水準(zhǔn)測量(或閉合水準(zhǔn)測量)，經(jīng)平差后求得各測點的高程。當(dāng)觀測站地形起伏較大時，可進(jìn)行三角高程測量或GPS定位測量。距離測量用鋼尺測距離，不僅精度達(dá)不到要求而且費時費力，而利用全站儀或GPS直接測定出各測點的平面位置和高程，通過平面坐標(biāo)反算，確定各測點的支距和相鄰測點之間的距離。日常觀測一般包括巡視測量，加密水準(zhǔn)測量及地表變化特征的素描、攝影等。

4、結(jié)語

礦山開采沉陷中的關(guān)鍵工作是如何確定開采沉陷的預(yù)計參數(shù)，而利用智能的測量儀器和先進(jìn)的測繪技術(shù)布設(shè)礦區(qū)控制網(wǎng)并建立地表移動觀測站，是獲取開采沉陷參數(shù)的重要依據(jù)。通過建立地表移動觀測站定期觀測，再考慮工作面的布置和采煤方法等若干細(xì)節(jié)的影響，尋求該地區(qū)地表與巖層移動的預(yù)計方法和參數(shù)，掌握地表移動規(guī)律是很有必要的，而現(xiàn)代測繪技術(shù)在礦山的開采過程中發(fā)揮了不可替代的作用。

參考文獻(xiàn)

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