煤矿开采沉降观测技术及质量控制

2017-03-10赵锦锋胡发仑

环球市场 2017年3期

关键词：基准点观测点监测点

秦萌赵锦锋胡发仑

内蒙古上海庙矿业有限责任公司新上海一号煤矿

煤矿开采沉降观测技术及质量控制

秦萌赵锦锋胡发仑

内蒙古上海庙矿业有限责任公司新上海一号煤矿

随着社会的不断进步，物质文明的极大提高及建设设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，及超建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建(构)筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定，建设物、高耸构筑物、重要古建设物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。

煤矿工程；沉降观测；质量

在建设施工中应用沉降观测技术，有利于工程项目技术管理人员准确掌握科学、可靠的沉降参数，并且为设计部门提供详尽的地质资料，有效减少在建设施工中出现主体结构裂缝或破坏等质量问题，促使建设项目的安全性与使用年限达到国家相关检验标准。煤矿的开采利用，会造成地表的沉降、塌陷，从而导致建设物、道路等人工设施的严重损毁，大面积农田破坏，甚至生命财产的损失。因此，研究煤矿开采沉降观测技术及质量控制具有重要的理论和实践意义。

1 煤矿开采的沉降原因及分析

当矿区开采工作进行到一定的阶段，井下岩体的移动和破坏逐步波及到地表，使受采动影响的地表从原有的标高向下沉降，从而在采空区上方形成一个比采空区大得多的沉陷区域。沉陷区域改变了原有的地表形态，引起地表标高、水平位置发生变化，常用的定量表述这种变化的指标有：下沉、水平移动、倾斜、曲率、水平变形。地面的沉陷特征与稳定性状态都是随时间和空间而变化的，可将其概化为三个阶段：第一阶段发生在回采初期，采空区长宽尺寸较小，顶板上覆岩层的破坏形式自下而上分为冒落带、断裂带、弯曲带三个带；第二个阶段，随着采空区范围扩大，冒落带顶面不断向上移动，带宽加大，断裂带接近或达到地面，弯曲带消失；第三阶段随着采空区范围进一步扩大，采空区中心距四周边界超过某一临界值时，中心点上方的岩层将全部折断、垮落，形成冒落带，冒落带发育到地面，地面会出现最为严重的塌陷变形。以上三个阶段出现的地点、时间是由开采深度、采厚、采空区扩大的时间过程以及岩层的力学性质等多个方面共同决定的。

2 工程沉降观测技术

2.1 监测点布置原则

(1)监测点位置的确定应按规范、规定的要求并结合工程性质、地质条件、设计要求、施工特点、监测费用等因素综合考虑；(2)监测点应布置在具有代表性、变化可能性大的薄弱的工程结构部位；(3)在实施多个测点的布置，在时间上和空间上应该有机结合，力求使同一监测对象能完整、连续地反映出几何变化量，以便找出其内在的联系和变化规律，监测点应尽量成断面布置，以利数据处理和对比验证。

2.2 监测点位的布设

原有建筑物监测点布设原有建筑物一般每隔10m～15m或每隔1根～2根柱子设置一个监测点，该类监测点约为16个监测点。

扩建部分的监测点布设扩建部分亦采用框架结构，在以基桩为基础的框架结构监测对象上每隔1根～2根柱子设置监测点，该类监测点约为24个监测点。

2.3 固定沉降观测的路线

在本工程项目施工阶段的沉降观测中，工程技术人员根据不同位置的水准点，合理进行沉降观测路线的固定。沉降观测路线不但要满足观测的设计方案和埋设需求，而且要明确各观测点的具体方位和观测内容。在本工程的各工作点和沉降观测点之间，分别设立了相应的固定沉降观测网，并且在转点与镜点定位处之间进行木桩标记，其目的是确保在每次的沉降观测时都可以保持统一的路线，提升沉降观测结果的精度。

2.4 基准点和变形监测点设置

基准点、工作基准点设置。监测按二级工程监测要求进行；作业时要遵守由高级到低级、逐级加密的控制测量原则，按照基准点、工作基准点设置监测按二级工程监测要求进行；作业时要遵守由高级到低级、逐级加密的控制测量原则，基准点一般布设在离施工现场(2倍工程高度以上)安全稳定的地方，至少有3个点组成。沉降观测点的设置。根据沉降观测点布置图的设计点位，由施工单位在施工期间做入墙体内，设置时还需兼顾设在不受外界影响、便于施测、保证观测点精度、不影响正常使用的地方，故采用钢质标志埋入砼柱内(原建筑上的标志需打钻置入)，出露部分为监测点。

2.5 沉降观测精度的要求

根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级。再未有特殊要求情况下，一般性的高层建构筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求。我们在河北省交通培训中心工程施工过程中就采用二等水测量的观测方法。

各项观测指标要求如下：

①往返较差、附和或环线闭合差：△h=∑a-∑b≤ln，表示测站数。

(或△h=∑a-∑b≤1.0L，L表示观测路线距离)

②前后视距：≤30m

③前后视距差：≤1.0m

④前后视距累积差≤3.0m

⑤沉降观测点相对于后视点的高差容差：≤1.0m

⑥水准仪的精度不低于N2级别。