许疃矿非采动沉降趋势预测与安全监测设计前言一、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。如果对地面沉降问题没有足够的认识和最佳的预测，那么就无法采取有效的安全措施对构筑物进行保护，设备的正常运营就得不到保证。本项目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。目前理论研究远未能满足实践的需要，鉴于深厚含水松散层具有特殊的工程、力学特性，因此十分有必要深入研究非采动沉降规律。研究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，还有利于非采动沉降的研究与治理。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取自“二”、“三”含水层,四个水源井距主副井筒较近，“二”、“三”含水层水位下降与地面沉降的相关程度如何？“二”、“三”含水层水位基本稳定的情况下，非采动沉降是否稳定？如果没有稳定的话，非采动沉降动态趋势如何？矿井四含水位呈下降趋势，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？通过本项目的研究，建立非采动沉降的安全监测系统和沉降趋势预测的最优模型，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累技术资料，提高我国在该领域的技术水平。二、研究的主要内容1、研究基准点的可靠性，并对其进行稳定性评价；2、对工作点进行定期联测，采用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，掌握观测点的沉降规律，预测井架基础和工广地表沉降发展趋势，为下一步的研究打好基础；4、通过对监测数据的分析，及时发现构筑物安全隐患，为采取有效措施防止构筑物发生安全事故提供科学依据。三、研究的关键技术1、研究基准点的可靠性，并对其进行稳定性评价；2、对工作点进行定期联测，采用不同的平差数学模型对其进行数据处理；3、掌握观测点的非采动沉降规律，预测井架基础和工广地表沉降发展趋势；4、对主副井井架和高层建筑的安全性作出评价。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围之外，如果基准点距观测点太远，测量不便，精度也要降低。为此，在观测点附近便于观测的地方设置工作点。平时从工作点出发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—埋设在沉降影响范围之外，尽量使它们保持长期稳定；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控制网，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，该沉降量一般情况下较小，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，矿井设计能力年产原煤150万吨，改扩建后年生产能力可达300万吨，是一座巨厚松散层覆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，如果井架基础产生显著差异沉降，将严重影响煤矿企业的安全生产。根据淮北矿区监测资料研究成果表明，非采动影响引起的地表沉降达两位毫米数。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个稳定性良好的永久基准点组成水准网，通过定期观测，对基准点的稳定性作出科学评价。（2）工作点的布设为了监测工...