前言
煤炭开采必然伴随着发生围岩及地表移动和变形。各矿区的围岩及地表移动规律及有关参数具有地区特征,获取和积累有关围岩及地表移动的科学数据,是煤矿企业工程技术和有关业务主管部门的职责。每个矿区应有计划、有目的在开展上述科学实验与现场监测,综合分析,求取参数,总结规律,用于解决本矿区的开采沉陷问题。
生产矿井必须解决好建筑物下、铁路下、和水体下(简称“三下”)安全、合理地开采煤炭和留设保护煤柱的问题,必须开展地表和岩层移动的观测工作,掌握地表和岩层移动的基本规律。建立地表移动与变形观测站进行现场观测,是进行此项工作唯一有效的方法。
为解决煤矿开采过程中的地表沉陷问题,合理留设建筑物保护煤柱,获取煤矿开采中相关围岩及地表沉陷的科学数据,保证矿区的地面建筑保护、矿区土地复垦及生态环境恢复,缓解矿区工农矛盾,保证人民生命财产及煤矿的安全生产,在509工作面上方建立地表移动变形观测站,通过实地观测获取外业变形数据,经数据分析和综合研究,获取矿区地表移动变形规律及矿区开采沉陷参数。研究结论对解决矿区开采沉陷问题、保证矿区的可持续发展和解决矿区“三下”开采问题具有较重大的意义。
一、建设目标及地质概况
(一)建设目标
监测系统的目标是建设一套麻地梁煤矿地表沉降自动化监测信息系统,通过该系统对采掘工作面地表沉降的数据进行全天候实时监测、采集与传输。地表沉降自动化监测信息系统主要由分布式一体化智能监测点、无线传输系统、监测中心以及数据分析子系统四部分构成。通过开展沉降自动化监测工作,需要达到以下目的:
(1)采矿、地质条件与地表移动变形的关系;
(2)采掘活动对地表沉降影响的数据分析。
工作面监测点布置图-红色区域为沟壑区
二、监测方案设计
(一)监测点布置及控制坐标
根据工作面地质情况,依据监测系统方案设计原则,以满足煤矿地表自动化监测信息系统的需求为前提条件,对地质沉降监测方案进行设计。
(1)监测1号点情况简介
地表沉降监测1号点位于509工作面北侧距离工作面边界约103米的位置,周边有建筑物和公路。采掘活动必然对周边区域造成地质影响。通过该监测点能够对周边的不稳定边坡及建筑物沉降同时监测。达到降低监测成本,有效分析区域沉降。
(2)监测2号点情况简介
地表沉降监测2号点位于509工作面北侧靠近边坡的位置,工作面回采导致边坡沉降,对该区域影响较大。2号监测点位于509工作面内,距离507工作面较近,对507工作面采动后的稳定性分析及509工作面采动对边坡沉降影响进行有效监测。
(3)监测3号点情况简介
地表沉降监测3号点位周边沟壑纵横,周边边坡垂直高度大,坡度陡,易发生滑坡等地质灾害,通过该监测点对该区域进行有效监测。
(4)监测4号点情况简介
地表沉降监测4号点位于道路附近,与1号、2号、3号监测点形成一条纵贯工作面的监测线,周边沟壑纵横,周边边坡垂直高度大,坡度陡。通过现场踏勘,地表存在沉降及裂隙情况,土体较为松散,整体稳定性较大,后期工作面回采和气象环境等因素易导致地质沉降和滑坡等地质灾害,通过该监测点对该区域地表进行有效监测。
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