张集煤矿工业广场沉降监测及数据分析

张集煤矿工业广场沉降监测及数据分析

摘要：本文对张集煤矿工业广场10年来的沉降观测结果进行分析研究，及时监测工广主要建（构）筑物的安全状况，为矿井安全生产提供基础保障。

关键词：工业广场沉降观测基岩标观测点下沉量

1、概况

淮南矿业集团张集煤矿位于安徽省淮南市凤台县境内，地处淮河平原，地势平坦，矿区为隐伏式煤田，煤系地层上覆盖巨厚松散层，厚约220m～380m；矿区含水层丰富。2001年8月投产，现整个矿井年生产能力已达到1300万吨，是安徽省首个千万吨级现代化特大型矿井。工业广场内主要建（构）筑物有主、副井、井架、煤仓等，它们对地面沉降和变形要求高，在工广范围内布设沉降观测网进行沉降观测，能够及时掌握井下开采及矿井疏水活动对地面沉降影响情况，实时监测工广主要建（构）筑物安全状况，研究地表沉降规律，及时消除安全隐患，为矿井安全生产提供基础保障。

2、观测基点的选择

要测地面沉降得先有个固定不变的基准，基准点的稳定是观测结果准确可靠的基本保障，基岩标是埋设与稳定基岩内的高程测量基准标志，具有稳定、可靠、永久等特点，是进行地面变形监测、高程控制测量的重要基准设施。基岩标是将稳定基岩体作为参照，通过标体构件，将其引至地面，从而使其成为测量基点，设立基岩标作为稳定与长期的测量基准，对于工程的沉降监控及减少测线长度，提高水准测量精度是至关重要的。

张集煤矿矿区松散层巨厚，该地层不稳定，把基准埋在松散层中，难免不稳定，只能把基准固定与松散层之下、基底岩石之上，我矿于2007年在张集矿中央区工广建立了一组基岩标（共2个），即N1（N2）、S1（S2），其中N1、S1为主（上）标高点，布设在基岩中，不受地面下沉影响，N2、S2为副（下）标高点，与地面同步下沉，基岩标建好后，从国家Ⅲ等水准点“皮庄北”、“张小楼”将绝对高程分别引测到基岩标上（按三等水准测量技术要求施测），两个基岩标作为沉降观测及工程施工的测量基准。

3、沉降观测点（网）布设及观测技术要求

3.1沉降观测点布设

工广沉降观测点布设在主副井井架、圆煤仓、绞车房四周，将铜桩分别埋设在主副井井架四个根基及圆煤仓四周混泥土内，外露2cm，用于立尺测量，观测点（网）布设位置及编号如工广沉降观测站布置图所示。

3.2观测技术要求

按四等水准测量技术要求施测，测量仪器采用WILDNA2-70372型水准仪及配套的木质双面因瓦尺正反面读数、后-前-前-后观测顺序进行观测，每次观测时，首先检查N1与S1是否附合，如无问题，再进行沉降观测,起算数据以N1、S1为准。

4、观测数据结果分析

2007年基岩标建成至今，我们每半年对工业广场进行一次沉降观测，目前已累计进行8次观测（观测结果如下表），分析观测结果，可看到2011年6月进行的第8次观测与2007年3月的首次测量成果比较，同一沉降观测点之间的高差为7mm～20mm之间（正值为下降）；相邻两次测量成果比较，同一沉降观测点之间的高差为1mm～3mm。

此外，2002年至2007年，沉降观测水准基点为DS1、S01、S02（S01、S02为2001年潘谢矿区三等水准点，DS1为按三等水准技术要求由“皮庄北”、“张小楼”施测获得的水准点），由于这些点布设在地面上，与地面同时下沉。在2007年基岩标建成后，由基岩标测得DS1、S01、S02标高，与之前标高对比，高差为26mm～35mm,即2007年以前工广地面下沉量为30mm。

说明：1、部分观测点有时由于现场原因无法测量；2、02年至07年地面（各观测站）下沉量按DS1、S01、S02三个点下沉量取平均值，即(35+30+26)/3=30mm

综合以上成果分析，2002年至今，工广下沉量为37mm～50mm,年平均下沉量为4.1mm～5.6mm ，每年的地面下沉均匀，各构筑物尤其是主副井筒四周布设的观测点下沉量基本相同，表明地面倾斜值小，说明井架井筒主要构筑物未发生明显变化。

5、结论

（1）选择的基准点一定要稳定可靠。

（2）工广下沉量小，下沉均匀，各构筑物四个方向观测点下沉量基本相同，倾斜值小，表明工广受采动影响较小，地面下沉主要受疏水活动影响，但疏水暂时未对工广构筑物造成破坏性影响，井筒、煤仓等安全生产基础运转安全。

（3）矿井工广各类保护煤柱留设合理。

参考文献：

［1］许延春，孙晓虎，喻怀君.临涣工业园区非采动沉降安全监测研究，《矿山测量》，2011第153期。

［2］龚士量.洋山深水港东海大桥基岩标结构设计，《水运工程》，2000年第8期。

［3］楼根达，陈湘生. 关于疏水沉降地层中井壁破坏问题，中国科学院上海冶金研究所; 材料物理与化学(专业) 博士论文2000年度。