第六章矿山开采沉陷规律及观测站设计

开采沉陷规律：地下开采引起的地表移动变形的大小、空间分布形态及其与地质采矿条件的关系

岩层移动分区

三个移动特征区：Ⅰ—充分采动区（减压区COD）；Ⅱ、Ⅱ’—最大弯曲区；Ⅲ、Ⅲ’—岩石压缩区（支承压力区）GKMC、HLND

岩层移动和破坏的形式

（1）弯曲

（2）垮落（冒落）

（3）滚动（垮落岩石的下滑）

（4）片帮（挤出）

（5）岩石沿层面的滑移

（6）底板岩层的隆起

岩层移动和破坏形成的“三带”

根据岩层移动破坏的不同，把采动岩层分为三个部分，即岩层移动的“三带”：

1）垮落带Ⅰ；2）裂缝带Ⅱ；3）弯曲带Ⅲ；

在水体上采煤时，将采动岩体底板也分为三带：

1）底板采动破坏带；2）底板阻水带；3）底板承压水导升带

1、垮落带

指工作面开采达到一定宽度时引起上覆岩层顶板垮落的岩层移动区域

垮落带内岩层破坏特点是：

（1）分区性：不规则垮落带和规则垮落带

（2）碎胀性，碎胀系数值恒大于1，一般在1.5～1.80之间。

（3）可压缩性

（4）垮落带高度主要取决于采出厚度和上覆岩层的碎胀系数、岩性等，通常为采出厚度的3～5倍

2、裂缝带

在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层称为裂缝带特征：（1）岩体内裂隙多，但仍保持层状结构

（2）导水裂隙带高度与岩性密切相关

3、弯曲带

指裂缝带以上至地表的区域

特点：1）保持整体性和层状结构，隔水性能好

2）移动过程连续而有规律，不存在或极少存在离层裂缝

3）在竖直面内，各部分的移动值相差很小

4）当开采深度大时，H弯＞＞H裂

地表移动：指地下采空区面积扩大到一定范围后，岩层移动发展到地表，使地表产生移动与变形，在矿山开采沉陷的研究中称这一过程和现象为地表移动

分为两种形式：（1）连续的移动与变形；（2）非连续的破坏

地表移动主要的三种形式：

（1）地表移动盆地

当地下开采达到一定范围后，开采影响波及到地表，受波及影响的地表从原有的标高向下沉降，从而在采空区上方形成一个比采空区范围大得多的沉陷区域，称为地表移动盆地（2）裂缝及台阶

（3）塌陷坑

下沉：地表移动向量的垂直分量称为下沉，用w表示

水平移动：地表移动向量的水平分量称为水平移动，用u表示

充分采动：使地表下沉值达到该地质采矿技术条件下应有的最大值的采空区面积为临界开采面积，此时的地表采动影响称为充分采动

非充分采动:当采空区尺寸小于该地质采矿条件下的临界开采尺寸时，地表最大下沉值未达到该地质采矿条件下应有的最大值，称这种采动程度为非充分采动

超充分采动：当地表达到充分采动后，开采工作面继续推进时，地表酱油多个点的下沉值达到该地质采矿条件下应有的最大下沉值，此时的采动称为超充分采动

地表移动盆地的特征

特征：移动范围大于采空区范围；形状与倾角有关

移动盆地的分区

1）中间区；2）内边缘区（压缩区）；3）外边缘区（拉伸）

拐点：内外边缘区的分界点称为或下沉曲线的凹凸变化点

地表移动盆地的主断面

通过地表移动盆地最大下沉点所作的沿煤层走向和倾向的垂直断面称为地表移动盆地主断面

当地表非充分采动或者充分采动时，沿一个方向的主断面只有一个；当地表达到超充分采动时，垂直于充分采动方向的主断面有无数个

地表移动盆地主断面具有以下特征：

（1）在主断面上地表移动盆地的范围最大

（2）在主断面上地表移动最充分，移动量最大

（3）在主断面上，不存在垂直于主断面方向的水平移动

描述地表移动盆地内移动和变形的主要指标：下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形

地表移动盆地主要角量参数

描述地表移动盆地形态和范围的角量参数主要是边界角、移动角、裂缝角、充分采动角和最大下沉角

（1)边界角

在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地主断面上盆地边界点（下沉为10mm）至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为边界角

走向δ0、下山β0、上山γ0、急倾斜矿层底板λ0

以下沉10mm作为移动盆地最外边界点，以这些点圈定的边界称为移动盆地最外边界

（2)移动角

在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地主断面上三个临界变形中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为移动角

走向δ、下山β、上山γ、急倾斜矿层底板λ，表土移动角用φ表示，φ与α无关

对建筑物有影响的变形主要有：倾斜、曲率、水平变形

临界变形值：不需要维修能保证建筑物正常使用所允许的地表最大变形值称为临界变形值

（3)裂缝角

在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地主断面上，移动盆地最外侧的地表裂缝至采空区边界的连线与水平线在矿柱一侧的夹角称为裂缝角

走向δ〃、下山β〃、上山γ〃、急倾斜矿层底板λ〃

（4)充分采动角

在充分采动条件下，在地表移动盆地主断面上，移动盆地平底的边缘在地表水平线上的投影点和同侧采空区边界的连线与煤层在采空区一侧的夹角称为充分采动角

走向ψ3、下山ψ1、上山ψ2

（5)最大下沉角

在倾斜主断面上，由采空区的中点和地表移动盆地最大下沉点（非充分或充分采动）或地表移动盆地平底中心点（超充分采动）在地表水平上投影点的连线与水平线之间在煤层下山方向一侧的夹角，用θ表示

（

观测站：开采进行之前，在开采影响范围内的地表，按照一定要求设置的一系列互相联系的观测点

观测站的任务

(1)研究地质采矿条件与移动变形的关系，获得开采沉陷参数与地质采矿条件的关系

(2)获得地表与岩层内部的移动变形规律

(3)获得移动变形与建筑物破坏关系，确定临界变形值

(4)获得岩体内部破坏规律

观测站设计的原则

①观测线应布设在地表移动盆地的主断面上

②设站地区在观测期间不受邻近开采的影响

③观测线的长度要大于地表移动盆地的范围

④观测线上的测点应有一定的密度

⑤观测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。在冻土地区，控制点底面应在冻土线0.5m以下

⑥测点埋设要牢固，设在移动范围内的观测点与地表同步移动

观测站的布设形式

观测线一般由走向线和倾向线组成，两条线相互垂直。有时由于条件限制，只能设置一条或者半条观测线

观测设计包括设计说明书和绘制设计图两部分工作设计说明书包括：

①建立观测站的目的和任务

②设站地区的地形、地物及地质采矿条件 ③观测站设计时所采用的开采沉陷参数

④观测线位置及长度的确定，测点及控制点数目，位置及其编号 ⑤工作测点和控制点的构造及其埋设方法

⑥观测内容及其所用仪器，与矿区控制网的连测的方法和精度要求，连测的起始数据、观测时间、方法及精度要求

⑦观测站成果整理与分析的方法和要求，所要获得的成果 ⑧经费估算：包括观测站所需材料、占地、人工等费用的预算

观测站设计图包括观测站设计平面图和剖面图

剖面线装观测站的设计方法

观测站设计包括观测站的位置、观测线长度、观测点数目及其密度确定的（1)观测线位置确定（实际上是确定主断面位置） 1)倾向观测线位置确定方法

1）当地表非充分采动时，设在采空区中央 2）当地表超充分采动时：

沿煤层走向布设一条观测线

沿煤层走向、倾向（上山方向）各布设半条观测线

沿煤层走向、倾向、各布设一条观测线沿煤层倾向布设两条观测线沿煤层走向布设半条观测线

沿煤层走向、倾向（下山

方向）各布设半条观测线

当有充分采动角ψ3时，用ψ3确定倾斜观测R1R3到开切眼的距离D1应为:

303ψctg H D ≥

式中：ψ3——走向充分采动角； H0——平均采深，H0=（H1+H2）/2D3——倾斜观测线距工作面边界的距离无充分采动角ψ3，取

037.0H D ≥（ψ3=55°）

当邻近有已采区时，观测线应不受前采空区的影响：

?δδhctg ctg h H D +?--≥)()(01

式中，δ——走向移动角；Δδ ——调整值取20°；h ——表土厚度；φ——表土移动角

在推进过程中设站，应考虑工作面在设站后推过的距离：ct D D +≥'11

式中：c ——工作面推进速度，m/日； t ——设站至第一次观测的时间间隔；

2)走向观测线位置确定方法倾向非充分采动

a 、有θ时，用θ确定；

b 、无θ时，按下式求θ

倾向方向充分采动时，采动充分采动角或用θ确定（2）观测线长度确定

1）倾斜观测线长度确定—实际上是确定移动盆地边界

γγββ?cos )()()()(221L ctg h H ctg h H hctg AB +?--+?--+=式中：L ——工作面倾斜长度；γ，β——上山和下山移动角；Δγ——上山移动角修正值，一般Δγ =20°；Δβ——下山移动角修正值；h ——表土厚度，φ——表土移动角 2）走向观测线的长度 ①全走向观测线长度

l ctg h H hctg HF +?--+=)()(220δδ?

②半走向观测线长度

d ctg H ctg h H hctg GF ++?--+=300)()(ψδδ?

式中：l ——走向工作面长度；d ——超出倾斜线的长度；一般为（3~5）个测点间距（3）观测点数目及其密度控制点数

1）当观测线两端均可设控制点时，各端至少设两个控制点 2）当只有一端可设控制点时，则不少于三个控制点

地表移动观测站的观测工作主要包括：连接测量、全面观测、日常观测等（1）连接测量

目的是确定观测站与开采工作面之间的位置关系

注意：独立进行两次分类：平面连接测量、高程连接测量

（2）全面观测

目的是确定观测点的初始位置和高程

①高程测量；②平面位置测量

（3）日常观测

日常观测工作是指首次和末次全面观测之间适当增加的水准测量工作

观测成果的整理工作包括计算和绘图两部分

绘图点的确定一般按下列原则进行：

①下沉、水平移动直接绘在点的上方

②倾斜、水平变形绘在线段的中点

③曲率绘在两线段的中点

一个地表移动观测站的成果：

（1）地表移动盆地的范围、形状、大小，以及各种角值参数（边界角、移动角、裂缝角、最大下沉角、充分采动角）等；

（2）地表移动盆地主断面上的移动变形分布及其特征，移动变形最大值及其位置；

（3）工作面推进过程中移动变形的发展过程及其相应地表移动动态参数（起动距、超前影响距、超前影响角、滞后距、滞后角等）；

（4）地表移动过程中，地表移动速度的变化及与工作面的相应关系；

（5）地表移动各个阶段（初始阶段、活跃阶段、衰退阶段）的延续时间及地表移动延续总时间；

（6）工作面开始回采到地表开始下沉的时间；

（7）地表移动预测参数（下沉系数、水平移动系数、影响传播角、拐点偏距等）等

地表沉陷规律：是指地下开采引起的地表移动和变形的大小、空间分布形态及其与地质采矿条件的关系

地表下沉曲线的特征点

1）盆地边界点A、B

2）最大下沉点O

3）拐点E：移动盆地主断面上下沉曲线凹凸变化的分界点，即曲率为零的点

①水平煤层非充分采动时主断面内地表移动变形规律

②水平煤层充分采动时主断面内地表移动变形规律

③倾斜煤层非充分采动时主断面内地表移动变形规律

起动距：通常把地表开始移动（下沉为10mm）时的工作面推进距离称为起动距

一般在初次开采时，起动距为（1/4~1/2)H0（平均采深）

超前影响：在工作面推进过程中，工作面前方的地表受采动影响下沉

超前影响角：将工作面前方地表开始下沉（w＝10mm）的点和当时工作面边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称超前影响角，用ω表示

超前影响距：工作面前方开始移动的点到工作面的水平距离l称为超前影响距，用l表示

l——超前影响距；H0——平均采深

影响超前影响角ω的因素

1）当地表为非充分采动时，随工作面长度↑，ω↓。达到充分采动后，ω为一定值，当开采结束后，ω等于边界角

2）推进速度c↑，ω↑

滞后距：地表达到或接近充分采动时，地表最大下沉速度点距工作面的距离称为滞后距，用L表示。

滞后角：把地表最大下沉速度点与相应的采煤工作面连线和煤层水平线在采空区一侧的夹角称为滞后角,用φ表示

L——滞后距；H0——平均采深

影响最大下沉速度滞后角的因素

岩性、采深H0和工作面推进速度

地表点移动持续时间（或移动延续时间、移动总时间）

在充分采动或接近充分采动的情况下，下沉值最大的地表点从移动开始到移动稳定所持续的时间

按下沉速度的大小及对建筑物的影响程度，将地表点整个移动过程分为三个阶段：开始阶段、活跃阶段和衰退阶段

基本地址采矿因素对开采沉陷的影响：

①覆岩力学性质，岩层层位的影响

②松散层对地表移动特征的影响

③煤层倾角的影响

④开采厚度和开采深度的影响

⑤采区尺寸大小的影响

⑥重复采动的影响

⑦采煤方法及顶板管理方法的影响

采煤方法及顶板管理方法的影响

（1）对移动变形量的影响

（2）对覆岩破坏的影响

（3）对地表移动盆地的影响

沉降观测技术设计方案

宁夏银川市阅海万家三期G3地块工程沉降观测技术设计方案宁夏经纬数码测绘有限公司 2014年5月

宁夏银川市阅海万家三期G3地块工程沉降观测技术设计方案一、工程概况： 1、工程名称：阅海万家三期G3地块1#~19#住宅楼 2、工程地点：银川市金凤区，规划七号路南侧，正源北街东侧，四号路西侧。 3、建设管理方：宁夏银基房地产开发有限责任公司 4、工程规模：该项目拟建19幢住宅楼，层数为18层~28层，住宅建筑面积约为246541.0平方米；建筑结构为剪力墙结构。二、编制依据： 1、《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897-2006） 2、《工程测量规范》(GB50026-2007) 3、《建筑变形测量规范》(JGJ8-2007) 4、《中华人民共和国测绘法》三、目的和意义：高层建筑物属于高耸建筑物, 轻微的地基不均匀沉降, 将使高层建筑物产生较大的水平偏差, 在重载作用下, 产生较大偏心弯矩, 从而使原先在水平方向未能保持平整度的高层建筑物更加倾斜, 给高层建筑物施工带来了较大的安全隐患。实施高层建筑物基础沉降观测，可以及时评估高层建筑物基础是否稳定，分析基础不均匀沉降产

生原因，及时提出处理应对方法，确保高层建筑物安全施工。根据规范要求采用精密水准仪进行观测，以便能够确切地反映建筑地基基础、上部结构及其场地在静荷载或动荷载及环境等因素影响下的沉降程度或沉降趋势是否满足设计要求。四、人员组织及仪器配备 1、人员组织为保证监测工程的顺利进行，选派监测经验丰富、责任心强、业务水平精湛测量人员，组成监测小组。人员组织构成表 2、仪器设备的要求及配备 2.1、监测设备应具有高精度； 2.2、监测设备应具有稳定性； 2.3、设备应具有自动采集功能，已确定相应的测量精度和提高工作效率，以减少人工操作带来的人为误差。主要仪器设备配备表

矿山环境地质学论文

矿山环境治理的基本原则）摘要：矿山在开采资源的同时,不仅有诱发崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突变性地质灾害的可能,而且有诱发地面沉降、土壤荒漠化、水环境恶化、生态环境恶化等缓变性地质灾害的可能性。因此，必须做好从勘查、设计、开采到闭坑四个阶段的环境保护和综合治理。关键词：地质灾害; 矿山地质环境; 矿山环境治理一、概况我国是一个矿业大国,煤炭、钢铁、有色金属等产量均排于世界前列。随着工业的不断发展,矿产资源的需求和消耗越来越大,而采掘业的发展使矿产资源的开发力度、广度和深度也越来越大。目前品位较富、埋藏较浅,易采易选、交通方便的矿床已优先开采。矿床开采的趋势趋于深部复杂地层。矿山在开采资源的同时,不仅有诱发崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等突变性地质灾害的可能,而且有诱发地面沉降、土壤荒漠化、水环境恶化、生态环境恶化等缓变性地质灾害的可能性。二、矿山地质环境治理原则 1 以人为本、防灾减灾所有的地质灾害,直接或间接的对矿山职工和矿区居民的生命财产安全构成威胁,因此矿山环境治理首先要保证矿区免遭矿山开发诱发的各种地质灾害的危害,达到防灾减灾的目的。 2 因害设防、综合治理针对矿山地质环境破坏的特点、方式、分布及危害程度,抓住重点和关键环节,因地制宜、因害设防,采取拦、排、护、整、填、植等方面的综合治理措施对矿山环境进行治理。 3 注重效益、分期实施矿山地质环境治理工程应遵循生态社会效益优先的同时,争取最大的经济效益。区别不同的矿山地质环境问题,采取不同的治理措施。同时根据资金情况、矿山地质环境问题的危害大小、轻重缓急,分期、分阶段进行治理。 4 工程措施与生物措施相结合矿山环境治理只有将工程措施与生物措施紧密结合,才能达到矿山环境治理的最终目标。各种工程措施只要配置合理,就能根治地质灾害。但其缺点是投资过大,而生物措施恰好弥补工程措施的缺点,其投资较小,能改善小气候的特点,使其广泛应用于矿山环境治理中。三矿山地质环境治理具体措施 1 地下采空区和矿山疏干排水导致地面沉陷、形成地裂缝,影响地面的农田和建筑物。采空区是地下固体矿床开采后的空间及其围岩失稳而产生位移、开裂、破碎垮落,上覆岩层整体下沉、弯曲并引起的地表变形和破坏,在地面上常可见到圆形塌陷坑及平行于地下开采巷道的地裂缝。由于疏干排放地下水,改变了地下水流的自然渗流、径流条件,水浮力消失,水的潜蚀作用使充填物流失,形成空洞,在真空吸蚀力和重力作用下也可造成塌陷。对采空区的治理主要是为了预防与控制地表残余沉陷的发生。此类方法可细分为4 种: (1) 全部充填采空区支撑覆岩,以彻底消除地基沉陷隐患。充填法可分: 干石充填法、尾砂充填法、胶结充填法、注浆充填、水力充填和风力充填等。其中,以注浆法应用最广泛、效果最好; (2) 局部支撑覆岩或地面构筑物,减小采空区空间跨度,防止顶板垮落。常用的方法有注浆柱、井下砌墩柱和大直径钻孔桩柱或直接采用桩基法等; (3) 注浆加固和强化采空区围岩结构,充填采动覆岩断裂带和弯曲带岩土体离层、裂缝,使之形成一个刚度大、整体性好的岩板结构,有效抵抗老采空区塌陷向上发展,使地表只产生相对均衡的沉陷,以保证地表构筑物的安全;

开采沉陷

名词解释： 1.半无限开采：沿着工作面推进方向x 区间0到正无穷上被开采，而沿垂直工作面推进方向的开采尺寸足够大，使之达到充分采动。（1.2--1.4H ） 2.主要影响半径：半无限开采主要的地表移动和变形均发生在r x -=～r +的范围之内，称r 为主要影响半径。 2.下沉盆地的角度参数：边界角：开采达到或接近充分采动是，移动盆地主断面上盆地边界点和采空区边界点连续与采空区外侧水平线的夹角移动角：开采达到或接近充分采动时，移动盆地主断面上临界变形点和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角。下山、上山和走向方向的移动角分别用β、γ和δ来表示；i=± 3.0mm/m ；E=±2.0mm/m ；K=±0.2×10-3/m 。裂缝角：开采达到或接近充分采动时，采空区上方地表最外侧位置裂缝和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角最大下沉角：在移动盆地的倾斜主断面上，采空区的中点与地表下沉盆地中点的连线与矿层下山方向水平线的夹角 3.启动距：地表开始移动式工作面推进距离地表开始移动：观测地表下沉值达到10mm 地表移动时间：从地表开始移动到地表停止移动的持续时间。分为启动。活跃。衰减阶段，1.67mm/d ，百分之85 4.减沉开采：是通过改变采场顶板管理方法控制顶板下沉量，达到减缓地表沉陷量 5.协调开采：根据开采引起地表移动变形分布规律，通过合理的开采布局，开采顺序，方向时间等方法，减缓开采地表变形值 6.变形缓冲沟：是在建筑物周围地表挖掘的一定深度的沟槽。沟深超过基础底面深200--300mm ，沟槽不小于600m ，沟外缘建筑物外侧1--2m 7.变形缝：是将建筑物从屋顶到地基分成若干长度较小，刚度较大，自成变形体系的独立单元 8安全开采上限：安全开采边界的标高 9.安全开采深度：地表至安全开采边界的距离，即地面标高与安全开采上限的标高之差 10.安全煤岩厚度：水体地面向下至安全开采上边界水平面之间的距离 11.“三下”采煤：是指在建筑物下、铁路和公路下、水体下进行开采。 12.观测站：是指在开采影响范围内的地表、岩层内部或其他研究对象上，按一定要求设立一系列互相联系的观测点。 13.土地复垦：是指对矿区土地的恢复和再利用。 14.在x 、y 两个方向或任意一个方向未达到该地质采矿条件下的充分采动尺寸时为有限开采； 16.水平变形：是指相邻两点的水平移动差值与两点之间水平距离的比值填空 1.覆岩移动破坏形式：弯曲，跨落，片帮，岩石沿层面滑移，跨落岩石的下滑。地板岩层隆起。 2.稳态移动盆地划分为三个区域：中性区，压缩区和拉伸区 3.下沉盆地的角度参数：边界角：开采达到或接近充分采动是，移动盆地主断面上盆地边界点和采空区边界点连续与采空区外侧水平线的夹角移动角：开采达到或接近充分采动时，移动盆地主断面上临界变形点和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角裂缝角：开采达到或接近充分采动时，采空区上方地表最外侧位置裂缝和采空区边界点连线与采空区外侧水平线的夹角最大下沉角：在移动盆地的倾斜主断面上，采空区的中点与地表下沉盆地中点的连线与矿层下山方向水平线的夹角 4.启动距：地表开始移动式工作面推进距离地表开始移动：观测地表下沉值达到10mm 地表移动时间：从地表开始移动到地表停止移动的持续时间。分为启动。活跃。衰减阶段，1.67mm/d ，百分之85 5.开采沉陷预计理论有：影响函数方法，理论模型方

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。

矿山开采沉陷学(知识点整理)

矿山开采沉陷学第一章： 1：在地下开采前，岩体在地应力场作用下处于相对平衡状态。局部矿体被采出后，在岩体部形成一个采空区，导致周围岩体应力状态发生变化，引起应力重分布，从而使岩体产生移动变形和破坏，直至达到新的平衡。随着采矿工作的进行，这一过程不断重复。它是一个十分复杂的物理、力学变化过程，也是岩层产生移动和破坏过程，这一过程和现象称为岩层移动。 2：充分采动区COD位于采空区中部上方，其移动特征是：煤层顶板在上覆岩体重力作用下，先向采空区方向弯曲，然后破碎成大小不一的岩块向下冒落而充填采空区。此后，岩层成层状向下弯曲，同时伴随有离层、裂隙、断裂等现象。成层状弯曲的岩层下沉，使冒落破碎的岩块逐渐被压实。移动结束后，此区下沉的岩层仍平行于它的原始层位，层各点的移动向量与煤层法线方向一致，在同一层的移动向量彼此相等。 3：岩层移动形式（一）弯曲，这岩层移动的主要形式。当地下开采后，从直接顶板开始沿层面法线方向弯曲，直到地表。（二）岩层的垮落（或称冒落）。当煤层采出后，采空区附近上方岩层弯曲而产生拉伸变形。当拉伸变形超过岩层的允许抗拉强度时，岩层破碎成大小不一的岩块，冒落充填于采空区。此时，岩层不再保持其原有的层状结构。这是岩层移动过程中最剧烈的形式，通常只发生在采空区直接顶板岩层中。（三）煤的挤出（又称片帮）。采空区边界煤层在支承压力作用下，一部分被压碎挤向采空区，这种现象称为片帮。由于增压区的存在，煤层顶底板岩层在支承压力作用下产生竖向压缩，从而使采空区边界以外的上覆岩岩层和地表产生移动。（四）岩石沿层面的滑移。在开采倾斜煤层时，岩石在自重力的作用下，除产生沿层面法线方向的弯曲外，还会产生沿层面方向的移动。岩层倾角越大，岩层沿层面滑移越明显。沿层面滑移的结果，使采空区上山方向的部分岩层受拉伸，甚至剪断，而下山方向的部分岩层受压缩。（五）垮落岩石的下滑（或滚动）。煤层采出后，采空区为冒落岩块所充填。当煤层倾角较大，而且开采自上而下顺序进行，下山部分煤层继续开采而形成新的采空区时，采空区上部垮落的岩石可能下滑而充填新采空区，从而使采空区上部的空间增大，下部空间减小，使位于采空区上山部分的岩层移动加剧，而下山部分的岩层移动减弱。（六）底板岩层的隆起。当底板岩层较软时，在煤层采出后，底板在垂直方向减压，水平方向受压，导致底板向采空区方向隆起。

矿山开采沉陷学复习题

矿山开采沉陷学》复习题一、名词解释 1.地表移动盆地主断面：地表移动盆地内通过最大下沉点（或者说移动盆地的中心）所作的沿煤层走向的垂直断面。（P35） 2.临界开采面积：地表到充分采动时的采空区面积。 3.防砂安全煤岩柱：在松散弱含水层底界面至煤层开采上限之间为防止流砂溃入井下而保留的煤和岩层块段。（P321） 4.垮落带（冒落带）：用全部垮落法管理顶板时，回采工作面放顶后引起煤层直接顶板岩层产生破坏的范围。（P26） 5.移动角：在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地主断面上三个临界变形值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。（P43） 6.地表移动起动距：地表开始移动时工作面的推进距离。（P85） 7.半无限开采：工作面煤壁一侧的煤层未被采动，而另一侧的煤层全部采空的开采情况。 8. 超前影响角：将工作面前方地表开始移动（即下沉10mm）的点与当时工作面的连续，此连线与水平线在煤柱一侧的夹角。（P85）二、填空题三、简答题 1.什么是开采沉陷预计，其目的是什么？（P116）（1）对一个计划进行的开采，在开采进行以前，根据其地质采矿条件和选用的预计函数、参数，预先计算出受此开采影响的岩层和（或）地表的移动和变形工作，称为开采沉陷预计。（2）开采沉陷预计对开采沉陷理论的研究和生产实践都有重要意义。①在理论研究生的作用在于，利用预计的结果可以定量地研究受开采影响的岩层与地表移动在时间上和空间上的分布规律。②对指导建筑物下、铁路下、水体下的开采实践具有重要的作用。 2.岩层移动稳定后，覆岩采入影响分为哪几个带？各影响带的主要特征是什么？（P25—P27）（1）冒落带：①随着煤层的开采，其直接顶板在自重力的作用下，发生法向弯曲，当岩层内部的拉应力超过岩石的抗拉强度时，便产生断裂、破碎成块而垮落，冒落岩块大小不一，无规则地堆积在采空区内；②冒落岩石具有一定的碎胀性，冒落岩块间空隙较大，连通性好，有利于水、砂、泥土通过。冒落岩石的体积大于冒落前的原岩体积；③冒落岩石具有可压缩性；④冒落带的高度主要取决于采出厚度和上覆岩石的碎胀系数，通常为采出厚度的3~5倍。实践中可用下式近似估算冒落带高度：h=m/[(k-1)cosα]。（2）裂隙（或称断裂）带：该带内岩层产生较大的弯曲、变形及破坏，其破坏特征是，裂缝带内岩层不仅发生垂直于层理面的裂缝或断裂，而且产生顺层理面的离层裂缝。（3）弯曲（又称整体移动）带：①弯曲带内岩层在自重力的作用下产生层面法向弯曲，在水平方向处于双向受压缩状态，因而其压实程度较好，一般情况下具有隔水性，特别是当岩性较软时，隔水性能更好，成为水下开采时的良好保护层，当透水的松散层在弯曲带内就不能起到这种作用；②弯曲带内岩层的移动过程是连续而有规律的，并保持其整体性和层状结构，不存在或极少存在离层裂缝。在竖直面内，各部分的移动值相差很小；③弯曲带内的高度主要受开采深度的影响。 3.影响地表移动盆地分布规律的地质采矿因素有哪些？(P95-P104) ①覆岩力学性质、岩层层位的影响；②松散层对地表移动特征的影响；③煤层倾角的影响； ④开采厚度与开采深度的影响；⑤采区尺寸大小的影响；⑥重复采动的影响；⑦采煤方法及顶板管理方法的影响。 4.采矿引起开采空间周围岩层移动的主要形式有哪些？每种移动形式具备的条件是什么？（P23-P24）（1）弯曲：当地下煤层采出后，上覆岩层中的各个分层，从直接顶板开始沿层理面的法线

建筑物沉降观测技术设计书

晋城市城市供水管网提升工程供水站建筑物沉降观测方案山西太行矿业工程技术有限公司二O 一七年八月

晋城市城市供水管网提升工程供水站建筑物沉降观测方案方案编写人：李鹏飞审核人：王青懿总工：江爱国单位负责人：冯小华一、工程基本情况 (1) （一）工程概况 (1) （二）目的与任务 (1) 山西太行矿业工程技术有限公司二O 一七年八月

二、编制依据 (2) 三、沉降观测方案 (2) （一）沉降观测精度、时间、次数： (2) （二）基准点和观测点的布设 (4) （三） ....................................................................................................... 沉降观测设备仪器、技术要求及控制要点 (4) （四）点位的埋设和施测要点 (6) （五）施测方法 (7) 四、沉降观测提交的成果资料 (8) 五、质量控制措施 (8) 六、观测点的保护 (8)

建筑沉降变形观测方案技术设计书一、工程基本情况（一）工程概况晋城市城市供水管网提升工程位于晋城市北石店镇畅安路以东，陵沁路以南，场地南侧为城市规划道路，拟建场地总占地面积6930m2，建筑用地6300m2，道路用地630m2。该工程拟建建筑物包括：调度中心、泵房、维修车间、消毒间、预留滤池、吸水井及清水池，均为1-2 层建筑，其中业务用房占地面积613.53 m2，建筑高度5.25 m;泵房占地面积283.81 m2，建筑高度6.15 m;维修车间占地面积152.51 m2,建筑高度4.35m；消毒间占地面积159.25 m2,建筑高度 4.35m；吸水井占地面积120 m2，地下高度4.0m, 地上高度1.0m；预留滤池占地面积120 m2;清水池一占地面积259.93m2；清水池二占地面积259.79m2。该工程设计单位为晋城市规划设计研究院,监理单位为德圣工程有限公司,施工单位为山西省工业设备安装集团公司,于2017年4月5日开工建设,主要建筑物含泵房地下一层、地上一层、维修车间、消毒间、业务用房一层。（二）目的与任务本次设计的目的及任务是选择安全可靠,经济合理的方案。为了保证建（构）筑物的使用寿命和建（构）筑物的安全性,避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。通过对晋城市城市供水管网提升工程场地建筑物进行沉降观测，并对结果（沉降量、沉降

开采沉陷研究的意义

1绪论 1．1开采沉陷研究的意义煤炭资源是我国的主要能源，已探明总储最在9000×10。t以上，含煤面积达 55万多平方公里，是世界上煤炭资源最丰富的国家之一。据预测．到2050年煤炭资源仍占我国能源需求的70％眦上…，因此对地下各种赋存条件煤炭资源的开采将是一项长期的任务。我国煤炭资源的分布也十分广泛，平原、丘陵、山区的地下蕴藏着丰富的煤炭资源，在一些建筑物下、铁路下、水体下(简称“三下”)也压着大量的煤炭资源．据原煤炭部1982年的不完全统计，我国仅统配煤矿的生产矿井“三下”压煤就达137 9×10。t。我国煤炭的赋存条件也千差万别．其中急倾斜或大倾角煤层的开采越来越受到人们关注，其原因有三个方面：一是在全国重点煤矿区有 20处100多个矿井是急倾斜(也称“大倾角”)煤层开采，急倾斜或大倾角煤炭储量约占全国煤炭储量的15％～20％，特别是在我国的西部矿区50％阻上矿井开采的是急倾斜煤层，如主要产煤省、市、自治区有四川、重庆、云南、贵州、新疆、甘肃、宁夏等的急倾斜(大倾角)煤层是许多矿区或矿井的主呆煤层。随着我国西部大开发战略的实施，我国矿产资源开采重点西移，煤炭资源开采已成为西部地区区域经济发展的重要支柱，加强对急倾斜(大倾角)煤层开采地表沉陷机理的研究是西部煤炭开采的重大课题。二是东部矿区赋存条件较好的煤层越来越少．加上多年来高强度的开采，浅部赋存条件较好煤层的开采也日益枯竭，从而使急倾斜(大倾角)煤层问题迅速进入了人们的视野，引起了人们的高度重视，如山东兖州矿区、河北邢台和开滦矿区、安徽淮南与淮北矿区、江苏徐州矿区等的许多矿井不得不由条件相对优越的煤层开采转向复杂的急倾斜(大倾角)煤层开采。很显然．要保持矿区生产的高产、高效和可持续发展．也必须加强对急倾斜(大倾角)煤层开采岩层移动与地表沉陷问题的研究。三是对急颊斜(大倾角)煤层开采岩层移动与地表沉陷问题

《矿山开采沉陷学》复习题

《矿山开采沉陷学》复习题一、名词解释 1.地表移动盆地主断面：地表移动盆地内通过最大下沉点（或者说移动盆地的中心）所作的沿煤层走向的垂直断面。（P35） 2.临界开采面积：地表到充分采动时的采空区面积。 3.防砂安全煤岩柱：在松散弱含水层底界面至煤层开采上限之间为防止流砂溃入井下而保留的煤和岩层块段。（P321） 4.垮落带（冒落带）：用全部垮落法管理顶板时，回采工作面放顶后引起煤层直接顶板岩层产生破坏的范围。（P26） 5.移动角：在充分采动或接近充分采动的条件下，地表移动盆地主断面上三个临界变形值中最外边的一个临界变形值点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角。（P43） 6.地表移动起动距：地表开始移动时工作面的推进距离。（P85） 7.半无限开采：工作面煤壁一侧的煤层未被采动，而另一侧的煤层全部采空的开采情况。 8. 超前影响角：将工作面前方地表开始移动（即下沉10mm）的点与当时工作面的连续，此连线与水平线在煤柱一侧的夹角。（P85）二、填空题三、简答题 1.什么是开采沉陷预计，其目的是什么？（P116）（1）对一个计划进行的开采，在开采进行以前，根据其地质采矿条件和选用的预计函数、参数，预先计算出受此开采影响的岩层和（或）地表的移动和变形工作，称为开采沉陷预计。（2）开采沉陷预计对开采沉陷理论的研究和生产实践都有重要意义。①在理论研究生的作用在于，利用预计的结果可以定量地研究受开采影响的岩层与地表移动在时间上和空间上的分布规律。②对指导建筑物下、铁路下、水体下的开采实践具有重要的作用。 2.岩层移动稳定后，覆岩采入影响分为哪几个带？各影响带的主要特征是什么？（P25—P27）（1）冒落带：①随着煤层的开采，其直接顶板在自重力的作用下，发生法向弯曲，当岩层内部的拉应力超过岩石的抗拉强度时，便产生断裂、破碎成块而垮落，冒落岩块大小不一，无规则地堆积在采空区内；②冒落岩石具有一定的碎胀性，冒落岩块间空隙较大，连通性好，有利于水、砂、泥土通过。冒落岩石的体积大于冒落前的原岩体积；③冒落岩石具有可压缩性；④冒落带的高度主要取决于采出厚度和上覆岩石的碎胀系数，通常为采出厚度的3~5倍。实践中可用下式近似估算冒落带高度：h=m/[(k-1)cosα]。（2）裂隙（或称断裂）带：该带内岩层产生较大的弯曲、变形及破坏，其破坏特征是，裂缝带内岩层不仅发生垂直于层理面的裂缝或断裂，而且产生顺层理面的离层裂缝。（3）弯曲（又称整体移动）带：①弯曲带内岩层在自重力的作用下产生层面法向弯曲，在水平方向处于双向受压缩状态，因而其压实程度较好，一般情况下具有隔水性，特别是当岩性较软时，隔水性能更好，成为水下开采时的良好保护层，当透水的松散层在弯曲带内就不能起到这种作用；②弯曲带内岩层的移动过程是连续而有规律的，并保持其整体性和层状结构，不存在或极少存在离层裂缝。在竖直面内，各部分的移动值相差很小；③弯曲带内的高度主要受开采深度的影响。 3.影响地表移动盆地分布规律的地质采矿因素有哪些？(P95-P104) ①覆岩力学性质、岩层层位的影响；②松散层对地表移动特征的影响；③煤层倾角的影响； ④开采厚度与开采深度的影响；⑤采区尺寸大小的影响；⑥重复采动的影响；⑦采煤方法及顶板管理方法的影响。 4.采矿引起开采空间周围岩层移动的主要形式有哪些？每种移动形式具备的条件是什么？

沉降观测方案设计64708

株洲市银天广场工程沉降观测施工方案编制：湖南省第五工程有限公司株洲银天广场工程项目经理部日期：二0一一年八月

株洲市银天广场工程沉降观测施工方案审批页编制：审核：审批：编制：湖南省第五工程有限公司株洲银天广场工程项目经理部

日期：二0一一年八月一、工程概况银天广场工程位于株洲市天元区天台路与黄河南路交汇处。本工程地下3层，地上26层，是一座集地下车库，裙楼商场，主楼办公、公寓于一体的综合性大厦，总建筑面积为123989.26m2，其中：地下室3层，建筑面积为24863.8m2；1～5层裙楼，建筑面积29087.26m2；6～26层主楼，建筑面积70038.2m2。本工程建筑结构形式为框架剪力墙结构。地下负三层、负二层为车库，负一层为商业用房，负一层层高为4.9米，负二层、负三层层高为3.3米；1～5层为商业用房，一层层高为5.5米，二～四层层高为4.6米，五层层高为4.55米；22.65米标高至24.925米标高为设备层，层高为2.15米；南向主楼的六层至二十六层为办公、公寓，层高为3.5米；东向主楼的六层至二十层为办公、公寓，层高为3.5米；建筑高度为99.65米，屋面设电梯机房等设施，建筑最高高度为109.4米。本工程在G-H轴及1/7～1/8轴处各设一道变形缝。设结构缝将建筑物分成4个独立的结构单元。分别是A、B、C、D区，A、B区建筑物高度为99.65m；C区建筑高度为78.50m；D区建筑物高度为23.85m。本工程建筑工程等级为一级，建筑安全等级为二级，设计使用年限为50年，为非抗震设防。本工程建筑物耐火等级为一级。

灾害地质学读书报告

灾害地质学读书报告矿区地质灾害分析摘要:中国是世界上矿山地质灾害多发的国家之一。矿山地质灾害关系到国计民生,关系到社会的可持续发展,常见的矿山地质灾害包括矿井突水、瓦斯爆炸、采空区塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、水土流失等。对矿山地质灾害必须予以高度关注,矿山地质灾害的防治是项综合的系统工程。本文对矿区地质灾害发生原因，表现形式与防治等对简要分析。关键字:地质灾害，原因，表现形式，防治一、前言能源、冶金、有色金属等矿产资源的开采和利用，对国民经济的发展具有巨大促进作用。但地下矿产资源的开发会引起开采沉陷，从而引发一系列地质灾害，必须采取措施对灾害进行防治。开采沉陷是指地下有用矿物采出后，开采区域周围岩体的原始应力状态受到破坏，应力重新分布以达到新的平衡，在此过程中，岩层和地表产生连续的移动变形和非连续的开裂、冒落等破坏现象[1]。二、采矿引起地质灾害的原因当开采面积达到一定范围之后，起始于采场附近岩体的移动和破坏将扩展到地表，引起地表变形，导致位于移动岩体内的井巷、峒室等以及位于开采影响范围内地表的房屋、建筑物、水体、铁路和管线等改变其原有状态，甚至破坏，称之为采动损害[2]。矿区开采沉陷引起的损害是一种突发性地质灾害，其实质是地下开采空间扩大而引起的岩体内应力变化且向其周围介质传播扩散的结果。岩体本身是一种非常复杂的介质，它不仅是由各种不同性质的岩层组成，而且还由于褶皱、断层等各种地质作用而产生了大量的不连续面。在一定的地质采矿条件下，开采引起的岩体应力变化，并向采空区上方岩层至地表传播扩散，按形变程度不同，可分为冒落带、断裂带、离层带和弯曲带。这4种变形带的出现

矿山开采沉陷学答案整理 2

1．“三带”的定义? 答：冒落带是指用全部垮落法管理顶板时，回采工作面放顶后引起煤层直接顶板岩层产生破坏的范围。裂缝带：在采空区上覆岩层中产生裂缝、离层及断裂，但仍保持层状结构的那部分岩层。弯曲带：又称整体移动带，位于裂缝带之上直至地表。 2.地表移动盆地边界的确定（此题答案不确定）一、地表移动盆地边界的划分地表移动盆地划分成如下三个边界： (一)移动盆地的最外边界移动盆地最外边界是以地表移动和变形都为零的盆地边界点所固定的边界。这个边界由仪器观测确定。考虑到观测误差一般取下沉为10mm的点为边界点。所以，最外边界实际上是下沉为10mm的点圈定的边界。（图中ABCD） (二)移动盆地的危险移动边界危险移动边界是以盆地内的地表移动与变形对建筑物有无危害而划分的边界。（图中A’B’C’D’）不同结构的建筑机能承受最大变形的能力不一样，所以各种类型的建筑物都应有对应的临界变形值。在确定移动盆地内危险移动边界时，用相应建筑物的临界变形值圈定，会更接近于实际。 (三)移动盆地的裂缝边界裂缝边界是根据移动盆地内最外侧的裂缝圈定的边界。 3.地表移动观测站设计内容有哪些？答：观测站设计包括便携设计说明书和绘制设计图两部分工作。设计说明书应包括下列内容： 1)建立观测站的目的和任务 2)设站地区的地形、地物及地质采矿条件 3)观测站设计时所用的开采沉陷参数 4)观测线的位置及长度的确定，测点及控制点的数目、位置及其编号 5)工作测点和控制点的构造及其埋设方法 6)观测内容及所用仪器，与矿区控制网的联测方法，精度要求，联测的起始数据，定期观测时间、方法及精度要求，有关地表采动影响的测定，编录方法。 7)经费估算：包括观测站所需材料、购地、人工等费用的预算 8)观测成果的整理方法与分析步骤，所需获得的成果 4.水平煤层(或沿煤层定向主颁)非充分采动时主断面内下沉曲线特征? 答：判别：水平煤层开采时的采动程度可用走向充分采动角φ3来判别。当用φ3 角作的两直线交于岩层内部而未及地表时，此时地表为非充分采动。（一）下沉曲线下沉曲线表示地表移动盆地内下沉的分布规律。设沿主断面方向为x轴，下沉曲线为W(x)=F(x) 在讨论分布规律时，先要确定下沉曲线上的三个特征点： 1．最大下沉点o：下沉值最大。在水平煤层开采时，在采区中央正上方。 2．盆地边界点A、B：据走向边界角δ0作边界点A、B，此处下沉值为零。 3．拐点E：拐点是指下沉曲线凹凸的分界点。拐点从理论上讲应位于工作面开采边界的正上方，但由于工作面边界附近的顶板并不切煤壁冒落或呈阶状弯曲，存在悬顶距，因此在四周没采情况下，拐点E不在工作面开采边界的正上方而是略偏向采空区一侧。在地表达充

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，

高层建筑沉降观测的规范要求

变形控制测量 5.1 一般规定 5.1.1 各类沉降观测的等级和精度要求，应视工程的规模、性质及沉降量的大小及速度进行设计而确定。同一测区或同一建筑物随着沉降量和速度的变化，可以采用不同的观测精度。 5.1.2 布置和埋设沉降观测点（变形点）时，应考虑观测方便、易于保存、稳固和美观。 5.1.3 沉降观测宜采用几何水准测量方法，也可采用静力水准测量方法。 5.1.4 观测记录和成果应清晰完整、准确无误，并符合本规程9.1节的规定。每一周期观测完后，可提供周期或阶段性成果。整个工程结束后，应提供综合性成果资料。 5.1.5 对于深基础建筑或高层、超高层建筑，沉降观测应从基础施工开始，以获取基础和主体荷载的全部沉降量（该建筑的总沉降量）。 5.5 建筑物沉降观测 5.5.1 建筑物沉降观测应测定建筑物及地基的沉降量、沉降差及沉降速度并计算基础倾斜、局部倾斜、相对弯曲及构件倾斜。 5.5.2 沉降观测点的布设应能全面反映建筑物及地基变形特征，并顾及地质情况及建筑结构特点。点位宜选设在下列位置： 1 建筑物的四角、大转角处及沿外墙每10～15m处或每隔2～3根柱基上。 2 高低层建筑物、新旧建筑物、纵横墙等交接处的两侧。 3 建筑物裂缝和沉降缝两侧、基础埋深相差悬殊处、人工地基与天然地基接壤处、不同结构的分界处及填挖方分界处。 4 宽度大于等于15m或小于15m而地质复杂以及膨胀土地区的建筑物，在承重内隔墙中部设内墙点，在室内地面中心及四周设地面点。 5 邻近堆置重物处、受振动有显著影响的部位及基础下的暗浜（沟）处。 6 框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。 7 片筏基础、箱形基础底板或接近基础的结构部分之四角处及其中部位置。 8 重型设备基础和动力设置基础的四角、基础型式或埋深改变处以及地质条件变化处两侧。 9 电视塔、烟囱、水塔、油罐、炼油塔、高炉等高耸建筑物，沿周边在与基础轴线相交的对称位置上布点，点数不少于4个。 5.5.3 沉降观测的标志可根据不同的建筑结构类型和建筑材料，采用墙（柱）标志、基础标志和隐蔽式标志等形式。各类标志的立尺部位应加工成半球形或有明显的突出点，并涂上防腐剂。标志的埋设位置应避开如雨水管、窗台线、暖气片、暖水管、电气开关等有碍设标与观测的障碍物，并应视立尺需要离开墙（柱）面和地面一定距离。隐蔽式沉降观测点标志的型式可按本规程附录D规定执行。当应用静力水准测量方法进行沉降

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

帝缘金座1#楼沉降观测设计说明书

目录摘要 (2) 引言 (2) 一.项目概况 (2) 二.作业依据及执行标准 (2) 三.基准点的埋设及观测点的布设 (3) （一）基准点的埋设 (3) （二）观测点的布设...................................................... (3) 四、沉降观测 (4) （一）观测仪器及设备 (4) （二）观测的精度及要求 (4) （三）观测方法 (4) （四）观测时间、次数及工作量…………………………………………………………… .6 五.沉降观测资料及成果的整理 (6) 六.沉降观测资料的提交 (7) 七.沉降观测中常遇到的问题及其处理 (7)

帝缘金座1＃楼沉降观测设计摘要：文章结合工程实例，提出了高层建筑施工中沉降观测的基本要求和施测步骤，阐述了常见问题的处理方法，以避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，提高高层施工中的沉降观测质量。关键词：基准点、沉降点、沉降速度引言：随着社会的不断进步，物质文明的极大提高及建筑设计施工技术水平的日臻成熟完善，同时，也因土地资源日渐减少与人口增长之间日益突出的矛盾，高层及超高层建(构)筑物越来越多。为了保证建构筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中应用沉降观测加强过程监控，指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。一项目概况项目名称：帝缘金座1＃楼沉降观测工程地点：合肥新站综合开发试验区，北二环路以南，张洼路以东建设单位：合肥帝园置业发展有限公司设计单位：合肥新站综合开发试验区规划建筑设计研究院有限公司结构形式：裙楼三层，主楼地下一层、地上十八层，框架剪力墙结构主体层数：地下一层，埋深约3～4米、裙楼三层，高度约11.4米，主楼地上十八层，高度约56米。观测目的：通过对主楼及裙楼的沉降观测获得的数据，监视工程设施在施工及运营期间的安全。二作业依据及执行标准（一）合肥帝园置业发展有限公司提供的帝缘金座1＃楼平面布置图（二）合肥帝园置业发展有限公司提供的《岩土工程勘察报告》（三）《建筑变形测量规程》（JGJ/T8—97）

沉降观测设计书

：编号：密级沉降观测技术设计书

沉降观测技术设计书目录一、任务概况及目的 (2) 二、作业依据 (2) 三、沉降观测方案 (2) （一）精度要求 (2) （二）基准点和工作点的布设 (2) （三）建筑物观测点的布设 (3) （四）沉降观测方法和技术要求 (3) （五）沉降观测作业要求 (6) （六）沉降观测成果的重测与取舍 (6) （七）沉降观测的成果整理 (6) （八）沉降观测周期 (7) 四、上交资料 (7) 五、观测点的保护 (8) 六、安全文明施工 (8) 七、附件 (9)

1 沉降观测技术设计书沉降观测技术设计书一、任务概况及目的商业综合体、写字楼项目位于**市**路以南，**街以西，**路以北，**市**中2,2 ,其中：地上总,总建筑面积学以东。工程建筑占地面积：32370.0 m265155.74m2,2,。结构形式为框架剪力墙结构，69429.24 m,建筑面积195726.5 m地下建筑面积地下二层（局部夹层），其中商业综合体、写字楼地上为二十八层，部分商场地上三层；商业综合体、写字楼建筑高度104.44m，裙房部分建筑高度为27.3m。通过对商业综合体、写字楼建筑物施工期及营运期不同阶段的沉降观测，并对成果（沉降量、沉降差、沉降速度、局部倾斜及建筑物倾斜量）进行分析、比较，研究该建筑物在施工期和营运期的稳定性，以确保建筑物及其周围环境的安全。二、作业依据 1．《建筑变形测量规程》JGJ/T8－97； 2．《工程测量规范》GB50026－93； 3．《国家一、二等水准测量规范》GB/12897-2006； 4．《建筑工程资料管理规程》 5．本项目技术设计书；三、沉降观测方案（一）精度要求 1．根据设计要求，本次沉降观测应采用二级变形观测。 2．精度要求：观测点测站高差中误差≤0.50mm。（二）基准点和工作点的布设 1．基准点须埋设在建筑物的压力传播范围以外，距离新建建筑物基坑边线不小于15米，位置稳定、易于长期保存的地方。基准点采用标准埋石或墙上、墙脚水准标志，并且基准点必须要有检核条件。基准点不能少于3个。 2．基准点应定期复测，复测周期应视基准点所在位置的稳定情况而定，在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外界因素影响 2 沉降观测技术设计书

GPS与InSAR数据融合在矿山开采沉陷形变监测中的应用探讨

第32卷第1期 2007年1月测绘科学 Science of Surveying and M app ing Vol 132No 11 Jan 1 作者简介:独知行(1965Ο ),男,江苏沛县人,博士,教授,博士生导师,主要从事GPS 理论与应用、空间数据的物理解释、I nS AR 、变形监测与分析等方向的研究。E Οmail:zhixingdu65@1631com 收稿日期:2006Ο04Ο13 基金项目:青岛市自然科学基金(04Ο2ΟJZ Ο101);基础地理信息与数字化山东省重点实验室基金(S D040214) GPS 与I nSAR 数据融合在矿山开采沉陷形变监测中的应用探讨独知行① ,阳凡林① ,刘国林① ,温兴水 ② (①山东科技大学地球信息科学与工程学院,山东青岛　266510;②山东肥城矿业集团公司,山东肥城　271601) 【摘　要】GPS 与I nS AR 数据融合具有重要的研究意义,本文分析了传统测量方法在矿山开采沉陷形变监测中的不足,讨论了GPS 与I nS AR 数据融合的技术优势及其在I nS AR 相位解缠算法、水汽模型和大气层延迟误差改正模型、时间域与空间域的融合模型和算法等方面研究内容,提出了GPS 与I nS AR 数据融合的研究特点与具体方法,并给出了比较详细的研究方案。【关键词】GPS;I nS AR;数据融合;矿山开采沉陷;相位解缠;大气层延迟模型【中图分类号】TP196;P258 【文献标识码】A 【文章编号】1009Ο2307(2007)01Ο0055Ο03 1　引言矿山大面积的开采在地表出现了地面形变和地面沉降,其影响范围可达几十到几百k m 2,由此引起的地形和水文的变化在相当大的程度上破坏了耕地、建筑物及其他基础设施。长期以来,人们一直致力于因开采所产生的破坏的研究与治理[1,2]。矿山开采造成的地面沉降一直是矿山工作者关注的热点。在相当长的一段时间里,矿山开采地面沉降监测的手段和方法并未有较大变革。传统监测手段和方法的有效性被广泛重视和利用,但其在应用过程中暴露出的不足显而易见,归结为:①观测过程长,所用经费高;②观测标志的保存与维护比较困难;③获取数据为离散点形变信息,难以反映连续形变规律。I nS AR 是极具潜力的空间对地观测新技术,其高分辨率和连续空间覆盖特征是已有对地监测方法如GPS,VLB I 和S LR 等所不具备的,它在沉降监测方面所表现出的优势已被多个范例所验证[3]。因此,利用I nS AR 技术开展矿山开采沉陷形变监测的研究具有重要的应用价值。目前,该方面的研究成果在国际上并不多见,在我国尚处于起步阶段。GPS 是一门较为成熟的技术,在许多领域得到了有效应用,其与I nS AR 技术具有较强的互补性,将GPS 和I nS AR 技术融合可以获得更高精度和更有效的成果[4]。鉴于我国矿山开采造成地面沉降的性质和特点,开展GPS 与I nS AR 数据融合的研究并加以应用,将具有较好的针对性和重要的研究意义。本文针对该方向研究的技术优势、研究特点和研究方案做一阐述和探讨。 2　数据融合的技术优势合成孔径雷达干涉(Synthetic Aperture Radar I nterfer ome 2 try,简称I nS AR )是新近发展起来的空间遥感技术,机载或星载合成孔径雷达通过微波对地球表面主动成像,记录地面分辨元的雷达后向散射强度信息和与斜距有关的相位信息。对覆盖同一地区的2幅雷达图像的联合处理可以提取出相位差图(即干涉图),建立数字高程模型(DE M );三幅或三幅以上雷达图像的二次差分干涉相位图被用来提取地球表面形变信息,如地震形变、火山运动、冰川漂移、地面下沉以及山体滑坡等,观测精度可以达到c m 级甚至mm 级的量级,这是一种扩展的I nS AR 称为差分干涉(简称D ΟI nS AR )。它具有比GPS 更高的垂直形变观测精度、采样密度高(100m 之内)、空间延续性好、非接触性和无需建立地面接收站等优点,被认为是前所未有极具潜力的空间对地观测新技术[4,5]。 I nS AR 作为一种空间对地监测手段,它的数据质量主要受到S AR 卫星轨道误差、系统热噪声去相关、多普勒质心去相关、空间基线去相关、地面散射去相关、时变去相关、大气层延迟误差、地形畸变、数据处理过程噪声等因素影响,在这些方面不同S AR 卫星存在不同程度的表现,不同原因产生不同的结果。为此,可以采用不同的方法或模型减弱或消除这些影响。利用获得的精密星历可以减少卫星轨道误差,如ERS Ο1和ERS Ο2卫星从荷兰D elft 大学空间对地观测研究组(D EOS )获取精密星历减小轨道误差[6Ο8];通过信噪比值(S NR )来确定系统热噪声对相位的影响是一个很好的办法,得到普遍应用[9Ο12];多普勒去相关一般可以通过方位向滤波消除,地面散射去相关利用散射去相关对地面变形量影响的关系式加以确定[4,9Ο14],依据基线长度选择合适的干涉像对可以消除基线去相关的影响;I nS AR 时间序列数据库方法和永久性散射方法是削弱时变去相关影响所采用的两种新方法[15,16];减弱大气层延迟误差主要采用的方法包括利用InS AR 图像建立水汽模型对I nS AR 数据进行改正[14,17Ο22]。随着研究和应用的深入,对于影响I nS AR 数据质量的众多误差项的处理还将会有很好的发展和改进。但InS AR 仍具有自身难以克服的诸多问题,如大气层延迟、卫星轨道误差、地表状况和时变去相关性及时间分辨率等影响,迫切需要其他对地观测技术的参与[23Ο29]。 GPS 是一种高精度的对地观测技术,能较精确地确定电离层、对流层参数,具有非常好的定位精度和时间分辨率。比较InS AR 与GPS 两种技术,其互补性主要表现为:①GPS 定位精度高,定位精度已达10-8～10-9,但是其空间分辨率较低,GPS 基线长度需要几至几百km ,而I nS AR 提供的是整个区域面上的连续信息;②

第六章 矿山开采沉陷规律及观测站设计