導(dǎo)語：礦山測(cè)量在礦山安全生產(chǎn)的作用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：為了掌握煤礦開采過程中地表沉陷的規(guī)律，必須對(duì)開采沉陷進(jìn)行現(xiàn)場測(cè)量。分析了煤礦開采地表沉陷的原因、危害及測(cè)量方法，并探討了礦山測(cè)量對(duì)礦山安全生產(chǎn)的作用，可以為認(rèn)識(shí)礦山測(cè)量的重要性提供一定的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；地表沉陷；礦山測(cè)量；安全生產(chǎn)

中國煤礦多采用井工開采方法，在開采時(shí)通常采用垮落法管理頂板，這會(huì)引起工作面一定區(qū)域的地表發(fā)生下沉。若開采區(qū)域內(nèi)無人居住或沒有重要設(shè)施，則開采引起的地表沉陷可以忽略不計(jì)。然而，現(xiàn)在很多礦區(qū)都有一些重要的設(shè)施或村落，這就要求不得不考慮到開采沉陷的影響。在開采沉陷區(qū)內(nèi)，地表不均勻下沉?xí)?dǎo)致一些建筑物或設(shè)施出現(xiàn)破壞，影響其安全正常的使用。為了評(píng)估煤礦開采對(duì)地表建筑物及設(shè)施的影響程度，需要建立地表觀測(cè)站來測(cè)量地表的下沉，這主要通過礦山測(cè)量工作完成。本文分析了煤礦開采地表沉陷的原因、危害及測(cè)量方法，探討了礦山測(cè)量對(duì)礦山安全生產(chǎn)的作用。

1煤礦開采地表沉陷的原因危害及測(cè)量方法

1.1開采引起地表沉陷的原因分析。中國煤礦多采用井工開采，在井工開采時(shí)通常采用垮落法管理煤層頂板，即讓采空區(qū)上方的煤層頂板完全垮落填滿采空區(qū)。煤礦頂板垮落后不能完全填滿煤層開采所產(chǎn)生的空間，導(dǎo)致煤層上方的巖層發(fā)生運(yùn)動(dòng)。采空區(qū)上方的巖層可以分為垮落帶、冒落帶及彎曲下沉帶。隨著采空區(qū)面積的增大，巖層移動(dòng)的范圍也會(huì)增加。當(dāng)巖層移動(dòng)波及到地表時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)地表下沉。地表下沉值在采空區(qū)的中心處達(dá)到最大，隨著遠(yuǎn)離采空區(qū)，下沉值會(huì)呈現(xiàn)非線性遞減。地表下沉的不均勻特性，會(huì)引發(fā)一定的煤礦地質(zhì)災(zāi)害。地表下沉的劇烈程度與煤礦的開采方法、開采強(qiáng)度、開采深度及覆巖巖層的特性有很大的關(guān)系。圖1為煤礦開采沉陷示意圖。t.時(shí)間，d；x.開采范圍，m；y.下沉值，m。1.2地表沉陷引起的危害分析。若在地表沉陷區(qū)域內(nèi)有一些建筑物和設(shè)施，則這些建筑物與設(shè)施不可避免地會(huì)受到影響。不同設(shè)施的破壞形式可能表現(xiàn)得不同。對(duì)一些民房造成的損害，早期表現(xiàn)為墻體上出現(xiàn)1條或數(shù)條微小的裂縫。工作面與這些民房的水平距離越來越近時(shí)，房屋將因受到強(qiáng)烈的采動(dòng)影響而倒塌。而采煤對(duì)一些公共設(shè)施的威脅更大，例如公路、鐵路等。工作面穿過公路下方時(shí)，可能一段時(shí)間內(nèi)公路沒有出現(xiàn)明顯變化，但由于采空區(qū)的不穩(wěn)定性，可能在某一天公路會(huì)出現(xiàn)大面積塌陷，這會(huì)引起重大的交通事故。此外，地表沉陷有時(shí)會(huì)破壞巖層的完整性，導(dǎo)致巖層的隔水層被破壞。若工作面附近有大型水庫等水源，則水會(huì)順著裂縫流入到煤礦井下，輕則導(dǎo)致礦井工作面被淹沒，重則導(dǎo)致整個(gè)礦井被淹沒。因此，必須注意工作面的采動(dòng)影響范圍[1]。1.3地表沉陷的測(cè)量方法。為了掌握煤礦開采過程中地表沉陷的規(guī)律，必須對(duì)開采沉陷進(jìn)行現(xiàn)場測(cè)量。值得注意的是，由于地表沉陷的力學(xué)機(jī)制比較復(fù)雜，很難采用數(shù)值模擬方法進(jìn)行地表下沉預(yù)計(jì)?？紤]到地表沉陷過程中地表的位置會(huì)發(fā)生變化，在測(cè)量時(shí)需要預(yù)埋一定的標(biāo)記點(diǎn)。通常采用混凝土加一根鋼筋制成的水泥樁，其通常布置在工作面的走向，而且要等間距布置。礦山地表沉陷測(cè)量的主要目的是獲得開采沉陷區(qū)的地表下沉情況。每隔一段時(shí)間來測(cè)量水泥樁的位置和高程變化，可以采用水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量完成后，繪制工作面采空區(qū)上方對(duì)應(yīng)的地表下沉曲線等值線圖。通過等值線圖就可以對(duì)工作面開采的影響范圍做出合理的估計(jì)[2]。

2礦山測(cè)量工作對(duì)礦山安全生產(chǎn)的作用

2.1為地表沉陷災(zāi)害防治提供參考。開采沉陷是傳統(tǒng)煤礦開采中不可避免的。在過去，礦山開采區(qū)域多位于一些無人區(qū)域，人們對(duì)煤礦開采沉陷引起的地質(zhì)災(zāi)害并沒有重視。而現(xiàn)在，很多煤礦開采時(shí)會(huì)穿過一些居民生活區(qū)，這就要求不得不考慮地表沉陷帶來的影響。為了評(píng)估地表沉陷對(duì)地表建筑物及設(shè)施的影響，需要對(duì)地表變形進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于一些地表變形嚴(yán)重的區(qū)域，煤礦企業(yè)需要將其居民遷走，若不遷走，則居民的生命安全很容易受到威脅；而對(duì)于一些公共設(shè)施，例如公路、鐵路等，需要根據(jù)地表變形情況采取合適的保護(hù)措施。若采取的保護(hù)措施不夠，則很容易造成對(duì)一些設(shè)施不可逆轉(zhuǎn)的損害。因此，準(zhǔn)確的礦山測(cè)量有助于地表沉陷災(zāi)害防治，從而保證人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。2.2為地表沉陷區(qū)治理提供資料。為了提高土地資源的利用率，在煤層開采完成后，需要對(duì)開采沉陷區(qū)進(jìn)行治理，即土地復(fù)墾。土地復(fù)墾的主要目的是采用一些措施恢復(fù)煤礦開采沉陷區(qū)的生態(tài)環(huán)境。這個(gè)過程也屬于國家對(duì)煤礦企業(yè)的硬性要求，所有煤礦企業(yè)必須完成。在土地復(fù)墾之前，需要對(duì)沉陷區(qū)域的具體情況有詳細(xì)了解，例如沉陷區(qū)的貫穿裂縫情況、最大下沉點(diǎn)的位置等。基于這些信息可以采取一些針對(duì)性的措施，主要是對(duì)一些下沉區(qū)域進(jìn)行回填，使地表重新恢復(fù)平整。回填所用的土量需要根據(jù)實(shí)測(cè)的地表下沉量來進(jìn)行計(jì)算，這關(guān)系到土地復(fù)墾的治理成本。由此可見，地表沉陷測(cè)量可以為地表沉陷區(qū)治理提供一手可靠的資料。2.3為地表沉陷下沉值預(yù)計(jì)提供參數(shù)?？紤]到地表沉陷的影響范圍對(duì)煤礦開采十分重要，因此必須要對(duì)地表沉陷進(jìn)行測(cè)量。有時(shí)需在開采之前對(duì)地表下沉值進(jìn)行預(yù)計(jì)，這對(duì)工作面上方村莊和建筑物保護(hù)措施的選擇十分重要。然而由于煤礦開采沉陷的力學(xué)機(jī)理十分復(fù)雜，涉及過多的連續(xù)、非連續(xù)巖層參數(shù)的選擇問題，采用數(shù)值模擬方法很難準(zhǔn)確地對(duì)開采沉陷進(jìn)行預(yù)計(jì)。通常采用一些經(jīng)驗(yàn)方法來進(jìn)行地表沉陷下沉值的預(yù)計(jì)，在預(yù)計(jì)過程中只需要給定幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)即可。這些關(guān)鍵參數(shù)在同一個(gè)礦區(qū)基本上變化不大。因此，礦區(qū)內(nèi)其他工作面地表沉陷測(cè)量的數(shù)據(jù)可以為下個(gè)工作面地表沉陷的預(yù)計(jì)提供相應(yīng)參數(shù)[3-4]。

3結(jié)語

傳統(tǒng)采礦方法采用垮落法管理頂板，這不可避免地會(huì)出現(xiàn)煤礦開采沉陷區(qū)。地表沉陷的不均勻特性，使得其會(huì)產(chǎn)生一定的煤礦地質(zhì)災(zāi)害。地表沉陷的劇烈程度與煤礦的開采方法、開采強(qiáng)度、開采深度及覆巖巖層的特性有很大的關(guān)系。若在地表沉陷區(qū)域有一些建筑物和設(shè)施，則它們不可避免地會(huì)受到影響。不同設(shè)施的破壞形式可能表現(xiàn)得不同。為了掌握煤礦開采過程中地表下沉的規(guī)律，必須對(duì)開采沉陷進(jìn)行現(xiàn)場測(cè)量。值得注意的是，由于地表沉陷的力學(xué)機(jī)制比較復(fù)雜，很難采用數(shù)值模擬方法來進(jìn)行地表下沉值預(yù)計(jì)。礦山測(cè)量工作對(duì)于地表沉陷防治工作的重要性主要體現(xiàn)在為地表沉陷災(zāi)害防治提供參考、為地表沉陷區(qū)治理提供資料以及為地表沉陷下沉值的預(yù)計(jì)提供參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］李文.礦山測(cè)量對(duì)礦山安全生產(chǎn)的作用［J］.冶金管理，2020(5)：118-119.

［2］井春雨，韓冬冬.試析礦山測(cè)量對(duì)礦山安全生產(chǎn)的作用［J］.世界有色金屬，2019(23)：121-122.

［3］鄭曉宇.論礦山測(cè)量對(duì)礦山安全生產(chǎn)的作用［J］.世界有色金屬，2019(19)：123-124.

［4］王麗.論礦山測(cè)量對(duì)礦山安全生產(chǎn)的作用［J］.世界有色金屬，2019(18)：136.

作者:曹紅麗 單位:山西汾河焦煤股份有限公司