充填开采引起地表沉陷的影响因素探讨

地表沉降监测作业指导书

沉降监测作业指导书 1 目的和适用范围及标准测定建筑场地沉降、基坑回弹、地基土分层沉降以及基础和上部结构沉降。操作方法执行标准《工程测量规范》（GB50026-2007）、《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）。 2 仪器设备水准仪全站仪 3 沉降控制点布设特级沉降观测的高程基准点数不应少于4个；其他级别沉降观测的高程基准点数不应少于3个。高程工作基点可根据需要设置。基准点和工作基点应形成闭合环或形成由附合路线构成的结点网。高程基准点和工作基点位置的选择应符合下列规定： 1）高程基准点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方； 2）高程基准点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。在建筑区内，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。高程基准点也可选择在基础深且稳定的建筑上； 3）高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。当使用静力水准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的

工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过±1cm。当不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。沉降监测点的布设应位于建（构）筑物体上。高程基准点和工作基点标石、标志的选型及埋设应符合有关规范规定。 4 沉降观测沉降观测分为：定期对高程控制网进行复测以确定控制网的稳定性，同时对沉降观测标进行观测。基准点应设置在变形区域以外、位置稳定、易于长期保存的地方，并应定期复测。复测周期应视基准点所在位置的稳定情况确定，在建筑施工过程中宜1～2月复测一次，点位稳定后宜每季度或每半年复测一次。当观测点变形测量成果出现异常，或当测区受到地震、洪水、爆破等外界因素影响时，应及时进行复测，并按《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》规定对其稳定性进行分析。有工作基点时，每期变形观测时均应将其与基准点进行联测，然后再对观测点进行观测。沉降观测标的精度、观测仪器、观测方式均应达到相应等级的水准测量规范要求，沉降观测标必须位于水准观测线路中，不得使用碎步点方式对沉降观测标进行测量。 5 观测周期按照《工程测量规范GB50026-2007》、《建筑变形测量规范JGJ 8-2007》中的技术要求，确定相应等级的观测周期。

地表沉降分析

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1、前言地下空间作为城市的重要资源,在发达国家得到了多方面的应用，随着我国经济的快速发展，城市地下空间的开发利用已经受到广泛重视,城市地下工程的兴建已经成为一种趋势。就地下铁路来看,我国从１９6５年开始修建地下铁道，至今已有北京、天津、上海、广州、深圳、南京等大城市建成部分地铁，武汉等其它城市也即将或将要修建地铁，我国的地铁建设已步人快速发展阶段。? 然而,在地铁工程的施工中,地表沉降事故发生的概率很高。以深圳地铁一号线的建设为例,在施工工期内,地面沉降事故占总事故的25%。事故发生地位于深圳市区繁华地段，对工程周围的建筑物以及地下管线产生了一定的影响,同时也影响了工程的进度增加了工程的费用。所以，不论从工程进度、费用的控制方面考虑还是从工程质量安全方面来考虑,都要对地表沉降控制有足够的重视，从各个方面着手，来控制沉降的发生。? 2、地铁工程沉降控制的重要性?地表沉降的主要危害有: (1）沿海地区沉降使地面低于海面,受海水侵袭；（２)一些港口城市,由于码头、堤岸的沉降而丧失或降低了港湾设施的能力; ?（3)桥墩下沉，桥梁净空减小,影响水上交通; （4）在一些地面沉降强烈的地区，伴随地面垂直沉陷而发生的较大水平位移，往往会对许多地面和地下构筑物造成巨大危害; ?（5）在地面沉降区还有一些较为常见的现象，如深井管上升、井台破坏,高摆脱空,桥墩的不均匀下沉等，这些现象虽然不致于造成大的危害,但也会给市政建设的各方面带来一定影响。针对地铁工程而言,进行沉降控制的重要性体现在两个方面: （１)城市地铁工程一般位于城市的繁华地段，周围建筑物密集、各种地下管线纵横复杂交错，一旦沉降事故发生，将可能造成建筑物开裂、倾斜，地下管线断裂等事故。影响市民正常生活，造成各种纠纷，进而影响工程施工的进度，增加工程的费用。 2(?）沉降事故在地铁工程的施工中属于多发事故。同时其发生的直接表现为地下隧道拱顶的下沉或坍塌,而这种塌陷的发生又多由围岩涌水、涌泥，支护失效,工程爆破等原因引起。这些原因的存在和发生,可以导致施工现场的人员伤亡、设备损坏,进而影响工程进度、增加工程费用,造成严重的后果。可以看出，事故的多发性和事故后果的严重性，使沉降事故成为地铁施工中的重大风险因素，在施工过程中进行沉降控制技术的研究和应用使十分必要的。 3??、地铁工程沉降控制技术 3.1?地面沉降发生的机理分析?地铁工程以上地面的岩层或土层在自然状态下，一般处于应力平衡的稳定状态。在地下工程施工中，要通过人工、机械或者爆破等方式进行土石方开挖。土石方的移除、土石层孔隙水的排出，必然会改变土石地层的应力状态,使之处于非平衡状态。这种状态可以在短时间内或者经过较长的时间效应变化之后显现出来,出现坍塌、变形等现象,进而导致地面沉降。 3．2地面沉降发生的原因分析 3.2.1?土层的沉降原因分析 (1)土层自身的特点：天然土体一般是由矿物颗粒构成骨架体，孔隙水和气体填充骨架体而组成的三相体系。饱和土由土颗粒和水组成,土颗粒之间存在胶结物,有些没有粘结。但是它们都能传递荷载，从而形成传力骨架,叫做土骨架。外载荷作用在土体上，一部分由孔隙水承担,叫做孔隙水压力，另一部分则由土骨架承担,就是有效应力，对引起压缩和产生强度有效。孔隙水压力可以分成两部分，一个是静水压力，在荷载施加之前就存在,一个是超孔隙水压力,由外载荷引起。土体的变形是孔隙流体及气体体积减小、颗粒重新排列、颗粒间距离缩短和骨架体发生错动的结果。粘性土有一定的厚度,水总是在土层透水面先排出,使孔隙

15-05-地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析-2016年第2期

地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析易四海（中煤科工集团唐山研究院有限公司，河北唐山063012）［摘要］采用数值模拟计算，通过对覆岩移动过程的模拟研究，指出了地表沉陷由岩体变形破坏到岩体密实沉陷的发展过程，揭示了岩体密实沉陷延续是引起地表残余沉陷变形的机理；通过对岩体密实阶段地表沉陷分布规律的模拟研究，证实地表残余变形可以用概率积分法进行预计。根据数值模拟及现场实测数据，确定了长壁开采条件下地表残余沉陷变形的概率积分法预计参数。［关键词］残余沉陷变形；数值模拟；沉陷过程；预计参数；长壁开采［中图分类号］TD325 ［文献标识码］A ［文章编号］1006-6225（2016）02-0029-04Forecast Parameters and Numerical Simulation of Mechanism of Surface Ｒesidual Subsidence Deformation YI Si-hai （CCTEG Tangshan Ｒesearch Institute ，Tangshan 063012，China ） Abstract ：Overburden strata movement process was studied by numerical simulation ，the results showed that surface subsidence expe- rienced the process that from rock mass deformation to rock mass subsidence ，it revealed that rock mass subsidence development was reasons that induced surface residual subsidence deformation．Surface residual deformation could be predicted by probability integral method according numerical simulation of surface subsidence distribution law during rock mass subsidence stage.On the basis of numer-ical simulation and measured data ，predicting parameters of probability integral method of surface residual subsidence deformation with long wall mining situation were confirmed. Key words ：residual subsidence deformation ；numerical simulation ；subsidence process ；predicting parameters ；long wall mining ［收稿日期］2015－08－19 ［DOI ］10.13532/https://www.360docs.net/doc/7e8525193.html,11－3677/td.2016.02.009［基金项目］国家自然科学基金项目（51474129）［作者简介］易四海（1980－），男，湖北公安人，副研究员，博士，主要从事开采沉陷规律与“三下”采煤方面的研究工作。［引用格式］易四海.地表残余沉陷变形机理数值模拟与预计参数分析［J ］.煤矿开采，2016，21（2）：29－32. 开采沉陷延续时间较长，地表将在很长时间内存在残余沉陷变形，对采煤塌陷区地表新建建（构）筑物产生不利影响。因此，了解和掌握采煤塌陷区地表残余沉陷规律十分重要。但是，限于采煤塌陷区地表残余沉陷延续时间长、数值较小，一般难以用实测方法掌握其全部发展规律。目前，对采煤塌陷区地表残余沉陷变形的预测已有了一些研究［1－3］，对采煤塌陷区建设利用具有一定的指导意义，但在对残余沉陷变形预测参数取值时大多凭经验，缺乏足够的理论支持，给采煤塌陷区地表建筑带来了一定的安全隐患。为此，本文采用数值模拟计算，研究覆岩移动过程及地表残余沉陷变形的分布规律，依据实测数据建立地表残余沉陷变形的预计方法并确定相关参数，为采煤塌陷区地表安全利用提供理论依据。1 采煤沉陷数值模拟采用离散元法进行模拟试验。试验设计煤层采厚M =3.0m ，采宽L =125m ，倾角α=0?，采深 H 0=100m ，松散层厚度H s =20m ，基岩厚度H j = 80m ，基岩由砂岩、泥岩和砂质泥岩等岩性组成。图1为数值计算模型网格剖分图。图1 数值计算模型剖分 1.1地表沉陷过程地下煤层采出后引起的地表沉陷是一个时间和空间过程。由于地表沉陷孕育与发展过程非常复杂，许多学者从不同的角度对其进行了研究［4－6］，这些研究多从地表点的移动量及剧烈程度的角度进行描述。而实际上，地表移动是岩层移动的延伸和表象，岩层移动是发生在岩体内部的力学现象，只有从岩层移动的角度来研究地表沉陷过程才能真实揭示岩层与地表移动的机理与规律。图2为数值模拟采空区上方不同高度岩层内测 9 2第21卷第2期（总第129期） 2016年4月煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY Vol.21No.2（Series No.129） April 2016 中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t

地面沉降监测

上海市工程建设规范地面沉降监测与防治技术规程Technical code for land subsidence monitor and control (征求意见稿) 2008 上海

上海市工程建设规范地面沉降监测与防治技术规程 Technical code for land subsidence monitor and control 主编单位：上海市地质调查研究院批准单位：上海市建设和交通委员会施行日期：2008年月日

2008 上海 35

上海市建设和交通委员会沪建交[2008] 号上海市建设和交通委员会关于批准《地面沉降监测与防治技术规程》为上海市工程建设规范的通知各有关单位：由上海市地质调查研究院等单位主编的《地面沉降监测与防治技术规程》，经有关专家审查和我委审核，现批准为上海市工程建设规范。该规范统一编号为，其中1.0.4为强制性条文。自2008年月日起实施。本规范由市建设交通委负责管理，上海市地质调查研究院负责解释。上海市建设和交通委员会二○○八年月日

前言本规程是根据上海市建设和交通委员会沪建交[2007]184号文的要求，由上海市地质调查研究院会同有关单位依据国务院《地质灾害防治条例》（国务院2003年第384号）以及上海市政府《上海市地面沉降防治管理办法》（上海市人民政府令2006年第62号），密切结合上海市地面沉降监测与控制的工程实践，在认真总结实践经验和广泛征求本市有关单位和专家意见的基础上，编制完成的。本规程对地面沉降监测与防治工作的技术要求进行了规定，适用于上海市行政区域内地面沉降的监测与防治工作。本规程共分五章，内容包括：1.总则；2.规范性引用文件；3.术语；4.地面沉降监测；5.建设工程地面沉降监测；6.地面沉降防治；7.成果编制和归档及其条文说明。本规程以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规程具体由上海市地质调查研究院负责

煤矿地表沉陷岩移观测设计

内蒙古友恒煤炭有限责任公司益民煤矿5201工作面地表岩移观测设计部门：地测科 2016-1-1

由于5201工作面是益民煤矿5-2煤层首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有具体的观测资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移观测站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，解决本采区的安全开采问题，并为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。为此我们对5201工作面地表沉陷此设计。呈上审批：编制：总工：本要求以《煤矿测量规程》和《工程测量规范》为标准制定，仪器以全站仪为主。如使用其它仪器，如RTK但必须精度达到相应的要求。

矿长：

目录 5201工作面地表岩移观测技术要求 0 一、前言 0 二、工作面概况 0 三、基本要求 (1) 四、建立观测网 (2) 1、建立观测基准点： (2) 2、建立工作控制点网： (3) 3、设置观测点线： (3) 4、控制点和观测点的设置应符合下列要求： (3) 五、施工标准 (4) 六、观测工作 (6) 七、观测资料的整理与分析 (8)

八、成果的提交 (9) 附录1：《5201工作面地质说明书》 (10) 附录2：观测站设计图 (10)

5201工作面地表岩移观测技术要求一、前言由于5201工作面是益民煤矿首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有可靠完整的资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移工作站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。二、工作面概况首采5201工作面的大概情况：顺槽长度1300米，工作面长度为250米。煤层倾角平均为1°。采动区域的四角坐标为：

地表沉陷区监控

地表沉陷区监控及回填管理规定小汪沟铁矿应用无底柱分段崩落法开采，回采初期形成的采空区已冒透地表，用岩石对地表塌陷坑进行回填。在地下矿体回采过程中，地表回填区域和回采岩移影响区域将会不断沉陷，为保证沉陷区上部作业安全，特制定本管理规定，望相关人员严格遵照执行。一、监控范围小汪沟上位采区、下位采区已回填及岩移影响区域、腰接子露天采坑。二、监测责任单位及主要职责 1、运输处：地面塌陷区警戒线设置；沉陷区巡查；运输道路维护；塌陷、沉陷区域排岩回填现场管理及排岩量统计。 2、动力厂：地面排水管线维护、监控线路维护、动力线路维护。 3、生产机动处：地面排水防洪系统维护 4、技术处：井下采场监测；地面沉陷范围监测；采场回采区域更新，平剖面图更新；监测孔观测；地面塌陷范围圈定；制定岩石回填要求；发布塌陷预警信息。三、监测要求主要检测内容有观：测孔、监测点、塌陷范围、断裂线、

采场平剖面图，监测要求如下： 1、监测孔：每周观测一次，有变动时每周观测两次，测量孔底深度及残留孔长度，描述沉陷范围动态。 2、沉陷范围及断裂线日常管理：对塌陷范围进行巡查，发现明显变化立即通知公司相关部门，并对道路沉陷区域进行职守维护，标定回填岩量及位置。 3、塌陷范围及断裂线测绘：塌陷区现状每月更新一次，需标明断裂线倾角、倾向、宽度、标高等参数。 4、监控点：每两周测绘一次，并随塌陷范围变化进行调整，监控数据见附表1。监测期间如发现塌陷区域有较大或重大变化，需第一时间通知处长、主管副总经理。 5、运输处按矿岩回采空间平衡原则和已下达的排岩要求进行日常管控，月排岩量上位采区不少于2.6万m3（5.0万吨），下部采区不少于17万m3（30万吨）。四、检查考核如违反上述规定，视情节情况考核相关责任单位或个人100～500元。

开采沉陷形成机理及其预测方法

开采沉陷形成机理及其预测方法有用矿物被采出以后，开采区域周围的岩体的原始应力平衡状态受到破坏，应力重新分布，达到新的平衡。在此过程中，使岩层和地表产生连续的移动、变形和非连续的破坏(开裂、冒落等)，这种现象称为“开采沉陷”(Mining subsidence)。有用矿物的开采可以是井工方法开采，也可以是露天方法开采；开采的有用矿物可以是层状的也可以是非层状的。本材料主要指的是层状有用矿物(特别是煤层)的井工开采，“开采沉陷”也是特指煤层地下开采后产生的开采沉陷。岩体本身是一种非常复杂的介质，它不仅是出各种不同性质的岩层组成，而且还由于各种地质作用(如褶皱、断层、开裂、火成岩侵入、陷落柱等)而产生了大量的不连续面。岩体在受到各种不同开采方法的开采影响时，产生的开采沉陷是一个在时间和空间上都是非常复杂的过程。在时间上来说，在移动过程中，开采沉陷的形式和大小在不同的时间是不同的，也就是说，此时的开采沉陷是“动态的”；随着时间的推移，开采沉陷的形式和大小逐渐趋向于稳定，开采沉陷变成“静态的”或“最终的”。从空间上来说，若地下开采的范围较小、开采的矿物的埋藏深度较大，则开采沉陷波及的范围往往只局限于开采区域周围的岩体；若开采范围较大、开采矿物的埋藏深度较小，则开采沉陷波及的范围就会从岩体发展到地表，引起“地表移动”。由于人类的生产和生活活动大部分都是在地表进行，所以地表移动对人类的影响更为普遍。第一节煤矿地下开采引起的地表移动与变形一、地表移动的形式所谓地表移动，是指采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动和变形，在地表沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动。开采引起的地表移动过程，受多种地质采矿因素的影响，因此，随开采深度、开采厚度、采煤方法及煤层产状等因素的不同，地表移动和破坏的形式也不完全相同。在采深和采厚的比值较大时，地表的移动和变形在空间和时间上是连续的、渐变的，具有明显的规律性。当采深和采厚的比值较小(一般小于30)或具有较大的地质构造时，地表的移动和变形在空间和时间上将是不连续的，移动和变形的分布没有严格的规律性，地表可能出现较大的裂缝或塌陷坑。地表移动和破坏的形式，

地面采空区沉降观测设计方案

地面采空区沉降观测设计方案一、设计情况说明根据煤矿有关规定，煤矿采煤工作面对应的地面区域必须进行沉降观测，根据沉降观测数据确定地表的沉降程度。我矿对地面采空区进行了沉降观测点位的布置，在地面北部、中部、南部各设置了一个控制点，作为沉降观测点使用。二、沉降观测的相关知识在沉降观测之前，由于采空区距离矿区控制点较远，为方便进行观测以及布点，特在矿区控制点的基础上，在采空区布设沉降观测点。三、观测时间、方法和仪器由于地表可能受到影响，因此在进行沉降观测前必须对沉降基准点进行监测，在无影响的情况下，方可进行沉降点观测。每二个月观测一次。为保证沉降观测数据的精度，进行测量时仪器和测量方法必须一致，施测时必须做到“三固定”，即：固定仪器、固定观测人员、固定的基点和转点，以此减少观测误差，提高精度。日出或日落30分钟前后影响最大，避开此时间段进行测量，雨天严

禁作业。由于地面的起伏变化较大，故决定采用经纬全站仪代替水准仪进行地面沉降观测。四、测区特点由于我矿区地面高低起伏变化较大，作业时会遇见大风、降雨等天气，因此测量工作较为困难。五、测量标准在采空区地表中间布设一条控制基线，同时作为沉降观测点使用，共计3个点。其中2个点向采空区两侧布设1个点，1个点在采空区中部，在进行沉降观测时，对其3个点进行观测。由于采空区地表高低起伏变化较大，基本上为大型山坡，不利于水准测量，因此采用全站仪代替水准仪进行沉降观测。利用全站仪进行三角高程测量。采空区地表沉降基准点和沉降观测点使用全站仪进行测放，保证沉降基准点的牢固性，同时对所有点进行坐标测量，找出相对位置，在以后的观测中，若发现点位位移，必须立即进行重新布设和测量。六、数据对比分析根据每次测得的沉降观测点的高程，分析采空区地面的沉降规律和沉降速度，根据这些规律采取措施，降低地面的沉降速度。

国内外地面沉降现状与研究

国内外地面沉降现状与研究摘要:系统地介绍了国内外地面沉降的现状、引起沉降的原因、地面沉降的机理和地面沉降灾害预测与监测。特别针对上海地区随着大规模的城市建设产生的由工程环境效应引起的地面沉降及其监测与研究做了阐述。关键词:地面沉降;地质灾害;工程环境效应 0、引言地面沉降是在自然和人为因素作用下,由于地壳表层土体压缩而导致区域性地面标高降低的一种环境地质现象,是一种不可补偿的永久性环境和资源损失。地面沉降具有生成缓慢、持续时间长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大等特点,是一种对资源利用、环境保护、经济发展、城市建设和人民生活构成威胁的地质灾害。地面沉降是我国乃至世界范围较为普遍的地质灾害,对社会经济的可持续发展影响巨大。 1、地面沉降现状 1.1、国外地面沉降现状现有文献资料表明,1891年墨西哥城最早记录地面沉降现象,但当时由于地面沉降量不大,危害也不明显[1],所以没有引起人们的重视。目前平均沉降量达到0.3cm/a,最大累计沉降量超过7.5m,有的地区甚至超过15m。日本于1898年在新泻最早发生地面沉降,至1958年地面沉降速率达

530mm/a,1952-1956年新泻是日本地面沉降最严重的地区。日本产生严重地面沉降的城市或地区还有东京、大阪和佐贺县平原,其它地区还有名古屋、川崎、山口、尼崎及西宫等[2]。上个世纪意大利的Ravenna地区发生了大面积的地面沉降[324]。起初沉降不大,每年数毫米;第二次世界大战后,由于过度抽取地下水,以每年110mm的沉降量剧增。美国于1922年最早在加州萨克拉门托SanJoaquin流域发现沉降,1920-1969年地下水位下降达137m,累积地面沉降达2.6m,影响范围9100km2。至20世纪70年代初期,美国已有37个州因开采地下流体而产生的不同程度的地面沉降现象;至1995年,美国50个州均有地面沉降发生[5]。据统计[6],目前世界上已有60多个国家和地区发生地面沉降,包括美国、中国、日本、墨西哥、意大利、泰国、英国、俄罗斯、委内瑞拉、荷兰、越南、匈牙利、德国、印度尼西亚、新西兰、比利时、南非等。 1.2、国内地面沉降现状20世纪20年代初,中国最早在上海和天津市区发现地面沉降灾害,至20世纪60年代两地地面沉降灾害已十分严重[7]。20世纪70年代,长江三角洲主要城市及平原区、天津市平原区、华北平原东部地区相继产生地面沉降;80年代以来,中小城市和农村地区地下水开采利用量大

开采沉陷预计方法概述

开采沉陷预计方法概述摘要：本文主要介绍了当前使用的开采沉陷预计方法（基于实测资料的经验方法、影响函数法和理论模拟法）的原理、特点及应用情况，并简要介绍了开采沉陷预计的发展趋势，相信会对开采沉陷工作具有一定的帮助意义。关键词：开采沉陷；预计方法；概率积分法；理论模拟法 1 引言开采沉陷预计是矿山开采沉陷的核心内容之一，它对开采沉陷的理论研究和生产实践都有重要意义[1]。由于采矿引起的地面沉陷损坏地面建筑、公路、铁路等，不但给人民生活带来了威胁，而且破坏环境。开采沉陷的预计，对建筑物和生态环境的保护有重要意义。因此，有必要对开采沉陷预计方法进行探讨，以指导矿山的开采。开采沉陷预计方法很多，按建立预计方法的途径可分可分为三类：基于实测资料的经验方法、影响函数法和理论模拟法[2-4]。 2 开采沉陷方法简介基于实测资料的经验方法是通过对大量的已知开采沉陷实测资料进行数据处理，确定开采沉陷中各种移动变形值的函数形式和计算预计参数的经验公式。这种方法在预测时，首先根据开采的地质条件，确定经验公式中的预计参数，再代入公式确定预计函数进而求出移动和变形值。这种方法是当前最为可靠的一种预测方法，常见的经验方法有：典型曲线法和剖面函数法等。理论模拟法把岩体抽象为某个数学的、力学或数学-力学的理论模型，按照这个模型计算受开采影响岩体产生的移动、变形和应力的分布情况。如认为岩层和地表是一种连续的介质，则此模型属于连续介质模型；否则，就属于非连续介质模型。此法所用的函数一般均由理论研究得出，所用的参数常用实验室试验或理论推导求得，一般与现场实测资料没有直接关系，常用的理论模型法主要有连续介质力学法等。影响函数法是介于经验方法和理论模型方法之间的一种方法，它的实质是根据理论研究或其他方法确定微小单元开采对岩层或地表的影响（以影响函数表示），把整个开采对岩层和地表的影响看作采区内所有微小单元开采影响的总和，并据此计算整个开采引起的岩层和地表的移动和变形，目前此方法中所用的参数根据实测资料获得。常用的影响函数方法有概率积分法等[5]。下面分别对各个方法进行简单介绍。 2.1 典型曲线法典型曲线法是用无因次的典型曲线表示移动盆地主断面上的移动和变形曲线的一种方法，它适用于矩形或者近似矩形的采区的地表移动变形预计。典型曲线法由于其分布和参数均是直接基于实测资料，因此其预计误差较小。但是建立典型曲线需要大量的观测数据，在实测数据不足的地区不能使用典型曲线法。；另外，此方法原则上只适用于矩形或近似矩形采区的地表移动和变形预计，在形状不规则的工作面开采时预计误差较大，这些限制了典型

采煤沉陷区环境保护与治理研究

问题探讨采煤沉陷区环境保护与治理研究孔改红1,李富平2 (1.河北理工大学交通与测绘学院,河北唐山　063009; 2.河北理工大学资源与环境工程学院,河北唐山　063009) 摘　要:在分析了我国采煤区地表沉陷问题的现状、原因及其影响、采煤沉陷区环境保护与治理的现状的基础上,提出了解决该问题的思路和主要方法。关键词:开采沉陷;采煤沉陷区;环境保护;综合治理中图分类号:T D163 文献标识码:A 文章编号:1007-1083(2006)01-0004-02 Research on environmental protection and control in mining sinking region K ONG G ai-hong1,LI Fu-ping2 (1.T raffic and Survey Institute of HeBei Science University,T angshan063009,China; 2.Res ources and Environmental Engineering Institute of Hebei Science University,T angshan063009,China) Abstract:Analysis on the actual situation,reas ons and in fluence of the surface subsidence,and on the actual situation of the environmental protection and control of the sinking region in coal-mining fields,suggests,for the above problem,reas ons and main measures。 K ey w ords:subsidence mining,sinking region in coal mining,environmental protection,integrated control 煤炭资源的大规模开采和利用,在给人类带来巨大经济效益的同时,也给人类的生存环境产生一系列的消极影响。随着煤炭资源的开采,我国的采煤塌陷范围以每年200km2的速度递增,严重破坏了矿区的生态环境。采煤沉陷区的环境保护与治理直接关系到矿区的区域经济、社会稳定、生态环境,也关系到矿区的可持续发展,是我国矿区所面临的一个亟待解决的问题。 1　我国采煤区地表沉陷问题现状井下采掘过程中,顶板冒落后,引起地表面下沉,形成塌陷。塌陷是井下煤田开采对土地破坏的主要形式,塌陷地面一般占井下煤田开发区总土地破坏面积的80%以上。我国的煤炭工业以井下开采为主,绝大多数是长壁工作面、全陷落法管理顶底板,再加上开采强度开采规模的日益加大、开采方式和工作面结构参数优化不合理、小煤矿的不规范开采等影响,致使采煤区地面塌陷比较严重。据调查统计,每从地下开采1万t煤约使1000～3000m2的土地遭受不同程度的塌陷。目前我国因煤炭开采塌陷土地近3万km2,每年增加200km2。每年的采煤塌陷土地约占全国被破坏土地的1/10,而复垦整治率非常低,仅占20%左右。所以我国当前煤炭开采利用与环境保护严重失衡,环境污染日益严重。 2　采煤区地表沉陷的影响 2.1　对生态环境的影响 (1)地表耕地受到破坏。开采沉陷对耕地的破坏十分严重,有些矿务局平均开采1万t煤要破坏耕地3000～4000m2时,每年破坏耕地3～4km2。 (2)采区水文环境受到很大影响。当开采单一煤层时,塌陷多呈碟形或槽形洼地形态,扇缘洼地塌陷后,埋藏不深的浅层地下水露出地表或地表水系遭到破坏,地表水汇集在塌陷地中部,形成湿地或沼泽、湖泊化,使耕地无法耕种、生态环境恶化。在干早山区还可能由于地表水系受到破坏,使居民生活用水和灌溉用水发生困难。大面积的塌陷引起工程地质条件的改变,加强了水文地球化学作用,促使地下水水质恶化。 (3)地表各项设施遭到毁坏。当开采单一煤层形成稳定性塌陷时,塌陷地边缘地带,虽然下沉深度不大,但因受岩层破碎应力的影响,常见断裂和裂缝致使城镇、乡村地面建筑,排灌水系,道路等遭到破 4 河北煤炭 2006年第1期

地下采矿引起地表积水机理初探

地下采矿引起地表积水机理初探1 李建新，王来贵辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新（123000） E-mail：lijianxin1974@https://www.360docs.net/doc/7e8525193.html, 摘要：由于采矿引起的地表塌陷，容易在采空区上方的塌陷坑内积水，使大量耕地受淹和盐碱化，并有可能在一定程度上改变地表径流方向和汇水条件，使矿区水环境和生态环境发生改变和调整。通过分析地表塌陷坑积水的工程地质因素、水文地质因素、开采因素和塌陷坑积水的条件，提出了地表塌陷坑积水的必要条件，为矿区水环境和生态环境的改善及综合治理、保证矿区煤炭生产的顺利进行，提供理论基础。关键词：地表塌陷坑；导水裂隙带；隔水层；大气降水中图分类号：TD 8 1．引言在地下煤层开采后，采空区周围岩层的应力平衡状态遭到破坏，随着煤层开采面积的扩大，采动影响便自下而上逐渐波及地表，引起地表下沉，在采空区上方地面形成一个比采空区范围大的洼地，即地表下沉盆地，也叫塌陷坑。在有些矿区如两淮、唐山、铁法、双鸭山、辽源等矿区，采矿破坏了地表、地下水系，形成了大面积低洼区，陆地被水淹没，甚至形成了沼泽地，通过径流，会破坏周围的土地、水域，其影响面将远远超过沉陷区的地域和空间。随着煤矿开采范围的不断扩大，塌陷、破坏的土地日益增多，使农田荒芜，严重破坏了矿区的生态环境，特别是地表为较厚的（大于5m）粘土或砂质粘土层时，则此粘土或砂质粘土层可作为隔水层，通过大气降水或其它浅层地下水的补给，就会在地表产生大面积积水，使大量耕地受淹和盐碱化，尤其是长年积水的塌陷区内，耕地可耕性的降低常常是永久性的，为了保护耕地和改善矿区的生态环境，对矿区地表塌陷坑积水机理的详细分析，是减小塌陷区的范围和对塌陷区的综合治理的前提条件。 2．地表积水的地质因素 2.1 工程地质因素工程地质因素主要包括煤层覆岩的岩性、力学强度、岩性组合以及岩体性质：回采后煤层顶板的再生性；风化基岩的工程地质性质（主要是采动变形特征）。工程地质条件差异使煤层回采后对顶板的采动影响不同，冒落带及裂隙带发育状况有明显差别，影响导水裂隙带的高度和渗透效果。覆岩的岩性是控制导水裂隙带发育的重要因素，一些脆性岩层，如较致密的砂岩、粉砂岩则冒落带发育较高，且裂隙的导水性能好；粘塑性较强的泥岩，泥质砂岩类则冒落带发育高度较小，裂隙导水性也差，易重新闭合；介于硬脆性与粘塑性间的岩层其冒落带发育也介于两者之间，一般岩层在风化后其泥质含量多有增加，其粘塑性也随之增加，特别是原岩泥质含量较高的岩层，导水裂隙带的发育受到限制，在煤层采动影响后，许多新生的裂隙也可能较快地闭合；但在一些泥质成分较低的风化砂岩中，煤层采动影响下其导水性有显著的 1本课题受国家自然科学基金重点项目（50434020），面上项目（50374042）及高等学校博士学科点专项科研基金（20040147003）的资助。

地面沉降问题及其监测方法小结

目录一、我国地面沉降现状及形成原因 (1) 1.1、我国地面沉降现状 (1) 1.2、地面沉降的类型 (2) 1.3、沉降灾害的成因 (2) 二、传统地面沉降检测手段 (3) 2.1、水准测量 (3) 2.2、三角高程测量 (4) 2.3、GPS测量 (4) 三、InSAR地面沉降监测 (4) 3.1、DInSAR变形监测基本原理 (6) 3.2、DInSAR数据处理流程 (8) 3.3、DInSAR测量缺陷 (9) 3.4、InSAR变形监测新技术 (10) 四、InSAR监测技术与传统方法的比较 (10)

一、我国地面沉降现状及形成原因 1.1、我国地面沉降现状一直以来，地质灾害给人类的经济生活带来了巨大损失，究其原因，绝大部分都是由于地球表面的形变引起的。其中不仅有地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等自然灾害，还有由于工程开挖、地下水抽取、堆载、爆破、弃土等引发的人为地质灾害。这些不可逆的地表形变已经成为影响区域经济和社会可持续发展的重要因素。目前，中国在19个省份中超过50个城市发生了不同程度的地面沉降，累计沉降量超过200毫米的总面积超过7.9万平方公里。中国地质调查局公布的《华北平原地面沉降调查与监测综合研究》及《中国地下水资源与环境调查》显示：华北平原不同区域的沉降中心有连成一片的趋势；长江区最近30多年累计沉降超过200毫米的面积近1万平方公里，占区域总面积的1/3。其中，上海市、江苏省的苏锡常三市开始出现地裂缝等地质灾害。其中中国长江三角洲、珠江三角洲及黄河三角洲都受到严重的地面沉陷的影响。仅上海地区，自1921年发生地面沉降以来，沉降总面积已超过1000平方公里，造成的经济损失高达2800亿元。我国最早发现地面沉降的是上海市，1922~1938年地面平均下沉26mm，至1965年沉降中心地面沉降最大值达2.63m，最大沉降速度每年达110mm；北京市区东部600km2，地面出现沉降，最大沉降累计达550 mm；天津市1959年开始出现地面沉降，1980年范围扩大到7300 km2，沉降量100mm以上的范围已达900 km2，沉降大于lm的范围达135 km2，最大累计沉降量为2.5米；西安市地面沉降发现于1959年，到1988年最大累计沉降量已达1.34米，年平均沉降量30-70mm的沉降中心有5处多，沉降量100mm的范围达200 km2；太原市沉降量大于200mm的面积有254 km2，大于1000毫米的沉降区面积达7.1 km2，最大累计沉降量达1380mm。此外，宁波、常州、苏州市、无锡市、嘉兴市、杭州市、台北、沧州、唐山等地区也发现地面沉降，新开发的城市海口市也已出现地面沉降。我国地面沉降的地域分布具有明显的地带性，主要位于厚层松散堆积物分布地区。图2 上海市地面沉降变化图 1、大型河流三角洲及沿海平原区主要是长江、黄河、海河及辽河下游平原和河口三角洲地区。这些地区的第四纪沉积层厚度大，固结程度差，颗粒细，层次多，压缩比强；地下含水层多，补给径流条件差，开采时间长、强度大；城镇密集、人口多，工农业生产发达。这些地区的地面沉降首先从城市地下水开采中心开始形成沉降漏斗，进而向外围扩展，形成以城镇为中心的大面积沉降区。 2、小型河流三角洲区主要分布在东南沿海地区第四纪沉积厚度不大以海陆交互相的粘土和砂层为主，压缩性

梅河煤矿六井地表沉陷观测总结报告

梅河煤矿六井地表沉陷观测总结报告总结人：黎竹成梅河六井测绘组 2014年1月

梅河煤矿六井地表沉陷观测总结报告一、工程概况辽源矿业集团梅河煤矿六井对应地表为梅河口市中和乡兰堡村，采动影响范围为兰堡村兰堡公路及其两侧农田（水田及旱田）。影响范围占地面积为579764m2, 观测测时间自2012年12月6日至2013年12月29日,共计388天。二、沉降监测技术依据 1 《煤矿测量规程》 2 《工程测量规范》（GB50026-2007） 3 本工程《技术设计书》三、沉降观测方法与技术一基准点与监测点的建立 1 基准点的建立依照有关规范及施测范围周边的实际情况,在远离沉陷范围的井口门附近布设了2个控制点L1和L2。控制点布设于沉降区外约500m的井口门附近。 2 沉降观测点的建立根据观测目的,沉降观测点的布设位置原则为:布设于明显而又有代表性的部位。按照以上要求,本次沉降观测点布设9个点。二采用的仪器设备本工程采用中纬ZTS602型全站仪及其配套的三脚架棱镜。三观测方法与实际精度技术要求及精度分析按照《工程测量规范》（GB50026-2007）中四等变形观测的技术要求施测，观测时读数取至0.1m。基准点往返观测校差、附合或环线闭合差≤±0.3nm，观

测点测站高差中误差≤0.1m，每站高差中误差≤0.15m，检测已测高差较差≤0.4nm，前后视距累计差≤0.3m。四观测周期2012年12月6日进行第一次观测。以后对该施测范围每半月观测一次，共观测24次。(不包括停工期间和发生特殊情况增加的观测)。四、内业计算与成果分析 (一)内业计算本次沉降观测使用中纬ZTS602型全站仪,外业自动记录,内业仪器自动平差后传入计算机得出数据。 (二)成果分析对基准点及沉降观测点精度成果表数据分析，观测成果符合有关技术规定要求，观测成果真实可靠。五、结论 (1)自2012年12月6日至2013年12月29日的观测成果分析,该施测范围从3#到11#在观测期间沉降量最大点是8号点,沉降量为-427mm,最小点是4号点,沉降量为-360mm,差异沉降量为-67mm。(2)从观测站记录成果整理分析和沉降曲线图观察，在这一年中，第二次与第四次观测为沉降稳定期，下沉量最小平均为-12 mm，最大平均为17 mm，第十三次与第二十一次观测为沉降衰退期，下沉量最小平均为-9 mm，最大平均为11 mm，整体平均为10 mm；第四次与第十三次观测为沉降活跃期，下沉量最小平均为-19 mm，最大平均为45mm，整体平均为32 mm。 (3) 自2013年12月29日最后的观测成果分析,该影响范围的各项观测点沉降量都小于等于沉降稳定限制500mm/年,沉降量稳定。 (4)六井地表观测站的实测资料经过数据处理后，与矿技术科有关人

浅析地面沉降的危害

浅析地面沉降的危害、发生机理及其预防措施（内蒙古第五地质矿产勘查开发院吴文平任国文）一、地面沉降的定义及其特点广义地讲，地面沉降是指地壳表面一切自然力或人类活动影响下所发生的区域性地面下降，就工程意义而言地面沉降是指某一区域内由于开采地下水或其他地下流体（如石油、天然气）导致的地表浅层第四纪松散堆积物压密或进一步固结引起的地面标高下降的现象。地面沉降的特点：①波及范围广，下沉速率缓慢，难以察觉，一旦发生了地面沉降，即使不考虑产生的原因，沉降了的地面也是可能完全复原的；②在同一沉降区域内存在一处或多处沉降中心，沉降中心的位置和沉降量与地下流体开采点的分布和开采量密切相关。二、地面沉降的危害地面沉降所造成的破坏和影响是多方面的。主要为区域性地面标高的损失而引起环境恶化给工农业生产、交通运输、城市建设和人民生活造成危害和严重的经济损失，其具体环境灾害表现如下： 1、在滨江或滨海区域易受河水或海水的侵袭，引起潮水、江水倒灌，给城市、农田造成严重经济损失。地面沉降也使内陆平原城市或地区遭受洪水灾害的频率增大、危害程度加重，尤其那些新构造盆地如江汉盆地、洞庭湖盆地、汾渭盆地及辽河盆地等。 2、对城市公共设施、交通运输、港口码头及水利设施的损害。例如城市中下水管道变形排水能力下降，河道桥下净空减小通航能力降低，既有河、海堤坝或防洪墙防洪、潮的能力降低，道路设施破坏，港口码头失效货物装卸能力下降等。 3、地面沉降的不均匀往往使地面和地下建筑遭受巨大的破坏，危及稳定、安全。如建筑物墙壁开裂、高楼脱空并使桩基产生负摩阻力，深井井管上升、井台破坏，桥墩不均匀下沉、自来水管弯裂漏水等。三、地面沉降的分布规律及成因 1、地面沉降的分布规律地面沉降的地域分布具有明显地带性，其范围主要局限于存在厚层第四纪堆积物的平原、盆地、河口三角洲或滨海地带。例如长江、黄河、海河及辽河下游平原和河口三角洲地区，这些地区的第四纪沉积厚度大，固结程度差，颗粒细，层次多，压缩性高；地下水含水层多，补给径流条件差，开采时间长，强度大；城镇密集、人口多，工农业生产发达。这些地区的地面沉降首先从城市地下水开采中心开始形成沉降漏斗，进而向外围扩展，形成以城镇为中心的大面积沉降区。 2、地面沉降的成因地面沉降发生的原因主要有自然因素和人为因素，自然因素主要是指新构造运动、强烈地震及海平面上升、欠固结土层自然固结等。人为因素主要是指大量抽取地下气、液体，建设大面积地面建筑群，固体矿床开采等。随着人类工程及经济活动的能力及强度的逐渐增强，其生产活动对地面沉降的影响通常已占主导地位。无论是何种因素，地面沉降都是因为改变了地层中原有应力状态，使地层发生变形的结果。城市地面沉降主要是因各种目的而进行的浅层疏干排水和抽取深层的气、液体，使地层内的气、液压降低，土颗粒间有效应力增加，地层压密固结的结果。这种因抽取地下水而形成的地面沉降，是地面沉降现象中发育最普遍，危害最严重的一类，其特点是沉降速率大，持续时间长，特别是含水层下部存在巨厚层高压缩性粘性土时。四、预测地面沉降量的估算方法