程潮鐵礦的變形監(jiān)測分析

吳崇真

（1.武漢科島地理信息工程有限公司，湖北 武漢 430081）

1 工程概況

程潮鐵礦位于湖北省鄂州市，是武漢鋼鐵集團公司重要的礦石生產(chǎn)基地。礦區(qū)東自細王沖，西至塔橋廟，南北各有1條水泥公路，面積約4.5 km2。程潮鐵礦礦區(qū)已經(jīng)開采的和正在開采的工作面共5個，分別為-290 m水平、-307.5 m水平、-325 m水平、-342.5 m水平和-360 m水平。2006年4月17日～18日，程潮鐵礦礦區(qū)發(fā)生了多次地面沉降。在地面沉降變形區(qū)的中心部位，形成了面積約4 140 m2的塌陷坑。

2 監(jiān)測點位布設(shè)

為確保礦山的正常運營[1]，將礦山主要構(gòu)造物（選礦廠、礦區(qū)道路等）納入監(jiān)測[2,3]范圍內(nèi)，監(jiān)測面積約4 km2。如圖1所示，共布設(shè)測點61個，其中變形監(jiān)測點52個，水平位移基點9個，水準基點10個，在攔洪壩上的3個監(jiān)測墩旁新增深部監(jiān)測孔3個，每個監(jiān)測孔的編號與其旁邊的監(jiān)測點的編號相同。

3 監(jiān)測儀器以及監(jiān)測頻率

水平位移野外數(shù)據(jù)采集使用檢定好的北極星9600靜態(tài)GPS接收機，室內(nèi)利用GPS隨機解算軟件進行數(shù)據(jù)處理。垂直位移測量采用SETL自動安平水準儀NS2。深部監(jiān)測孔所使用的儀器為河北任丘市北方儀器廠生產(chǎn)的RQBF-698A型北方二號智能數(shù)顯水平滑動式測斜儀[4,5]。從2007-07-04～2007-12-19，整個監(jiān)測工作[6]歷時近6個月，完成了20次測量工作。

4 監(jiān)測結(jié)果分析

圖2為部分監(jiān)測點沉降量與觀測次數(shù)曲線圖。綜合分析垂直監(jiān)測數(shù)據(jù)得到，最大的沉降點為CE34，累計沉降量達到-15.46 cm；其次為CE40，累計沉降量為-6.92 cm；再次為CE33，累計沉降量為-5.12 cm；另外，CE52的累計沉降量也達到了-4.17 cm。剩余50個監(jiān)測點中（含CD03、CD08），累計沉降量在±3～± 4 cm的有4個；累計沉降量在±2～±3 cm的有5個；累計沉降量在±1～±2 cm的有15個；另26個監(jiān)控點的沉降量均小于±1 cm。

圖1 程潮鐵礦變形監(jiān)測點分布圖

圖2 監(jiān)測點沉降量與觀測次數(shù)曲線圖

由于第20次與第19次水準觀測相隔時間較長（第19次11月30日結(jié)束，第20次12月16日結(jié)束），而且2次觀測之間，程潮礦區(qū)有過幾次降雨。因此，第20次觀測成果與第19次相比，每個監(jiān)測點的沉降量都較大，特別是CE34，單次沉降量達到-7.64 cm，應(yīng)當(dāng)引起注意。

圖3為監(jiān)測點第20次等值線圖。對所有的水平位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，最大點位位移量是18.0 cm(CE34)，其次為9.6 cm（CE40），再次為7.1 cm（CE11）。剩下的49個監(jiān)測點中位移量6～7 cm的點有CE03（6.6 cm）和CE33(6.5 cm)；位移量在5～6 cm的點有CE38（5.6 cm）和CE08(5.2 cm)；位移量在4～5 cm的點有3個，位移量在3～4 cm的點有3個，位移量在2～3 cm的點有7個，位移量在1～2 cm的點有19個，位移量小于1 cm的點有13個。

圖3 監(jiān)測點第20次等值線圖

圖4為52#測斜井偏移趨勢圖，3個深部監(jiān)測孔中，52#最穩(wěn)定，39#次之，38#有少量的深部變形。從3個深部監(jiān)測孔的位置分布來看，52#位于攔洪壩壩體的北面，而38#、39#位于攔洪壩壩體的南面，攔洪壩的壩體經(jīng)過注漿加固，且塌陷區(qū)位于攔洪壩的南面。因此，52#的深部變形較小，而38#、39#受塌陷區(qū)邊緣的持續(xù)滑塌影響，會出現(xiàn)不同程度的深部變形。

圖4 52#測斜井偏移趨勢圖

結(jié)合垂直、水平和深部監(jiān)測3方面成果分析，在礦區(qū)的監(jiān)控區(qū)域，地表變形目前主要集中在塌陷坑北面，CE34和CE40 2點及周邊地區(qū)。CE34和CE40 2個監(jiān)測點均分布在塌陷坑旁邊，離塌陷坑邊緣較近，且CE33、CE38、CE39、CE40、CE52也分布在塌陷坑周圍。由此可以推斷，在塌陷坑周邊地區(qū)，仍有較為明顯的地表變形，主要表現(xiàn)為沿現(xiàn)有的塌陷坑邊坡繼續(xù)滑塌，離塌陷坑邊緣越近，滑塌現(xiàn)象越嚴重（CE34、CE40）；離塌陷坑邊緣稍遠，滑塌現(xiàn)象就會減?。–E33、CE38、CE39、CE40、CE52）；同時由于地形影響（公路南面就是陡坡），靠近公路邊緣處的監(jiān)測點也有部分沉降（CE06、CE10、CE23）。塌陷坑南面邊緣監(jiān)測點也有部分變形，CE24、CE35、CE36、CE41、CE42、CE43等監(jiān)測點的平面變形雖然不大，但是在垂直方向上已有超過1 cm的沉降。其他地區(qū)的地表變形大致趨于穩(wěn)定，未發(fā)生明顯變動[7]。

5 結(jié) 語

礦區(qū)局部區(qū)域塌陷的變形監(jiān)測是工程安全施工的要求，也是保障周邊構(gòu)筑物和居民生命安全的要求。本文通過對程潮鐵礦監(jiān)測區(qū)域0.5 a的垂直、水平和深部監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，得出該區(qū)域的變化趨勢，對礦區(qū)后續(xù)的施工與安保工作具有指導(dǎo)意義[8,9]。

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