地下巖移監(jiān)測(cè)在露天煤礦邊坡研究中的應(yīng)用

摘要：隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在地下工程的進(jìn)行中，破壞了巖石本身的內(nèi)部力學(xué)平衡，從而導(dǎo)致地下巖礦發(fā)生位移，造成地面地形與地下巖部結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，產(chǎn)生極大的安全隱患，所以在露天煤礦邊坡的開(kāi)采中，地下巖移監(jiān)測(cè)是非常重要的。文章探討了地下巖移監(jiān)測(cè)在露天煤礦邊坡研究中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地下巖移監(jiān)測(cè)；露天煤礦邊坡；地下層面；巖移統(tǒng)計(jì) ；滑坡

中圖分類號(hào)：TD824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）15-0107-02

在露天煤礦邊坡的研究中，地下巖移監(jiān)測(cè)是其重要的一個(gè)部分，在采掘工程過(guò)程中造成地表一定程度的損壞，使其地表下沉甚至塌陷，所以建立地下巖移監(jiān)測(cè)是為了保護(hù)露天煤礦，避免開(kāi)采帶來(lái)影響。然后依據(jù)地下巖移監(jiān)測(cè)儀器所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析觀測(cè)結(jié)果，并以科學(xué)的指導(dǎo)方式，掌握地下巖移的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為長(zhǎng)期得到可靠且精確的相對(duì)變形數(shù)據(jù)和絕對(duì)變形數(shù)據(jù)，了解其產(chǎn)生的原因以及變化規(guī)律，也可采用地下變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可見(jiàn)地下巖移觀測(cè)系統(tǒng)在露天煤礦邊坡研究中的重要性。

1 露天煤礦邊坡與地下巖移監(jiān)測(cè)

1.1 露天煤礦邊坡

露天煤礦邊坡是露天礦場(chǎng)的組成要素之一，又稱為露天礦邊幫，是由許多已經(jīng)結(jié)束采掘工作的臺(tái)階所組成的總斜坡，相當(dāng)于露天礦場(chǎng)四周的傾斜表面。其坡角是指與水平面的夾角，坡角分為端幫坡角、頂幫坡角和低幫坡角。若按邊坡與礦體的空間相對(duì)位置來(lái)說(shuō)，可分為端部邊坡、下盤邊坡以及上盤邊坡，底部境界線是指邊坡與底平面的交線，露天采場(chǎng)的地表境界線是指邊坡與地表的交線。隨著當(dāng)代露天采礦技術(shù)的不斷發(fā)展，露天礦境的開(kāi)采進(jìn)一步擴(kuò)展，深度也越來(lái)越深，對(duì)坡邊不安全因素也急劇增加，所以對(duì)于露天煤礦邊坡的管理力度也是不斷在加大的。

1.2 地下巖移監(jiān)測(cè)

地下巖移監(jiān)測(cè)是指通過(guò)儀器測(cè)量的方式，對(duì)地下巖體相對(duì)于穩(wěn)當(dāng)?shù)貙拥奈灰扑俣?、位移量以及方向，從而確定移動(dòng)巖體滑移面與變形變化規(guī)律。在對(duì)地下開(kāi)采過(guò)程時(shí)，容易使巖石內(nèi)部出現(xiàn)一個(gè)采空區(qū)，造成巖石本身形態(tài)的變化，并在周圍環(huán)境的作用下，受力發(fā)生位置的移動(dòng)，引起地下巖體的重新排布，所以對(duì)這些因素要做好及時(shí)防范，地下巖移監(jiān)測(cè)是必不可缺的，在露天煤礦邊坡中起著重要的作用。

2 地下巖移監(jiān)測(cè)在露天煤礦中的應(yīng)用

2.1 地下巖移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立

地下巖移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立包括監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的埋設(shè)和構(gòu)成、數(shù)據(jù)采集處理和分析以及參數(shù)的計(jì)算方法。地下巖移監(jiān)測(cè)是由測(cè)試電纜、測(cè)試導(dǎo)槽管、二次測(cè)量?jī)x、測(cè)斜儀提升裝置、鉆孔以及測(cè)斜儀構(gòu)成。在實(shí)際操作中，其每一步都要做到嚴(yán)格的要求，從而確保地下巖移監(jiān)測(cè)的建立。地下巖移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成和埋設(shè)需要做到以下四點(diǎn)：（1）測(cè)試中要嚴(yán)格要求按深度標(biāo)記和電纜上每隔半米儀器需下降一次，之后根據(jù)邊坡變形情況確定監(jiān)測(cè)周期，一般為期半個(gè)月左右；（2）測(cè)量導(dǎo)管在安裝前必須進(jìn)行孔的清洗，確保有清水流出才可，等到測(cè)量管插入地下時(shí)，用沙子和泥土進(jìn)行填充并使其填充均勻嚴(yán)密；（3）在測(cè)試中要找準(zhǔn)測(cè)斜儀輸出值的正負(fù)方向，按規(guī)定測(cè)試好導(dǎo)槽管兩對(duì)凹槽的方向；（4）在導(dǎo)管交接過(guò)程中，不能接錯(cuò)也不能扭曲。數(shù)據(jù)采集處理和分析中要注意在記錄過(guò)程中避免出錯(cuò)，比如多記、少記、錯(cuò)記等，數(shù)據(jù)采集處理和分析是地下巖移監(jiān)測(cè)中非常重要的一項(xiàng)工作措施，所以它的緊密型、規(guī)范性是不容出錯(cuò)的。參數(shù)方法是指根據(jù)某一數(shù)字比例，計(jì)算并反映出巖體內(nèi)部變形區(qū)以及變形特征。

2.2 地下巖移監(jiān)測(cè)的應(yīng)用實(shí)例

地下巖移監(jiān)測(cè)在露天煤礦邊坡的應(yīng)用實(shí)例有很多，以下簡(jiǎn)單列舉三個(gè)：（1）運(yùn)用數(shù)據(jù)采集處理和分析的實(shí)例，測(cè)試時(shí)傳感器探頭上導(dǎo)輪指向的方向，即數(shù)據(jù)處理時(shí)規(guī)定巖層主動(dòng)移動(dòng)的方向?yàn)锳+，相反則為A-，A+順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度為負(fù)，反之逆時(shí)針為正。依據(jù)這一點(diǎn)，利用野外雙向測(cè)斜儀進(jìn)行測(cè)試時(shí)，通過(guò)電纜感器相接的二次儀器可以記錄各孔A的方向，測(cè)量正反兩方向的數(shù)值，再傳輸?shù)阶烂鏀?shù)據(jù)處理器中進(jìn)行處理，以便觀察和計(jì)算，但在數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)處理之前要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，以確保其準(zhǔn)確性，其檢查的方式是利用A向正反方向測(cè)量之和是否在傳感器標(biāo)定的正確范圍之內(nèi)，如果在就是有效的，反之則是無(wú)效，若監(jiān)測(cè)出是錯(cuò)誤的，要立即進(jìn)行檢查，及時(shí)找出原因糾正避免之后再次發(fā)生錯(cuò)誤。（2）對(duì)于參數(shù)方法，實(shí)例是依據(jù)相關(guān)公式計(jì)算其偏移值、水平位移、水平位移矢量和等，再利用數(shù)據(jù)處理軟件來(lái)繪制深度位移的曲線圖，并測(cè)量鉆孔中某一位移速率歷時(shí)曲線以及深度位移歷時(shí)曲線。（3）為獲得某巖礦地下巖移監(jiān)控，根據(jù)其地下位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)曲線圖顯示情況，選取曲線圖的某些具有代表性的點(diǎn)，摘抄下來(lái)進(jìn)行觀察分析，以便進(jìn)行巖移的統(tǒng)計(jì)，水平位移的測(cè)量包括兩點(diǎn)，分別是露天煤礦邊坡巖體滑移變形曲線特征以及露天煤礦邊坡巖體松弛變形曲線特點(diǎn)，在地下巖移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中可以看出其巖移程度，為確保其準(zhǔn)確度進(jìn)行了多次測(cè)量，對(duì)于XP5-1來(lái)說(shuō)，出現(xiàn)在地面以下的最大位移點(diǎn)是距離地面8.5米處，位移累積達(dá)到將近600，此次測(cè)量截止日期是2012年9月10日，歷時(shí)750天，計(jì)算日平均量大概為0.821，從繪制的曲線來(lái)看，曲線整體呈現(xiàn)彎弓形狀，自上而下分布，向A+方向緩慢移動(dòng)。

3 總結(jié)

露天煤礦邊坡研究中，地下巖移監(jiān)測(cè)在其中占據(jù)著一定的地理位置，通過(guò)對(duì)地下巖移監(jiān)測(cè)的觀察分析，了解地下層面的不穩(wěn)定因素，確定不穩(wěn)定邊坡的滑坡類型以及滑移體變形破壞過(guò)程中的滑移方向與速度，從而做好預(yù)防措施，未雨綢繆，防止滑坡、坍塌事故的發(fā)生，在長(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中提供切實(shí)可行的有利數(shù)據(jù)。本文主要根據(jù)個(gè)人，多年對(duì)地下巖移監(jiān)測(cè)在露天煤礦邊坡中應(yīng)用的研究總結(jié)出的一些經(jīng)驗(yàn)，希望可以對(duì)日后此方面的工作者以及研究者起到畫龍點(diǎn)睛的作用，當(dāng)然其中也存在著很多不足之處，比如關(guān)于精度方面的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題并不能很好地解決，希望研究者可以相互學(xué)習(xí)，相互進(jìn)步，共同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣文化.地下巖移監(jiān)測(cè)在露天煤礦邊坡研究中的應(yīng)

用[J].露天采礦技術(shù)，2005，（10）.

[2] 蔣文化.地下巖移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在露天煤礦邊坡穩(wěn)定研

究中的應(yīng)用[A].現(xiàn)代化露天開(kāi)采與可持續(xù)發(fā)

展—全國(guó)露天采礦技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].2005.

[3] 薄志毅.露天煤礦邊坡滑移變形預(yù)測(cè)理論及其應(yīng)用

研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2013.

[4] 王曉東.露天煤礦移動(dòng)變電站集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)初

探[J].科技傳播，2010，（19）.

[5] 趙浩，白潤(rùn)才.露天煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)研究[A].

全國(guó)礦區(qū)環(huán)境綜合治理與災(zāi)害防治技術(shù)研討會(huì)論文

集[C].2011.

作者簡(jiǎn)介：付鐘（1987—），男，重慶人，新疆天池能源有限責(zé)任公司助理工程師，研究方向：露天礦地質(zhì)測(cè)量應(yīng)用、露天礦災(zāi)害防治。