地下岩移监测在露天煤矿边坡研究中的应用

摘要：随着我国工业经济的飞速发展，在地下工程的进行中，破坏了岩石本身的内部力学平衡，从而导致地下岩矿发生位移，造成地面地形与地下岩部结构发生形变，产生极大的安全隐患，所以在露天煤矿边坡的开采中，地下岩移监测是非常重要的。文章探讨了地下岩移监测在露天煤矿边坡研究中的应用。

关键词：地下岩移监测；露天煤矿边坡；地下层面；岩移统计 ；滑坡

中图分类号：TD824 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）15-0107-02

在露天煤矿边坡的研究中，地下岩移监测是其重要的一个部分，在采掘工程过程中造成地表一定程度的损坏，使其地表下沉甚至塌陷，所以建立地下岩移监测是为了保护露天煤矿，避免开采带来影响。然后依据地下岩移监测仪器所监测的数据，对数据进行分析观测结果，并以科学的指导方式，掌握地下岩移的运动规律，为长期得到可靠且精确的相对变形数据和绝对变形数据，了解其产生的原因以及变化规律，也可采用地下变形监测系统，可见地下岩移观测系统在露天煤矿边坡研究中的重要性。

1 露天煤矿边坡与地下岩移监测

1.1 露天煤矿边坡

露天煤矿边坡是露天矿场的组成要素之一，又称为露天矿边帮，是由许多已经结束采掘工作的台阶所组成的总斜坡，相当于露天矿场四周的倾斜表面。其坡角是指与水平面的夹角，坡角分为端帮坡角、顶帮坡角和低帮坡角。若按边坡与矿体的空间相对位置来说，可分为端部边坡、下盘边坡以及上盘边坡，底部境界线是指边坡与底平面的交线，露天采场的地表境界线是指边坡与地表的交线。随着当代露天采矿技术的不断发展，露天矿境的开采进一步扩展，深度也越来越深，对坡边不安全因素也急剧增加，所以对于露天煤矿边坡的管理力度也是不断在加大的。

1.2 地下岩移监测

地下岩移监测是指通过仪器测量的方式，对地下岩体相对于稳当地层的位移速度、位移量以及方向，从而确定移动岩体滑移面与变形变化规律。在对地下开采过程时，容易使岩石内部出现一个采空区，造成岩石本身形态的变化，并在周围环境的作用下，受力发生位置的移动，引起地下岩体的重新排布，所以对这些因素要做好及时防范，地下岩移监测是必不可缺的，在露天煤矿边坡中起着重要的作用。

2 地下岩移监测在露天煤矿中的应用

2.1 地下岩移监测系统的建立

地下岩移监测系统的建立包括监测系统的埋设和构成、数据采集处理和分析以及参数的计算方法。地下岩移监测是由测试电缆、测试导槽管、二次测量仪、测斜仪提升装置、钻孔以及测斜仪构成。在实际操作中，其每一步都要做到严格的要求，从而确保地下岩移监测的建立。地下岩移监测系统的构成和埋设需要做到以下四点：（1）测试中要严格要求按深度标记和电缆上每隔半米仪器需下降一次，之后根据边坡变形情况确定监测周期，一般为期半个月左右；（2）测量导管在安装前必须进行孔的清洗，确保有清水流出才可，等到测量管插入地下时，用沙子和泥土进行填充并使其填充均匀严密；（3）在测试中要找准测斜仪输出值的正负方向，按规定测试好导槽管两对凹槽的方向；（4）在导管交接过程中，不能接错也不能扭曲。数据采集处理和分析中要注意在记录过程中避免出错，比如多记、少记、错记等，数据采集处理和分析是地下岩移监测中非常重要的一项工作措施，所以它的紧密型、规范性是不容出错的。参数方法是指根据某一数字比例，计算并反映出岩体内部变形区以及变形特征。

2.2 地下岩移监测的应用实例

地下岩移监测在露天煤矿边坡的应用实例有很多，以下简单列举三个：（1）运用数据采集处理和分析的实例，测试时传感器探头上导轮指向的方向，即数据处理时规定岩层主动移动的方向为A+，相反则为A-，A+顺时针旋转90度为负，反之逆时针为正。依据这一点，利用野外双向测斜仪进行测试时，通过电缆感器相接的二次仪器可以记录各孔A的方向，测量正反两方向的数值，再传输到桌面数据处理器中进行处理，以便观察和计算，但在数据监测处理之前要对数据进行检查，以确保其准确性，其检查的方式是利用A向正反方向测量之和是否在传感器标定的正确范围之内，如果在就是有效的，反之则是无效，若监测出是错误的，要立即进行检查，及时找出原因纠正避免之后再次发生错误。（2）对于参数方法，实例是依据相关公式计算其偏移值、水平位移、水平位移矢量和等，再利用数据处理软件来绘制深度位移的曲线图，并测量钻孔中某一位移速率历时曲线以及深度位移历时曲线。（3）为获得某岩矿地下岩移监控，根据其地下位移监测数据曲线图显示情况，选取曲线图的某些具有代表性的点，摘抄下来进行观察分析，以便进行岩移的统计，水平位移的测量包括两点，分别是露天煤矿边坡岩体滑移变形曲线特征以及露天煤矿边坡岩体松弛变形曲线特点，在地下岩移监测系统中可以看出其岩移程度，为确保其准确度进行了多次测量，对于XP5-1来说，出现在地面以下的最大位移点是距离地面8.5米处，位移累积达到将近600，此次测量截止日期是2012年9月10日，历时750天，计算日平均量大概为0.821，从绘制的曲线来看，曲线整体呈现弯弓形状，自上而下分布，向A+方向缓慢移动。

3 总结

露天煤矿边坡研究中，地下岩移监测在其中占据着一定的地理位置，通过对地下岩移监测的观察分析，了解地下层面的不稳定因素，确定不稳定边坡的滑坡类型以及滑移体变形破坏过程中的滑移方向与速度，从而做好预防措施，未雨绸缪，防止滑坡、坍塌事故的发生，在长期预测预报中提供切实可行的有利数据。本文主要根据个人，多年对地下岩移监测在露天煤矿边坡中应用的研究总结出的一些经验，希望可以对日后此方面的工作者以及研究者起到画龙点睛的作用，当然其中也存在着很多不足之处，比如关于精度方面的现实问题并不能很好地解决，希望研究者可以相互学习，相互进步，共同发展。

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作者简介：付钟（1987—），男，重庆人，新疆天池能源有限责任公司助理工程师，研究方向：露天矿地质测量应用、露天矿灾害防治。