[發(fā)明專利]一種礦山開采沉陷地裂縫精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法及測量裝置

在審

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• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN107063176A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李亞濤;郭文兵;李雪峰;李新嶺
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C5/00
• 分類號(hào): G01C5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地裂縫的一種測量方法，特別涉及一種礦山開采沉陷地裂縫精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法及測量裝置。

背景技術(shù)

礦山開采、工程建設(shè)、爆破以及其他采動(dòng)等人類活動(dòng)經(jīng)常會(huì)引起巖土體的破壞與失穩(wěn)，從而導(dǎo)致地表裂縫的發(fā)生。裂縫的出現(xiàn)部位正是巖土體應(yīng)力集中區(qū)或是強(qiáng)度比較低的地方，這也可能是地面沉陷、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的前兆，它的發(fā)展變化自然會(huì)影響到正常的礦山生產(chǎn)、交通道路以及地表建筑物的安全，因此，掌握它的變化趨勢，是工程技術(shù)人員能夠及時(shí)采取相應(yīng)防范加固措施的重要依據(jù)，可見工程地質(zhì)裂縫的變形監(jiān)測是非常重要的。

現(xiàn)有的地裂縫監(jiān)測裝置大致有以下幾種①橫梁式工等；將橫梁架于裂縫兩側(cè)，通過觀測橫梁變形推算裂縫垂向活動(dòng)情況②立柱式翟越等；將兩根立柱、一根橫梁安裝于裂縫兩側(cè)，通過滑輪連接傳感部件以觀測垂向、橫向活動(dòng)情況③懸錘式王建秀等；由支架、滑輪、測繩、自進(jìn)土錨等部件組成，通過角度盤讀數(shù)以推算地裂縫水平和垂向位移情況。這些監(jiān)測裝置能在一定程度或精度上反映地裂縫的活動(dòng)情況，其缺點(diǎn)在于對地裂縫周圍巖土體結(jié)構(gòu)破壞程度大、結(jié)構(gòu)繁、精度低、不便于保存等方面。而礦山開采沉陷地裂縫活動(dòng)是長期、緩慢的地質(zhì)過程，活動(dòng)量為數(shù)厘米至上百厘米，該過程需要持續(xù)動(dòng)態(tài)高精度觀測，本發(fā)明一種礦山開采沉陷地裂縫精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法及測量裝置解決里以上的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決同類儀器與方法的諸多不足，本發(fā)明的目的在于以下幾點(diǎn)：一是精確，二是可動(dòng)態(tài)監(jiān)測，三是監(jiān)測點(diǎn)不易破壞，四是監(jiān)測簡單快捷穩(wěn)定性好，五是可以同時(shí)監(jiān)測數(shù)個(gè)至幾十個(gè)地裂縫測點(diǎn)。

針對以上問題，本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案是：構(gòu)建一個(gè)對地裂縫周圍巖土體破壞盡可能小的固定基座做為固定端，然后以當(dāng)今精準(zhǔn)的測量儀器進(jìn)行自由端動(dòng)態(tài)監(jiān)測，既克服了以上缺點(diǎn)同時(shí)又便于實(shí)際操作。

針對以上問題，本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案是，跟據(jù)地裂縫位置處的地質(zhì)地貌情況，預(yù)先對所加工的固定基座做一個(gè)針對性設(shè)計(jì)，主要解決觀測點(diǎn)鋼筋的長度問題。

預(yù)制好的測點(diǎn)裝置，用錘子垂直打入地裂縫兩側(cè)，距裂縫20~40cm的位置處。

對每一個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行一定規(guī)律的編號(hào)，方便以后的周期性跟蹤監(jiān)測。

布點(diǎn)時(shí)要在地表沉陷范圍外100m，選取一個(gè)易保存的點(diǎn)做為固定點(diǎn)。并埋設(shè)混凝土樁。

第一次觀測時(shí)，把GNSSRTK的金屬架腿的尖端和和電子水準(zhǔn)儀的標(biāo)桿放在固定端的小孔上，依次進(jìn)行觀測，并記錄。

由于GNSSRTK水平測量精度較高，可以達(dá)到mm級別，高程精度在cm級別，因此采用電子水準(zhǔn)儀，三等水準(zhǔn)測量來進(jìn)行高程的精準(zhǔn)測量。

所述的所述的兩種測量儀器的觀測平率為每周一次。

本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明一種礦山開采沉陷地裂縫精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測方法及測量裝置，采用了裂縫兩邊預(yù)埋固定的筋基座，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉最大的優(yōu)點(diǎn)是不易被人挪動(dòng)和破壞，適合長期監(jiān)測使用，克服了以往裝置一次安裝不能移動(dòng)的不足，它的上部監(jiān)測部分，采用當(dāng)今進(jìn)行地表沉陷觀測的儀器，不用另行購買或加工其他監(jiān)測裝置，省時(shí)省力，方便快捷，無需定期維護(hù)。對于小裂縫的變形延展動(dòng)態(tài)監(jiān)測，效果尤為明顯。

附圖說明

圖1為地裂縫觀測效果示意圖。

圖2為預(yù)制監(jiān)測點(diǎn)鋼筋樁頂端平面圖。

圖3為預(yù)制監(jiān)測點(diǎn)鋼筋樁整體效果圖。

具體實(shí)施方式

參照附圖,將詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方案。

分析礦山開采采動(dòng)情況，實(shí)地考察掌握地裂縫的位置分布，裂縫所處位置的地物地貌狀況，對出影像資料的留存和草圖的繪制，為地裂縫測點(diǎn)的監(jiān)測提供依據(jù)。

根據(jù)地裂縫所處位置的地物地貌特點(diǎn)加工監(jiān)測樁，考慮到材料損耗，加工個(gè)數(shù)是設(shè)計(jì)個(gè)的1.2倍。加工具體尺寸形狀參照附圖說明。

用錘子將預(yù)制的鋼筋測點(diǎn)，錘擊入地裂縫兩側(cè)各20-40cm處，為方便以后的觀測，監(jiān)測點(diǎn)出露地表2-3cm。

根據(jù)地質(zhì)采礦資料，在沉陷影響區(qū)外100m處，用鋼筋混土預(yù)制一個(gè)固定點(diǎn)。方便進(jìn)行電子水準(zhǔn)測量工作。

以上工作完成后，用GNSS RTK進(jìn)行依次全面觀測。

觀測完畢當(dāng)天，進(jìn)行電子水準(zhǔn)三等測量。

以后每隔一個(gè)星期進(jìn)行一次全面觀測，并進(jìn)行現(xiàn)場拍照。

觀測結(jié)束日期為地裂縫連續(xù)兩次觀測不出現(xiàn)移動(dòng)變形情況為結(jié)束。