[ 摘要]隨著礦山開挖深度的增加，礦山的很多安全隱患不斷被顯現(xiàn)出來。其中，在深度開挖時礦山局部出現(xiàn)了水平移動變形，這種變形對礦區(qū)以及附近豎井井塔及地表建筑物產(chǎn)生了巨大的影響。極大地影響的礦山的安全。為了準確測定豎井井塔形變量，報告豎井形變狀態(tài)，研究井塔形變規(guī)律，必須建立形變監(jiān)測網(wǎng)對井塔進行形變監(jiān)測。本文就井塔形變監(jiān)測網(wǎng)的建立、形變監(jiān)測實施及形變監(jiān)測數(shù)據(jù)處理作了一些探討，并得出了有益的結論。
[關鍵字]冬瓜山銅礦 豎井井塔 變形測量
[中圖分類號] P258 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-3-104-2
1 工程概況
1.1 冬瓜山銅礦輔助井概況
冬瓜山銅礦是安徽省銅陵有色股份有限公司的主體礦山之一，礦區(qū)位于安徽省銅陵市東郊9km處（地理坐標：東經(jīng)117°5′3″，北緯30°5′5″）。礦區(qū)隸屬于銅陵市獅子山區(qū)，礦區(qū)與銅陵長江大橋相距22km，西約17km是長江南岸的銅陵碼頭，可停泊大、小客貨輪，通達沿江各埠，礦區(qū)和外部水陸交通都甚為方便。礦區(qū)的開拓系統(tǒng)采用主井-副井-輔助井的開拓系統(tǒng)，井筒深度達到1000多米，為亞洲最大的地下銅礦山。本論文只針對冬瓜山輔助井井塔的變形測量進行闡述。
2 工程測量要求
2.1 變形測量規(guī)范的等級劃分和精度要求
依據(jù)我國的《工程測量規(guī)范》要求將變形測量等級和精度分為四個等級，見表1。
2.2 變形觀測規(guī)范的精度要求及內(nèi)容
為滿足礦區(qū)安全生產(chǎn)建設需要，預測掌握礦區(qū)主要存在重大安全隱患建構筑物工程的運行狀況，確保各項工程安全順利運行。水平位移觀測和垂直位移觀測分別獨立進行，水平位移觀測和垂直位移觀測精度應按滿足上述三等精度要求。
本論文的冬瓜山銅礦輔助井的測量。變形測量應達到三等精度要求，并經(jīng)驗收合格；驗收按照中華人民共和國測繪行業(yè)標準CH10025-95《測繪產(chǎn)品檢查驗收規(guī)定》、CH1003-95《測繪產(chǎn)品質(zhì)量評定標準》進行驗收。
變形觀測的觀測周期，應當根據(jù)構筑物（建筑物）的變形速度、變形的特點、場地水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件和觀測精度等因素確定。在進行觀測作業(yè)時，應當根據(jù)變形量的不同適當?shù)恼{(diào)整觀測的周期。本論文冬瓜山銅礦輔助井的變形觀測綜合考慮到規(guī)范要求和以上因素決定每三個月觀測一次，一季度作為觀測周期。
根據(jù)觀測的結果，對外業(yè)作業(yè)手簿進行整理計算和分析，通過內(nèi)業(yè)計算得到建筑物構筑物（建筑物）的變形規(guī)律的變形大小，以此來判斷構筑物（建筑物）是否趨于穩(wěn)定。若是變形量逐步減小，說明構筑物（建筑物）不斷趨于穩(wěn)定，當變形范圍到達一定程度時，即可結束觀測。若是變形逐漸擴大，并且擴大的速度有加快的趨勢，這就說明變形超出了允許值，這會妨礙到構筑物（建筑物）的正常使用。
3 基準點和變形觀測點的布設和實施
3.1 主基點、觀測點布設
在冬瓜山輔助井井塔附近建立3個變形觀測控制基準點（G1、E07、E08），主基點設在變形影響范圍之外，距離變形觀測點20-100米之間，保證穩(wěn)定不變，并為永久保存，不受施工影響的安全地點。按照三等水準點標石規(guī)格埋設標石，或設在穩(wěn)固的基巖上，為了對基點進行校核一般不少于三個。
在井塔合適位置埋設4個永久沉降和8個傾斜觀測點，埋設的位置：四個沉降觀測點埋設在井塔四角（A、B、C、D四個點），8個傾斜觀測點分別埋設在井塔頂層（A1、B1、C1、D1四個點）和和相對應的基礎上（A1'、B1'、C11'、D1'四個點），每面上、下相對應兩個點在同一垂直面上投影差不超過5mm，如A1和A1'兩點上、下相對應。觀測點都采用不銹鋼材質(zhì)，并按規(guī)范要求定做、埋設。
3.2 觀測點觀測方法
冬瓜山礦輔助井井塔沉降觀測按照三等水準要求執(zhí)行。首先建立基準網(wǎng)，在基準網(wǎng)的基礎上建立4個變形監(jiān)測點。以基準網(wǎng)為高程起算依據(jù)，計算各沉降點的高程，并以各沉降點第一周期的高程值為起點推算以后各周期的沉降量和沉降速率。并以E08（高程為135.459米）為基準點。各沉降點使用蘇光S3水準儀配合測微器，用普通水準測量的方法進行，（2010年12月水準觀測開始采用Trimble DiNi電子水準儀）水準觀測采用閉合環(huán)的方法觀測和平差，每次觀測平差后的數(shù)據(jù)較差均小于高程中誤差的2倍。其水準路線的閉合差不應超過1.2 mm（n測站數(shù)）。每周期觀測前都嚴格按照規(guī)范對水準儀的i角 、軸系以及銦瓦尺進行檢驗 。
根據(jù)構筑物（建筑物）的高低和精度的不同，垂直位移測量我們一般使用投點法、傾斜儀觀測法、激光鉛垂儀法等。
本文根據(jù)冬瓜山礦區(qū)的測量精度要求決定采用投點法施測。各位移點均使用徠卡1202儀器進行投點法觀測，采用在基準點定向正倒鏡觀測二測回的測邊角法對各變形點進行觀測。求得偏差值的方法計算。
觀測周期每3個月觀測一次。沉降、位移共計觀測了18個周期，共完成位移、沉降觀測共114點次。完成上述工作量，投入定向觀測組、水準組一個（固定作業(yè)人員）。
3.3 測量作業(yè)依據(jù)
各基準點及變形監(jiān)測點，在觀測過程中均嚴格按照國家技術監(jiān)督局和建設部聯(lián)合發(fā)布的GB50026—93《 工程測量規(guī)范 》、建設部頒布的CJJ8—99《 城市測量規(guī)范 》、《 建筑變形測量規(guī)程 》JGJ/T8-97K、2002.9《測繪技術應用與規(guī)范管理實用手冊》為依據(jù)進行施測。
3.4 觀測點成果
每次觀測工作結束后，工作人員需要及時整理外業(yè)觀測手簿，確認沒有錯誤后開始內(nèi)業(yè)計算，計算各項所求要素，并進行綜合分析和系統(tǒng)整理，制成EXCEL表格和繪制成圖。位移、水準測量的數(shù)值取值精確到0.1mm。當?shù)谝淮螠y量結束后，通過計算，這樣就可以對每一個沉降觀測點賦予一個起始值（相當于一個基準）在以后每次測量后，都可以利用基準點的高程通過計算其他各點的高程，再分別計算每個沉降觀測點相鄰2次觀測值的差值（后一次觀測值-前一次觀測值）和累計沉降量（這次觀測值-起始值）。并將相應的數(shù)據(jù)做成表格。冬瓜山銅礦的豎井井塔變形觀測數(shù)據(jù)計算，以冬瓜山輔助井井塔為例，通過計算得到冬瓜山輔助井井塔變形觀測數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)成果我們可以繪制詳細的豎井觀測點偏距和輔助井井塔觀測點沉降圖。見圖1 3.4.1 豎井井塔平均位移量
S平=（SA1+SB1+…SD1）/4=1.375 mm；
3.4.2 豎井井塔平均位移速率
S平/t=1.375 mm/48 =0.029 mm/月；
3.4.3 各變形監(jiān)測點位移速率：
SA1/t=1.2 mm/52 =0.023 mm/月；
SB1/t=1.4 mm/52 =0.027 mm/月；
SC1/t=2.5 mm/45 =0.056 mm/月；
SD1/t=0.4 mm/45 =0.009 mm/月；
3.4.4 位移點最大差異位移量 （135井）：
SC1= 8 mm；
3.4.5 豎井平均沉降量：
S平=（SA1+SB1+…SD1）/4=0.878 mm；
3.4.6 豎井平均沉降速率：
S平/t=0.878 mm/53 =0.017 mm/月
3.4.7 變形點沉降速率：
SA1/t=0.3 mm/53 =0.006 mm/月；
SB1/t=0.56 mm/53 =0.011mm/月；
SC1/t=1.15 mm/53 =0.022 mm/月；
SD1/t=1.5 mm/53 =0.028 mm/月；
3.4.8 沉降點最大差異位移量（135井）：SD =3.7mm
最后，對技術服務工作成果進行了驗收，嚴格按照ISO9002質(zhì)量體系組織設計、組織施工、組織驗收，確保每個環(huán)節(jié)、每個步驟成果的可靠性，對成果資料采取作業(yè)組自檢、項目組復檢、專職檢查驗收的三級檢查制度，編寫“檢查報告”，請示上級主管部門驗收。結果表明此次測量精度和質(zhì)量都達到了設計要求和我國行業(yè)規(guī)范的要求。相應的測量結果具有足夠的可信度。因此，可以對冬瓜山的豎井的工作狀態(tài)進行準確的描述。
4 結論
經(jīng)過對冬瓜山輔助井井塔實地觀測數(shù)據(jù)的計算與分析，可作出如下結論：
根據(jù)對輔助井井塔12個變形監(jiān)測點18個觀測周期結果來看，各點的變化趨勢，基本一致說明是均勻變化；根據(jù)對豎井井塔各變形監(jiān)測點來看，各變形監(jiān)測點的差異變化很小，由此看來各豎井井塔的整體受力比較均勻；輔助井井塔、平均沉降速率為0.017mm/月，平均位移速率為0.029mm/月，各變形觀測點位的沉降速率均較小，說明基礎比較穩(wěn)固、平衡；各變形觀測點位的累計沉降量均符合規(guī)范要求，未見沉降變化異常；豎井井塔未發(fā)現(xiàn)裂縫等異常；豎井井塔平均沉降速率、平均位移速率，達到《建筑變形測量規(guī)程》JGJ/T8-97 規(guī)范規(guī)定：“沉降速率小于0.01—0.04mm/d，可認為穩(wěn)定狀態(tài)良好，繼續(xù)觀察。”從以上結論可以看出：近期內(nèi)冬瓜山礦區(qū)狀態(tài)較為良好，開采工作可繼續(xù)進行，但是，在開采過程中仍然需要進行檢測。
為了保證礦區(qū)可以安全可靠的進行開采工作，必須加強對礦區(qū)的質(zhì)量安全管理。由于我國目前礦區(qū)科學技術仍然不能做到完全機械化，導致仍然需要使用大量的勞動力。因此，一旦礦區(qū)出現(xiàn)安全事故極易出現(xiàn)群死群傷事故，導致極其惡劣的社會影響。其中，礦區(qū)的安全需要做好防御工作。高質(zhì)量的測量工作可以準確的預測出礦區(qū)的安全系數(shù)。只有保證礦區(qū)的安全，才能創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1]馬江淮，嚴家平，張海濤，楊建，王健.板集煤礦副井井筒地面注漿堵水技術與效果評價[J].煤礦安全，2011，（04）：01-01.
[2]劉正宇，李愛兵，鄒平，尹彥波.下告鐵礦主井井塔基礎穩(wěn)定性研究與設計[J].有色金屬（礦山部分），2009，（01）：02-02.
[3]李紅輝，王友成.豎井井筒與井塔同時施工技術[J].中國礦山工程，2009，（05）：05-05.
