抚顺西露天矿边坡变形监测及数据分析

　　【摘 要】：随着国家经济的快速发展，人类工程活动日益频繁，规模日益增大，遇到的边坡稳定问题也越来越突出，边坡失稳易形成滑坡、崩塌等地质灾害。本文针对抚顺西露天煤矿采坑北邦边坡变形，防止诱发地质灾害，而利用GPS监测、深层岩移监测、地下水深埋监测等方法，对边坡进行监测和数据分析。

　　【关键词】：边坡变形,GPS监测,数据分析,监测网络

　　目前对边坡进行监测，主要包过对以下方面：危岩;位移、倾斜;应力应变、地声变化;地震、爆破震动;降雨量、气温、地表(下)水(水位、水质、水温、泉流量、空隙水压力)等监测。

　　1、监测背景

　　抚顺西露天煤矿采矿坑坐落于抚顺市区东南部，长期高强度的矿山开采在为抚顺的经济建设做出巨大贡献的同时，也诱发了一系列的地质环境和地质灾害问题。由于采坑北邦边坡滑坡地质灾害时有发生。如1995年7月29日及2005年8月12～13日，由于强降雨导致北帮边坡产生大滑坡或滑坡险情

　　2、监测网络建设

　　为了查明滑坡体结构，通过对岩(土)体的监测，掌握其变形破坏规律，分析滑坡的形成机理、活动状态;分析预测滑坡体的未来发展趋势，及时发布预报预警，最大限度减轻地质灾害对公民生命财产的危害，为政府决策提供科学依据，对抚顺西露天矿进行野外监测。监测网络主要包括：精密GPS 静态监测、深层岩移监测、地下水埋深监测、地裂缝简易监测等监测网。监测主要内容包括：①GPS静态监测、②深层移岩监测、③地下水监测、④简易监测、⑤地质灾害调查等。主要监测布置包括：专业监测剖面12条，各类监测点80个。其中：GPS基准点2个;GPS实时监测剖面2条，监测点7个;GPS静态监测剖面8条，监测点25个;海尔诗地面沉降监测剖面2条，监测点9个;地下水监测孔6个;先后修建简易监测点达40余个;开展的深层岩移监测孔11个，主要位于抚顺发电厂院内及矿坑下200米三平盘。

　　3、工作方法

　　3.1 GPS监测工作方法

　　GPS监测主要是由监测站、基准站、中心站及无线通信网组成。利用Pinnacle软件可自动进行数据处理的优点，通过Pinnacle软件处理后的数据精度可达2.0mm。采用GPS(全球定位系统)监测系统用于绝对位移、相对位移的精密监测。

　　2个基准点和7个实时监测点采取监测数据24小时实时自动传输、接收的方式;25个静态监测点则采取人工野外现场架设仪器，定时监测的方式。

　　3.2 深层岩移监测

　　于2007年4月投入使用并开展深层岩移监测的钻孔有11个，主要监测F1a两侧的深部基岩的位移情况，9个分布在抚顺发电厂院内，由西向东布设了设为3条监测剖面，每条监测剖面从北到南分别布置有ZK1-ZK9等9个孔，ZK3、ZK6、ZK9位于F1a南测，其余孔位于F1a北侧;另外2个ZKZ和ZKY孔分别位于西露天矿北帮坑下约200米处三平盘E400及W400剖面线位置。

　　深层岩移监测主要是使用移动式“CX-3C 型重力加速度计式钻孔测斜仪” 监测设备，对西露天矿北邦不同深度岩层的水平位移量进行监测。分别在其主滑方向和垂直主滑方向上进行正反两回次自下而上的测读，监测点间距为0.5 m或1.0 m，测量精度为0.1mm/500mm。

　　测斜仪监测数据导入计算机后，可自动生成日报表、趋势报表并绘制位移曲线。仪器设定每个测孔的第0次数据组为初始值，以第0次数据组为参照，数据为正数是向南位移，数据为负是向北移动。

　　3.3 地下水位埋深监测

　　已建成的地下水位埋深监测孔共6眼，即K1-K6等，分别位于W800、E800、E1400、E3100(矿区坐标)附近和抚顺市44中学、抚顺市大官屯小学，均为第四系地下孔隙潜水监测孔。其中，K2-K6等4眼布设于西露天矿北邦西800线--东3200线靠近矿坑边缘处，而K1、K3分别布设于矿坑北部比较稳定地带的大官屯小学和第44中学。

　　边坡稳定性与地下水的静水压力关系密切，及时了解北帮的地下水动态对预测边坡稳定性是一项重要工作。通过定期地下水动态的观测，可为边坡稳定性的预警预报提供重要依据。

　　地下水位埋深监测主要是采用测绳测量地下水面距地表的深度，常规监测分为汛期监测和非汛期监测两个时段。

　　3.4 地裂缝简易监测

　　主要分布于E3200线南阳路滑坡、W200线、W800线、石油一厂院内及其南部等变形较强烈的区域附近。

　　简易监测法操作简单、直观性强、成本低，主要用于滑坡的相对位移和建筑物变形监测。方法是在裂缝或滑带两侧设置骑缝式标志，打入木桩、钉钉或埋设比较坚固的水泥简易监测墩。定期用钢尺、卡尺等直接量测裂缝张开闭合、位错或下沉等变形情况。

　　3.5地面地质灾害调查

　　地面地质灾害调查工作，主要是采取以路线穿越和追索相结合的地质灾害调查方法，对西露天矿北邦进行地面地质灾害调查。遇有滑坡、地裂缝、地面沉陷等地质灾害时，则以沿走向进行路线追索为主。重点调查区放在石油一厂南门附近。

　　4稳定性分析

　　4.1 GPS监测

　　据08-09年度GPS监测点的水平位移量统计，各点位移均不大。位移量最大是Ⅲ-3号点，其X总位移量-91mm，平均日变化-0.568mm/d，平均年变化-207.32mm/a;Y总位移量27mm，平均日变化0.168 mm/d，平均年变化61.32mm/a;H总位移量-25mm，平均日变化-0.156mm/d，平均年变化-56.94mm/a。

　　按照监测规范标准的要求，各点的移动速度均属于慢或很慢。分析结果为边坡基本稳定。

　　4.2 简易监测点数据分析

　　石油一厂院内沉陷带北缘裂缝简易监测点的监测数据表明，裂缝加大,西部变化较东部强烈、且汛期比较强烈。

　　依据监测规范标准要求：该边坡平均日变化量在-0.027-0.343mm之间，年变化量在-9-112mm之间，远远小于1.5m/a的标准，该边坡变化趋势为极慢，基本趋于稳定。

　　4.3 地下水位埋深监测点监测数据分析

　　位于W800上的K1、K2两眼井的地下水位变化不大，未发现异常现象，变化趋势基本一致，均表现出汛期水位抬升，枯水期水位下降，符合自然规律，

　　5 结论

　　根据各种监测方法得出的数据进行分析，得出结论为该边坡一直处于极慢移动状态，但是基本趋于稳定。

《抚顺西露天矿边坡变形监测及数据分析》

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