子陵鋪石膏礦段地面塌陷分析與監(jiān)測(cè)預(yù)警研究

盧開(kāi)華, 蘇 宏, 劉先武

(1.荊門(mén)市國(guó)土資源局,湖北 荊門(mén) 448000; 2.湖北省地質(zhì)局 第八地質(zhì)大隊(duì),湖北 襄陽(yáng) 441002)

子陵鋪石膏礦段地面塌陷分析與監(jiān)測(cè)預(yù)警研究

盧開(kāi)華1, 蘇 宏1, 劉先武2

(1.荊門(mén)市國(guó)土資源局,湖北 荊門(mén) 448000; 2.湖北省地質(zhì)局 第八地質(zhì)大隊(duì),湖北 襄陽(yáng) 441002)

荊門(mén)子陵鋪石膏礦段面積3.54 km2,形成采空區(qū)1.202 km2,累計(jì)發(fā)生地面塌陷23次,塌陷面積達(dá)0.157 4 km2。通過(guò)對(duì)該礦段四干渠分水閘周邊地面塌陷區(qū)的形態(tài)規(guī)模、變形特征、形成因素、破壞模式分析和發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè),提出該區(qū)域采空區(qū)綜合治理和地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害防治監(jiān)測(cè)預(yù)警的措施和方法,在實(shí)際運(yùn)用中取得良好效果。

石膏礦;采空區(qū);地面塌陷;監(jiān)測(cè)預(yù)警

荊門(mén)市子陵鋪石膏礦段總面積3.54 km2,采空區(qū)面積1.202 km2,累計(jì)發(fā)生地面塌陷23起,塌陷總面積0.157 4 km2,未造成人員傷亡。2010年石膏礦關(guān)閉后,地方政府采取“禁止居住、禁止通行、禁止耕種、禁止養(yǎng)殖、禁止生產(chǎn)”措施,對(duì)采空區(qū)實(shí)行全封閉管理,將地表65家農(nóng)戶(hù)和2家企業(yè)搬遷避讓,開(kāi)展了四干渠采空區(qū)地質(zhì)勘查和分水閘塌陷區(qū)應(yīng)急修復(fù)等工程,建立了完整的地面塌陷監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,地質(zhì)災(zāi)害防治工作取得初步成效。

1 地質(zhì)環(huán)境特征

1.1 地理位置

子陵鋪礦段位于荊門(mén)市以北5～10 km處,屬東寶區(qū)子陵鋪鎮(zhèn)轄區(qū),為荊門(mén)城市近郊。礦段南北長(zhǎng)3.5 km,東西寬1.9 km,東側(cè)有焦柳鐵路、207國(guó)道經(jīng)過(guò),鄉(xiāng)村公路縱貫全區(qū),交通便利。

1.2 地形地貌

礦段處于丘陵與漢江平原過(guò)渡地形帶,屬低緩丘陵地貌區(qū),總體地勢(shì)為西北高、南東低。區(qū)內(nèi)溝谷寬緩,丘脊渾圓,丘高在15～20 m,邊坡角一般<25°。地表植被較發(fā)育,主要以旱地農(nóng)作物為主,少量林地及荒地。

1.3 氣象水文

該區(qū)域?qū)儆趤啛釒嘏撅L(fēng)型氣候,氣候適宜,雨量充沛。區(qū)域年平均氣溫16℃左右,最低氣溫-14℃,最高氣溫40℃。境內(nèi)雨量充沛,年平均降雨量987 mm,歷年降雨量980～1 274 mm。

1.4 地層巖性

該區(qū)域?qū)傩氯A夏系第二沉降帶—江漢盆地西緣,地層由老到新為泥盆系、石炭系、二疊系、白堊系、第三系及第四系,缺失侏羅系、三疊系[1]。第四系(Q)主要為場(chǎng)坡積物和沖積物等,由粉砂質(zhì)粘土、含碎石粉質(zhì)粘土、腐殖土及人工植土組成。第三系夾馬槽組(Ejm)頂部為粉砂巖、細(xì)砂巖與粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖互層,具水平層理及交錯(cuò)層理;中上部以層狀鈣質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖為主,夾泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖;下部以粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主,夾細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖。白堊系上統(tǒng)跑馬崗組(K2p)分為革集亞組和木店亞組,革集亞組又分為石膏山段、橋坡段兩個(gè)巖性段;石膏山段為礦區(qū)內(nèi)主要含膏巖系,平均厚度171.86 m。

1.5 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造主要為南漳—荊門(mén)斷裂,斷裂呈北北西向發(fā)育,長(zhǎng)約170 km,斷層面傾向東,傾角約65°～87°,斷裂性質(zhì)較為復(fù)雜,屬多期復(fù)合性斷裂。該斷裂構(gòu)造大致從塌陷區(qū)西側(cè)約3 km處經(jīng)過(guò),受其影響子陵鋪礦段地層在近東西向壓扭構(gòu)造應(yīng)力作用下,拖褶形變?yōu)橐粋€(gè)平緩的向斜構(gòu)造。

1.6 水文地質(zhì)條件

區(qū)域?yàn)榍鹆甑匦?溝谷寬緩,地表松散層全區(qū)分布,植被不發(fā)育,為降雨提供有利入滲條件。地下水主要由大氣降雨補(bǔ)給,地表水入滲后沿巖石裂隙、構(gòu)造帶及巷道進(jìn)入采空區(qū)。采空區(qū)底板為粉砂質(zhì)泥巖,厚度較大、層位穩(wěn)定、透水性差、礦山開(kāi)采對(duì)底板巖層破壞較小、區(qū)域向斜構(gòu)造易于采空區(qū)儲(chǔ)水,礦坑內(nèi)地下水生產(chǎn)期間以人工方式抽排至地表,礦山關(guān)停后礦坑地下水匯集后形成老窯積水。

2 礦山現(xiàn)狀

2.1 礦山概況

子陵鋪礦段石膏礦建于20世紀(jì)80年代初,生產(chǎn)期間主要開(kāi)采Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ膏層,埋深40～120 m,采用斜井開(kāi)拓,房柱法采礦,預(yù)留石膏層為護(hù)頂層,礦房之間預(yù)留礦柱,爆破落礦。Ⅹ膏層礦房要素為:礦房沿走向布置,長(zhǎng)40～60 m,寬6～8 m,礦柱為4 m×10 m不連續(xù)礦柱;采空區(qū)頂部預(yù)留1～3 m石膏層為護(hù)頂層,開(kāi)采高度一般為6～12 m[2]。

2.2 采空區(qū)特征

子陵鋪礦段采空區(qū)面積1.202 km2,占礦段面積的34%,采空區(qū)大致呈南北向分布于礦區(qū)中部及東北部一帶,南北長(zhǎng)約2 400 m,東西寬約1 500 m。礦山采空區(qū)規(guī)模如表1所示。

表1 礦山采空區(qū)規(guī)模一覽表

3 地面塌陷

3.1 地面塌陷統(tǒng)計(jì)

子陵鋪礦段累計(jì)發(fā)生地面塌陷23起。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可見(jiàn),石膏礦生產(chǎn)期間,塌陷8次,占塌陷面積15%;停產(chǎn)后2—3年為地面塌陷高發(fā)期,塌陷14次,占塌陷面積82%;后期地面塌陷逐步變緩。年度地面塌陷規(guī)模如表2所示。

3.2 典型案例分析

就2013年“10·23”新橋礦地面塌陷典型案例進(jìn)行分析。

3.2.1 塌陷時(shí)間及位置

2013年10月23日,新橋礦四號(hào)井發(fā)生地面塌陷,塌陷區(qū)集中分布在漳河四干渠分水閘周邊。

3.2.2 形態(tài)規(guī)模及特征

調(diào)查核定,塌陷區(qū)面積16 221 m2,屬小型地面塌陷規(guī)模。塌陷區(qū)域以四干渠分水閘為中心,發(fā)育有3處塌陷坑(TX1、TX2、TX3)。

表2 年度地面塌陷區(qū)規(guī)模統(tǒng)計(jì)表

TX1塌陷區(qū)平面呈近東西向橢圓形,面積9 467 m2,沿分水閘及東干渠發(fā)育,受多條南北向拉張裂縫控制,東西長(zhǎng)142 m;南北邊界沿東干渠各向外延伸20～50 m不等,南北寬81 m。塌陷區(qū)南北向剖面呈現(xiàn)渠道兩側(cè)變形不均一性,北側(cè)緩傾連續(xù)變形,南側(cè)2級(jí)階梯型地形跌落。變形特征表現(xiàn)為:

(1) 拉張裂縫。塌陷區(qū)外圍分布有弧狀拉張裂縫群,主要集中發(fā)育于東干渠東側(cè)邊緣及南干渠塌陷所處區(qū)范圍內(nèi),裂縫一般延伸長(zhǎng)約10～25 m,縫寬約0.2～0.5 m,最大可視深度>3 m。

(2) 建筑變形。塌陷中心點(diǎn)渠道南岸呈明顯的梯級(jí)地形跌落及傾斜破壞,最外圍跌落陡坎高差達(dá)3 m,造成磊鑫公司原民工居住房(已拆遷)部分傾倒損毀,面積約100 m2;塌陷造成分水閘附近渠道及橋梁產(chǎn)生裂縫12處,最大寬度約10 cm;塌陷區(qū)內(nèi)村路、橋梁發(fā)生多處沉陷、拉裂等變形,變形受損段長(zhǎng)約198 m(圖1)。

圖1 東干渠中心沉降區(qū)(TX1)Fig.1 Collapse area (TX1) of central settlement area of eastern main canal

TX2塌陷坑位于四干渠分水閘北25 m處,渠道中央形成一個(gè)近圓形塌陷坑,塌陷坑口直徑約24 m,坑底直徑約5 m,剖面形態(tài)呈漏斗狀,塌陷變形影響范圍約466 m2。塌陷深度約15 m,塌陷內(nèi)壁傾斜角度>50°,坑底可見(jiàn)積水。塌陷坑南側(cè)渠底形成5條牽引拉張裂縫依序向坑中央跌落,東側(cè)靠近礦區(qū)公路部分塌落呈近直立狀,對(duì)公路造成牽引變形(圖2)。

圖2 北干渠塌陷坑(TX2)Fig.2 Collapse crater (TX2) of northern main canal

TX3塌陷坑位于四干渠分水閘西約40 m處的農(nóng)田中,塌陷坑呈圓桶狀,直徑約6 m,面積約20 m2,深度約10 m,坑壁呈直立狀,塌陷坑內(nèi)巖土體松散,初期處于不穩(wěn)定狀態(tài)(圖3)。

圖3 東干渠北側(cè)塌陷坑(TX3)Fig.3 Collapse crater (TX3) of eastern main canal

3.2.3 成因及模式分析

(1) 影響因素。①采礦活動(dòng):根據(jù)勘查開(kāi)采資料分析,塌陷區(qū)域開(kāi)采高度8～12 m,距地表深度約85 m,采空區(qū)是引發(fā)地面塌陷的基礎(chǔ)條件。②地層巖性:區(qū)域內(nèi)礦層頂板主要以第三系及白堊系新近沉積地層為主,巖層膠結(jié)度較差,力學(xué)強(qiáng)度低,巖石含泥成分較高,自身工程地質(zhì)條件較差,極易發(fā)生巖層變形。③地下水作用:由于石膏具遇水軟化特征,采空區(qū)上覆巖層破壞后形成良好導(dǎo)水特征,礦山關(guān)停后礦坑積水,礦柱受到長(zhǎng)期浸泡和軟化,降低了礦柱本身支撐能力[3]。

(2) 模式分析。地面塌陷破壞形式大致可歸納為應(yīng)力拱漸進(jìn)式破壞及構(gòu)造控制突發(fā)型破壞兩種模式[4]。

① 應(yīng)力拱漸進(jìn)式破壞。采空區(qū)形成后覆巖應(yīng)力作用主要集中于礦柱及圍巖體上,形成復(fù)合應(yīng)力拱結(jié)構(gòu)。石膏礦關(guān)停后采空區(qū)充水,礦柱遇水軟化,在長(zhǎng)期承受 “內(nèi)應(yīng)力拱”傳遞的懸空頂板重力作用下,礦柱承載能力逐漸失效,“內(nèi)應(yīng)力拱”不斷合并抬升直至與采場(chǎng)兩側(cè)圍巖的“外應(yīng)力拱”重合,導(dǎo)致采場(chǎng)上方覆巖沿內(nèi)、外應(yīng)力拱重合處斷裂,形成地表塌陷。TX1正是屬于此類(lèi)破壞模式,該類(lèi)型塌陷形成的塌陷區(qū)往往面積較大,中心區(qū)域整體沉陷,外圍形成拉張裂縫群,塌陷深度相對(duì)較小。

② 構(gòu)造控制型破壞。在巖石節(jié)理、裂隙較為發(fā)育的采空區(qū)域,當(dāng)采空區(qū)發(fā)生小范圍變形或受周邊塌陷震動(dòng)影響時(shí),巖石節(jié)理裂隙結(jié)構(gòu)面得到進(jìn)一步擴(kuò)張,巖石逐漸被切割,巖體間相互作用力降低,重力作用下切割巖體易形成整體塌落。該類(lèi)型塌陷通常發(fā)育于單個(gè)礦房?jī)?nèi),周邊礦柱保存較完好,如此次發(fā)生的TX2與南側(cè)TX3相隔最近僅6 m,卻能保持兩個(gè)變形范圍相互獨(dú)立。該類(lèi)型塌陷往往突發(fā)性強(qiáng)、塌陷深度較大,地表形成破壞的面積相對(duì)較小,多形成單坑零星塌陷(TX3)或發(fā)育在塌陷區(qū)邊緣一帶(TX2),塌陷形態(tài)一般由表層厚度決定,厚度較大時(shí)形成漏斗狀,厚度較小時(shí)形成圓筒狀。

3.3 塌陷趨勢(shì)預(yù)測(cè)

2012—2014年子陵鋪礦段地面塌陷處于高發(fā)期,目前有所減緩。由于采空區(qū)形成時(shí)間較早,后期未充填處置,特別是礦山關(guān)停后采空區(qū)大量積水,礦柱浸泡軟化,頂板應(yīng)力重新分布,在長(zhǎng)期重力作用下地面塌陷變形仍有較大的發(fā)展空間。對(duì)于四干渠分水閘段,礦山開(kāi)采時(shí)留設(shè)了保安礦柱,后期對(duì)分水閘底部采空區(qū)進(jìn)行了充填處理,預(yù)測(cè)后續(xù)殘余變形對(duì)分水四干渠閘設(shè)施影響不大。

3.4 塌陷防治措施

3.4.1 防災(zāi)宣傳

對(duì)周邊群眾定期開(kāi)展防災(zāi)宣傳和應(yīng)急演練,發(fā)放“防災(zāi)明白卡”和“防災(zāi)避險(xiǎn)明白卡”,告知群眾臨災(zāi)避險(xiǎn)撤離路線(xiàn)和安全轉(zhuǎn)移地點(diǎn),提高廣大群眾防災(zāi)避險(xiǎn)能力和水平。

3.4.2 巡查監(jiān)測(cè)

石膏礦關(guān)停后,在礦山企業(yè)地質(zhì)災(zāi)害防治責(zé)任主體缺失的情況下,區(qū)、鎮(zhèn)兩級(jí)政府承擔(dān)了地面塌陷監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的主體責(zé)任。國(guó)土部門(mén)重新明確采空區(qū)巡查、監(jiān)測(cè)及預(yù)警責(zé)任單位、責(zé)任人和監(jiān)測(cè)員,組成專(zhuān)班定期開(kāi)展采空區(qū)地面巡查。在塌陷區(qū)變形階段和四干渠灌溉期間,實(shí)行24小時(shí)輪班巡查和值守,一旦發(fā)現(xiàn)異常,迅速預(yù)警并上報(bào)。

3.4.3 治理修復(fù)

針對(duì)2013年“10·23”地面塌陷,當(dāng)?shù)卣M織實(shí)施應(yīng)急搶險(xiǎn)修復(fù)治理工程。主要是先期對(duì)四干渠分水閘塌陷區(qū)裂縫進(jìn)行處理,然后對(duì)地表進(jìn)行回填和壓實(shí),再用粘土回填成梯形斷面,鋪設(shè)兩布一膜進(jìn)行防滲處理,表層現(xiàn)澆C20鋼筋網(wǎng)片混凝土護(hù)砌,保障了四干渠春后正常灌溉。

4 監(jiān)測(cè)預(yù)警

2012年子陵鋪石膏礦段地面塌陷被納入全省地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)隱患點(diǎn)管理,省廳下達(dá)了地質(zhì)災(zāi)害防治專(zhuān)項(xiàng)補(bǔ)助經(jīng)費(fèi),委托專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工,采用宏觀監(jiān)測(cè)與GPS位移監(jiān)測(cè)方法開(kāi)展監(jiān)測(cè)預(yù)警工作。

4.1 宏觀監(jiān)測(cè)

宏觀監(jiān)測(cè)采用線(xiàn)路法、追蹤法進(jìn)行宏觀巡查,在地表拉裂縫及建筑敏感部位設(shè)置簡(jiǎn)易觀測(cè)點(diǎn)。

4.1.1 宏觀巡查

宏觀巡查由熟悉礦區(qū)且具備一定地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)、責(zé)任心強(qiáng)的人員,定期對(duì)礦山采空區(qū)展開(kāi)巡查,對(duì)地表出現(xiàn)的異常變化進(jìn)行觀測(cè);根據(jù)礦山采空區(qū)及塌陷區(qū)分布特點(diǎn),兼顧整個(gè)礦山采空區(qū)巡查為原則,巡查主路線(xiàn)設(shè)定為3條,沿進(jìn)入礦區(qū)的3條主干道進(jìn)入監(jiān)測(cè)區(qū),線(xiàn)路以“S”形路線(xiàn)布置,將渠道和道路作為重點(diǎn),兼顧周邊民房進(jìn)行巡查。宏觀巡查人員分為三組,每組2人,分區(qū)段徒步進(jìn)行巡查,設(shè)計(jì)巡查主線(xiàn)路長(zhǎng)約15 km。

4.1.2 簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)

重點(diǎn)區(qū)域建立簡(jiǎn)易觀測(cè)點(diǎn),采用追蹤與區(qū)域搜尋的方法進(jìn)行深度觀察,主要采用皮尺、鋼尺等簡(jiǎn)易測(cè)量工具開(kāi)展監(jiān)測(cè),由專(zhuān)職監(jiān)測(cè)人員完成。首先主要將近3年來(lái)未經(jīng)回填處理的塌陷區(qū)邊緣可視拉裂縫作為主要設(shè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象,觀測(cè)裂縫選擇塌陷區(qū)外緣1～2級(jí)裂縫為宜,測(cè)樁距離2～5 m。塌陷區(qū)裂縫監(jiān)測(cè)視塌陷體規(guī)模大小及裂縫發(fā)育程度等綜合布點(diǎn),一般設(shè)計(jì)布點(diǎn)為1～3個(gè)裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)。其次對(duì)巡查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的新的地表拉裂縫進(jìn)行監(jiān)測(cè),民房以墻體裂縫為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象。宏觀監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)塌陷區(qū)簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)點(diǎn)40個(gè)(塌陷區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)15個(gè)、地表建筑物裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)15個(gè)、新的裂縫監(jiān)測(cè)點(diǎn)10個(gè))。

4.2 專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)

專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)以GPS三維精密位移監(jiān)測(cè)為主,根據(jù)采空區(qū)的分布特點(diǎn)及工程布控原則,建立區(qū)域平面監(jiān)測(cè)控制網(wǎng),采用GPS技術(shù)對(duì)各測(cè)點(diǎn)水平和垂直向量上的位移變化進(jìn)行定時(shí)監(jiān)測(cè),將階段數(shù)據(jù)匯總分析,對(duì)采空區(qū)變化趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析與預(yù)報(bào)[5]。

4.2.1 工作原理

采用雙星雙頻GPS位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)接收各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的三維空間數(shù)據(jù),系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算GPS監(jiān)測(cè)點(diǎn)三維坐標(biāo)變化數(shù)值,從而獲得測(cè)點(diǎn)的變形量。

GPS三維精密位移監(jiān)測(cè)方法具有布點(diǎn)靈活、施測(cè)方便的特點(diǎn),不受通視、氣候等綜合環(huán)境條件限制,全天候24小時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)采用單歷元高精度算法,解算過(guò)程無(wú)需人工干預(yù),設(shè)備在輸出原始數(shù)據(jù)同時(shí)備份循環(huán)存儲(chǔ),保證了數(shù)據(jù)安全。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)支持瞬變和徐變兩種模式,兼容性強(qiáng),高精度解算結(jié)果直接寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù),接收機(jī)支持遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)、在線(xiàn)升級(jí),操作和管理方便。

4.2.2 工程布置

專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)由監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)及采空區(qū)地面變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)組成,采用GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方案,整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)布置1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn),基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在采空區(qū)以外不小于200 m的穩(wěn)定地段。根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象的重要程度,監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要布置在四干渠及礦區(qū)道路周邊,同時(shí)兼顧目前尚未塌陷的金陵礦大面積采空區(qū),合計(jì)布置10個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn),通過(guò)檢測(cè)獲取各測(cè)點(diǎn)的水平以及垂直變形量(專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置分布如圖4所示)。

圖4 子陵鋪石膏礦段專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布圖Fig.4 Distribution map of professional monitoring point of Zilingpu gypsum ore section

4.2.3 預(yù)警設(shè)置

(1) 一級(jí)預(yù)警值:水平方向上連續(xù)5天內(nèi)日平均位移速率≥1 mm/d且位移方向基本一致;5日累計(jì)位移≥6 mm,期間日平均位移速率≥0.5 mm/d且位移方向一致并未見(jiàn)收斂。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。

(2) 二級(jí)預(yù)警值:水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率≥1.5 mm/d且位移方向基本一致;5日累計(jì)位移≥9 mm、期間日平均位移速率≥0.8 mm/d且位移方向一致并未見(jiàn)收斂。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。

(3) 三級(jí)預(yù)警值:水平方向上連續(xù)5天日平均位移速率≥2 mm/d且位移方向基本一致;5日累計(jì)位移≥15 mm、期間日平均位移速率≥1 mm/d且位移方向一致并未見(jiàn)收斂。垂直方向上按水平方向的2倍值控制。

4.2.4 數(shù)據(jù)分析

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置完畢后,點(diǎn)擊GNSS 主界面啟動(dòng)項(xiàng),系統(tǒng)開(kāi)始自動(dòng)進(jìn)行變形數(shù)據(jù)信息解算,形成各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的變形量曲線(xiàn)圖,可實(shí)時(shí)讀取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)數(shù)據(jù)和變化值。定期對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯總和分析,掌握各監(jiān)測(cè)點(diǎn)所含區(qū)域的地面變形狀況,預(yù)測(cè)區(qū)域變形發(fā)展趨勢(shì)。

4.3 監(jiān)測(cè)周期

4.3.1 宏觀監(jiān)測(cè)周期

根據(jù)目前地面塌陷逐步減緩的實(shí)際,設(shè)定常規(guī)宏觀巡查周期為1次/5d,雨季適當(dāng)加密;地面塌陷變形、四干渠灌溉期間1次/d。簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)的周期宏觀巡查周期同步。

4.3.2 專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)周期

(1) 監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)由1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成,每半年復(fù)測(cè)一次,當(dāng)對(duì)變形監(jiān)測(cè)成果發(fā)生懷疑時(shí),應(yīng)隨時(shí)檢核監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)網(wǎng)。

(2) 變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)周期根據(jù)監(jiān)測(cè)體的變形特征、變形速率、觀測(cè)精度和工程地質(zhì)條件等因素綜合確定,監(jiān)測(cè)期間可依據(jù)變形量適當(dāng)調(diào)整。

4.4 結(jié)論建議

由于大面積采空區(qū)工程治理存在費(fèi)用高、施工難、周期長(zhǎng)等問(wèn)題,子陵鋪礦段采取的“監(jiān)測(cè)預(yù)警+塌陷區(qū)應(yīng)急修復(fù)”相結(jié)合方法進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害防治十分必要。監(jiān)測(cè)預(yù)警工程采取宏觀監(jiān)測(cè)與專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)并舉方式,設(shè)計(jì)巡查線(xiàn)路15 km,簡(jiǎn)易監(jiān)測(cè)點(diǎn)40個(gè),專(zhuān)業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)10個(gè)。監(jiān)測(cè)預(yù)警工程是一個(gè)系統(tǒng)性項(xiàng)目工程,應(yīng)建立完善的信息互通平臺(tái),確保行政部門(mén)、技術(shù)機(jī)構(gòu)和實(shí)施單位等對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息及時(shí)整理分析和運(yùn)用,使整個(gè)監(jiān)測(cè)工程靈活機(jī)動(dòng),以便客觀、科學(xué)的對(duì)子陵石膏礦采空區(qū)實(shí)行監(jiān)測(cè)。

5 結(jié)語(yǔ)

子陵鋪石膏礦段地處荊門(mén)城市近郊,地理位置優(yōu)勢(shì)明顯。由于石膏礦開(kāi)采歷史久遠(yuǎn),采空區(qū)面積大、危害程度高,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)赝恋鼐C合利用和城市空間的拓展。荊門(mén)市政府高度重視采空區(qū)綜合治理工作,多方爭(zhēng)取和籌措資金對(duì)四干渠等重點(diǎn)區(qū)域?qū)嵤┕こ讨卫?積極開(kāi)展采空區(qū)地面塌陷監(jiān)測(cè)預(yù)警,既保障人民財(cái)產(chǎn)安全,又為該區(qū)域土地綜合利用提供了技術(shù)保障。

[1] 徐明華,韓中央,潘曉官,等.荊門(mén)市革集—子陵鋪礦區(qū)子陵鋪礦段曾廟石膏礦地質(zhì)普查報(bào)告[R].襄樊:湖北省鄂西北地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所,2007.

[2] 劉可早,田繼喜,許志東,等.荊門(mén)市新橋?qū)崢I(yè)有限公司石膏礦開(kāi)發(fā)利用方案[R].武漢:武漢理工大設(shè)計(jì)研究院非金屬礦所,2006.

[3] 李海兵,陳紅艷,常亮,等.荊門(mén)市東寶區(qū)子陵鋪鎮(zhèn)四干渠地面塌陷勘查報(bào)告[R].武漢:湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2013.

[4] 李寅.荊門(mén)市東寶區(qū)子陵鋪礦段新橋石膏礦四干渠分水閘地面塌陷應(yīng)急調(diào)查報(bào)告[R].武漢:湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2013.

[5] 李海兵.荊門(mén)市東寶區(qū)子陵鋪石膏礦段地面塌陷監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)計(jì)[R].武漢:湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2014.

(責(zé)任編輯：陳文寶)

Study of Surface Collapse Analysis and Monitoring &Early Warning of Zilingpu Gypsum Ore Section

LU Kaihua1, SU Hong1, LIU Xianwu2

(1.JingmenBureauofLandResources,Jingmen,Hubei448000; 2.EighthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiangyang,Hubei441002)

The area of the originalmining area of Zilingpu ore section is 3.54 square kilometers.The area of goaf is 1.202 square kilometers.The cumulative surface collapse occurred 23 times,subsidence area reached 0.1574 square kilometers.Through shape scale length,deformation characteristics,forming factors,failure mode analysis and development trend prediction,the paper puts forward comprehensive treatment of goaf and measures and methods of geological disaster prevention and control of surface collapse,obtaining good results in practical application.

gypsum mine; goaf; surface collapse; monitoring and early warning

2015-08-04;改回日期:2015-08-17

盧開(kāi)華(1967-),男,工程師,采礦專(zhuān)業(yè),從事礦產(chǎn)資源和地質(zhì)環(huán)境管理工作。E-mail:jmlkh@163.com

P642.26; TD327

A

1671-1211(2016)01-0080-05

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.201601014

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20151217.1333.030.html 數(shù)字出版日期:2015-12-17 13:33