賈冬冬

（霍州煤電集團呂梁山煤電有限公司，山西 方山 033199）

店坪煤礦位于山西省呂梁市方山縣大武鎮(zhèn)王家莊村一帶, 井田地處晉西黃土高原，屬呂梁山中段西側(cè)的中山區(qū)，地形復(fù)雜，地貌類型以侵蝕的黃土梁、峁為主。本井田總體為不對稱向斜（中陽—離石向斜），并伴生次級短軸背斜及向斜。店坪煤礦核定年產(chǎn)量為260萬t。工業(yè)廣場內(nèi)與井下生產(chǎn)相關(guān)的重要建筑物有：提升機房、35kV變電站、6kV變電站、選矸樓、皮帶棧橋、筒倉、風(fēng)機房、污水處理站。

受回采影響，呂梁市某礦工業(yè)廣場大門外水泥地面產(chǎn)生一條小裂縫，落差達1cm。因此為了保障礦井安全生產(chǎn)，店坪煤礦編制了工業(yè)廣場重要建（構(gòu)）筑物沉降、變形觀測方案設(shè)計，以監(jiān)測工業(yè)廣場主要建（構(gòu)）筑物安全狀況，及時地消除隱患。

1 工業(yè)廣場沉降變形觀測方案的確立

根據(jù)沉降觀測點的實際觀測需求和《建筑變形測量規(guī)范》的規(guī)定，以及店坪煤礦工業(yè)廣場空間區(qū)域、井上下實際開采情況，選擇合適的觀測位置，保證能同時觀測到多個基準點和多個觀測點，做到等精度觀測，遂將待觀測區(qū)段分為A、B、C三個區(qū)域，每個區(qū)域觀測點相對集中，觀測線呈放射狀。為了保證每次觀測值的精度和可比性，每次沉降觀測都分別以各自區(qū)域的固定測站，后視點位，用全站儀進行觀測，每次可得X，Y，H三維坐標值，將觀測記錄輸入excel計算表中，對計算結(jié)果進行對比，分析建筑物是否發(fā)生沉降變形。

2 沉降變形基準點和觀測點的布置

2.1 基準點的建立

依照有關(guān)規(guī)范及施測范圍周邊的實際情況，選擇遠離沉陷范圍的工業(yè)廣場原有近井點DDPJ、DPJ1和DPJ2作為起算數(shù)據(jù)，引測控制點Y、W、Z作為起始觀測控制點。數(shù)據(jù)來源于2005年12月山西省第三地質(zhì)工程勘查院編制的《木瓜、店坪測區(qū)控制測量技術(shù)工作成果報告》，高程基準采用1985年國家高程基準系。這些E級GPS控制點，精度相當于四等三角測量點，見表1。

表1 近井點、控制點坐標與高程

2.2 觀測點的建立

布設(shè)沉降變形觀測點，根據(jù)觀測目的以及測區(qū)地形地貌，將觀測點安置在建筑物四周，這樣便于觀測，將全站儀專用反射片分別固定于建筑物四個根基或房屋四角、中點及筒倉四周穩(wěn)定的位置。依此編號并做好標志符號。標設(shè)時，盡量避開雨水管、窗臺線、暖水管等障礙物，以防影響觀測。觀測點位置見圖1，觀測點分布說明見表2。

表2 觀測點分布說明

3 測量儀器、觀測方法及精度要求

3.1 測量儀器的選擇

對于地表為丘陵地帶的礦區(qū)來說，周圍建筑物密集，高低錯落。日常觀測方法采用水準測量，按照四等精度的技術(shù)要求進行，工作量很大，測站多，測量精度也會受到一定的影響。本礦采用全站儀替代水準儀按照四等精度的技術(shù)要求進行沉降變形觀測。測量儀器采用瑞士徠卡TCR802型全站儀及配套的腳架、專用反射片和卷尺。

3.2 觀測方法

傳統(tǒng)的沉降變形觀測包括基準線法、角度交會法等，因地制宜，本礦使用三維坐標法來進行觀測。這種方法方便、靈活、高效、經(jīng)濟。首次觀測成果是計算沉降量的起始值，在觀測點布設(shè)不少于15d后進行第一次觀測。首次觀測需兩次觀測，其高程之差若在允許范圍之內(nèi)，則初始觀測最終結(jié)果是兩次觀測的平均值，否則必須再次測量，直到符合精度要求。

以A區(qū)域為例，在E級GPS點DPPJ2架好儀器整平對中，并量取儀器高，輸入全站儀，在觀測點處放好棱鏡，日常觀測具體步驟如下：

（1）將全站儀安設(shè)在控制點DPPJ2點后，后視DPPJ1點，輸入后視方位和DPPJ2點三維坐標，并記錄。

（2）量取棱鏡高，輸入全站儀，并記錄。然后采用方向觀測法依次測量各觀測點兩個測回，測得各觀測點的三維坐標，存儲于全站儀內(nèi)，備用。取平均值作為各觀測點的最終值。

3.3 觀測精度要求

要求觀測點的高程中誤差為±1.0mm, 相鄰觀測點高程中誤差為±0.5mm, 并使用全站儀替代四等水準測量要求進行施測。

4 沉降觀測周期和時間要求

根據(jù)規(guī)范要求，在建筑物基礎(chǔ)完成后進行第一次沉降觀測，作為起始值。以后每個月觀測一次，其觀測值與起始值比較、分析。井下每個綜采面開推、開采一半、開采結(jié)束各觀測一次。以后每個季度觀測一次。

5 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與精度評定

核對和復(fù)查外業(yè)觀測成果與起算數(shù)據(jù)；驗算各項限差，在確認全部符合“規(guī)定”要求時方可進行計算，然后每個測點兩個測回的四個三維坐標進行簡單的數(shù)據(jù)分析，取算術(shù)平均值作為本次測量的最終值。然后利用Excel計算表獲得各觀測點的本次變形量和累計變形量。觀測值中的超限誤差，除在觀測過程中嚴格作業(yè)、認真檢核隨時予以排除外，在變形分析中通過檢驗將判定含有粗差的觀測值予以剔除。內(nèi)業(yè)觀測成果計算和分析中的數(shù)字取位，沉降值精確到0.1mm，高程精確到0.1mm。

6 結(jié) 語

通過歷時一年的觀測，經(jīng)過數(shù)據(jù)對比分析，可以看出工業(yè)廣場建筑物沉降變形量較小，截至日前，開采沒有對工業(yè)廣場建筑物造成變形影響。同時也間接說明，工業(yè)廣場煤柱留設(shè)是合理安全的。

該項沉降變形觀測應(yīng)長期持續(xù)進行。如果發(fā)現(xiàn)某些觀測點損壞，要重新標定，將長期觀測的數(shù)據(jù)和回采推進度結(jié)合起來對比分析研究。