2022年许疃矿非采动沉降趋势预测与安全监测分析研究.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 许疃矿非采动沉降趋势猜测与安全监测设计名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 前言一、观测目的和意义 非采动影响引起的厚冲积层地表沉降,主要是指厚冲积层的含 水地层失水引起的地表乃至整个冲积层连续的移动变形和非连续的 破坏现象；假如对地面沉降问题没有足够的熟悉和正确的猜测,那么就无 法实行有效的安全措施对构筑物进行爱护,设备的正常运营就得不 到保证；本工程有助于基地重大构筑物及设备的正常运营,从而取 得更大经济效益；目前理论讨论远未能满意实践的需要,鉴于深厚含水松散层具

2、有特殊的工程、力学特性,因此特别有必要深化讨论非采动沉降规 律；讨论成果不仅可直接指导相关工程,有助于形成、完善深土变 形监测与数据处理学科,仍有利于非采动沉降的讨论与治理；在收集和分析已有资料的前提下,许疃矿非采动沉降的现状如 何？工广邻近采场开采和老空区的二次沉降是否对许疃矿工广地表 及构筑物地基产生影响及影响程度如何？矿井工业及生活用水全部“二” 、“ 三” 含 取自 “ 二”、“ 三” 含水层 ,四个水源井距主副井筒较近,水层水位下降与地面沉降的相关程度如何？“ 二”、“ 三” 含水层水位基本稳固的情形下,非采动沉降是否稳固？假如没有稳固的话,非 采动沉降动态趋势如何？矿井四含水位呈下

3、降趋势,对地表及构筑 物地基产生影响及影响程度如何？如何保证监测成果的精度？通过本工程的讨论,建立非采动沉降的安全监测系统和沉降趋 1 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 势猜测的最优模型,确保许疃矿的安全生产；通过对监测资料的总 结,可为今后类似条件下构筑物安全使用积存技术资料,提高我国 在该领域的技术水平；二、讨论的主要内容 1、讨论基准点的牢靠性,并对其进行稳固性评判；2、对工作点进行定期联测,采纳不同的平差数学模型对其进行 数据处理；3、定期测定沉降值,把握观测点的沉降规律,猜测井架基础和 工广地表

4、沉降进展趋势,为下一步的讨论打好基础；4、通过对监测数据的分析,准时发觉构筑物安全隐患,为实行 有效措施防止构筑物发生安全事故供应科学依据；三、讨论的关键技术 1、讨论基准点的牢靠性,并对其进行稳固性评判；2、对工作点进行定期联测,采纳不同的平差数学模型对其进行 数据处理；3、把握观测点的非采动沉降规律,猜测井架基础和工广地表沉 降进展趋势；4、对主副井井架和高层建筑的安全性作出评判；2 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 井架基础和工广地表非采动沉降安全监测基准点应埋设在不受采动和非采动影响的范畴之外

5、,假如基准 点距观测点太远,测量不便,精度也要降低；为此,在观测点邻近 便于观测的地方设置工作点；平常从工作点动身测量观测点相当于 工作点的沉降量；定期测量工作点相对于基准点的沉降量,经内差 修正后可求得观测点相对于基准点的沉降量；变形监测网由三种点、二种等级的网组成：基准点埋设在沉 降影响范畴之外,尽量使它们保持长期稳固；工作点是基准点和 观测点之间的联系点,它们与基准点联系构成首级掌握网,首级控 制网复测间隔时间较长,用来测量工作点相对于基准点的沉降量,该沉降量一般情形下较小,淮北矿业集团公司许疃煤矿位于蒙城县 境内, 2004 年 11 月 8 日正式建成投产,矿井设计才能年产原煤 15

6、0万吨,改扩建后年生产才能可达300 万吨,是一座巨厚松散层掩盖下的全隐伏式二迭系煤田,工广处新生界厚达 330m,松散层中共有四个含水层；矿井工业及生活用水全部取自“ 二”、“ 三”含水层,四个水源井距主副井筒较近,深均为 200m；地下水开采及地下采掘活动是否会对地面高层建筑物地基产生差异沉降？主井井架高 54m,副井井架高 38m 均为落地式金属框架结构,假如井架基础产生显著差异沉降,将严峻影响煤矿企业的安全生产；依据淮北矿区监测资料讨论成果说明,非采动影响引起的地表沉降达两位毫 M 数；工作点与观测点之间要有便利的观测条件,它们组成次级变形网,次级变形网复测时间间隔短,用来监测井架基3

7、 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 础上的观测点相对于工作点的沉降量；观测点直接埋在井架基础上和井架基础一起移动,它们的点位变化反映了井架基础空间位置的变化；1）基准点、工作点和观测点的设置1）基准点的布设在井田边界西侧500m 以外,布设 4 个稳固性良好的永久基准点组成水准网,通过定期观测,对基准点的稳固性作出科学评判；2）工作点的布设为了监测工广地表非采动沉降,在工广南门和北门邻近埋设 1个工作点；在主井和副井邻近、受压受震范畴外、不大于 100M 的范畴内,各埋设 1 个工作点；各工作点高程由联测

8、方式来精确测定,测定时来回观测,并定期检查工作点有无变动,如有变化,就重新确定工作点的高程,并对观测点高程进行内差修正；3）观测点的布设观测点的布设形式如下：为了基本把握工广地表已有非采动沉降规律,应对工广地表和水源井井口观测点进行高程复测；为了监测行政办公楼的地基的差异沉降,在行政办公楼的四周拐角处各布施一个地基观测点,共计 动沉降的情形,在工广地表布施4 个；为能全面反映工广地表非采 9 个观测点,构成工广地表监测网；为了把握地下开采是否对沉陷边缘部位的建筑物产生影响,在首级掌握网线路上的小营村、刘庄、矿工医院、赵桥、张庙台等 村庄地表布施 12 个观测点；为了能全面反映井架基础沉降的情4

9、 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 况,分别在主、副井井架的每个底座上布置1 个观测点,共计8 个观测点,布置在底座的角上,如图1 所示；副井6 1 2 5 主井4 3 8 7 图 1 主、副井井架基础沉降监测点布设4）基准点和工作点的埋设方法全部基准点、工作点和部分观测点为混凝土予制桩,包括工广工作点和观测点10 个,基准网 4 个,其他地表观测点12 个,共计26 个；如图 2 所示；图2 基准点和工作点埋设5 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 12 页精选学习资料 -

10、 - - - - - - - - 埋点时,在选定位置挖始终径为0.5m 左右,基准点坑深为0.9m 以上、工作点坑深为 0.7m 以上的坑,坑底捣实,先铺一层0.1M 厚的混凝土后放置予制桩,并用混凝土固定其四周,固定高度分别为 0.5m 和 0.3m；基准点顶低于地面10 ,并用土掩盖；在整个观测期间必需实行有效措施对基准点、工作点和观测点加以爱护；5）观测点的埋设方法井架基础观测点应埋设稳固,不易遭破坏,能长期储存；点的高度、朝向等要便于立尺和观测；井架基础的观测点将直径 20mm、长度200mm的钢筋头 上部锉成半球状）埋设于混凝土中作为标志,如图3所示；图3 井架基础观测点埋设6）变形

11、监测网的布设变形监测网由基准掌握网、首级掌握网和次级变形网组成,详见附图；为了对基准点的稳固性作出正确评判,由 4 个基准点组成基准掌握网,如图 4；首级掌握网如图 5 所示,次级变形网如图 6 所6 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 示；图 4 基准掌握网图 5 首级掌握网图 6 次级变形网 在图 4、5 和 6 中, A、B、C、D 为基准点, P1、P2 为工作 点,1、2、3、4、5、6、7、8 为沉降监测点；工广地表沉降监测网如图 7 所示；图 7 工广地表沉降监测网 2）精度与技术要求 变形测

12、量按不同的工程要求分为四个等级；主要精度指标见表 1；7 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 表 1 变形测量的等级划分及精度要求变形测垂直位移测量水平位移测量适用范畴变形点的高相邻变形点变形点的点位量等级程中误差 高差中误差 中误差 ）变形特殊敏锐的高层建筑、工一等 0.3 0.1 1.5 业建筑、高耸构筑物、重要古建筑、精密工程设施等 变形比较敏锐的高层建筑、高二等 0.5 0.3 3.0 耸构筑物、古建筑、重要工程设施和重要建筑场地的滑坡监测等三等 1.0 0.5 6.0 一般性的高层建筑、工业建筑、

13、高耸构筑物、滑坡监测等四等 2.0 1.0 12.0 观测精度要求较低的建筑物、构筑物和滑坡监测等变形观测指标如下：1）观测的闭合差不应超过n 为测站数）；2）前后视距 30m；3）前后视距差 1.0m；4）前后视距累积差 3.0m；5）沉降监测点相对于后视点的高差容差1.0； 基、辅分基、辅分划长度划读数差所测高差之级距差 m 累积差 m 差 二1.0 3.0 视线长度视线长度0.5 0.7 5020m 20m 三80 3.0 6.0 0.5 0.3 1.0 1.5 0.3 表 3 水准网的主要技术要求等级观测次数水准路线测段高差水准路线测段来回测观测点相对于后视点的高差容差闭合差 高差之不

14、符值 二往、返各一次 0.6 41.0 三往一次 1.40 121.5 注：表中“ 前、后视距累计差” 是指从测段起点开头至该站的前、后视距累积差； 为测站数； L 为水准路线测段的长度,以为单位；其中,二等水准测量中,检测间歇点的高差之差1.0 ,上下丝读数平均值与中丝读数之差3.0 ；3）施测方案第一,仪器、设备的操作方法与观测程序要娴熟、正确；在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正,所用仪器、设备连续使用, 6个月后应重新进行检校,并定期到计量单位予以鉴定；在观测过程中,操作人员要相互协作,工作和谐一样；观测过程中要遵守“ 五定” 原就；所谓“ 五定” ,即通常所说9 / 12

15、名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的沉降监测依据的水准基准点、工作点和沉降监测点,点位要稳 定；所用仪器、设备要稳固；观测人员要稳固；观测时的环境条件 要基本肯定；观测路线、镜位、程序和方法要固定；以上措施可保 证在客观上尽量削减观测误差的不定性,使所测的结果具有统一的 趋向性,保证各次复测的结果与首次观测的结果具有可比性,使所 观测的沉降量更真实；在详细观测中仍要留意把一测段水准路线的观测站数支配为偶 数；每个测段都要往、返观测,而且往测与返测要在不同的气象条 件下例如上午和下午）进行,为了正确地分析变形缘由,

16、观测时仍 应记录荷载变化和气象情形；4）观测时间与周期 定于2022年6月上旬始测；次级变形网一个月复测一次,共计 18 次,要求反映出 1mm的沉降量；当基础邻近地面荷重突然增加,四周 大量积水及暴雨后,要加密观测；首级掌握网每半年进行一次复 测,检查有无变动,以确保工作点的稳固；5）详细实施步骤 1）依据设计方案在设计好的位置埋设基准点、工作点和沉降监测 点,待稳固后进行首次观测；首次观测的沉降监测点高程值是以后 各次观测用以比较的基础,其精度要求特别高,施测时每个沉降监 测点首次高程应同期观测两次,确认无粗差后取其平均值；2）基于初步设计的首级掌握网,在实地挑选由测站数最少的观测 环路组

17、成的水准网,挑选稳固性相对较好的工作点,建立固定的观10 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 12 页精选学习资料 - - - - - - - - - 测路线,进行严密平差,运算出当次测量时首级掌握网内各工作点的高程；3）在沉降监测点的测量过程中,以各工作点为基础,采纳环形闭 合方法或来回闭合方法进行检查,闭合差依据此次观测要求来确 定；为了提高精度,观测时尽量少转站；4）按近代平差数学模型和经典平差数学模型对次级网进行数据处 理,绘制沉降等值线图；2 工作进度 各项工作的分工情形及进度表通过两年 18个周期的观测,对数据的处理与分析,把握许疃煤 矿主副井井架基础和工广地表的沉降规律,猜测主副井井架基础和工广地表的沉降趋势；11 / 12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 12 页