河北西石门铁矿采空区地表沉降监测分析与评价.pdf

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1、第1卷第4期矿产勘查V01．1No．42010年7月MINERALEXPLORATIONJuly，2010河北西石门铁矿采空区地表沉降监测分析与评价张巍(北京科技大学土木工程与环境工程学院，北京100083)摘要针对矿区采空区地表沉降数据测量频次高、数据多的特点，利用Surfer软件对西石门铁矿马河沉陷区地表沉降监测数据进行处理、计算，以分析不同时期西石门铁矿马河河床地下采矿对马河河床影响的情况。并根据Surfer绘制的等值线图分析马河沉陷区的沉陷趋势。关键词采空区地表沉降Surfer地形三维显示中图分类号：P624文献标识码：A文章编号：1674—7801

2、(2010)04—0407—05邢冶金矿山管理局，是一个年产量达到200万t的I，刖再大型地下铁矿。矿区位于太行山中段东麓，东接华矿区地表沉陷是主要的人工地质灾害之一，它不北平原，地势西北高，东南低，地貌景观由西部的中仅危害矿区的开采安全，而且会对矿区周围的环境造高山，过渡到低山丘陵，往东直到华北平原，一般海成伤害⋯，使矿区人民生命财产受到威胁，还使矿区拔370～275m，地形起伏不大。附近的建筑产生墙体的严重开裂，影响其正常的使用矿山地属大陆性季风气候，平均年降雨量功能。矿区地表沉陷造成农田大面积损坏，直接经564mm，最少年降雨量186．5ITlm，最大

3、年降雨量为济损失数目巨大，因而妨碍区域经济的发展。综上1963年的1472．7mm，降雨量多集中在7、8、9月份，所述，对矿区的地表沉陷进行随时的变形监测是十分占年降雨量的70％～80％；年平均气温12．4~C～必要的。拥有大量的检测数据，还应该选用合适的数13．8℃，最高气温42．6℃，最低气温一24．3℃；冻期据处理方法才能充分发挥沉降监测的作用。105天，历年平均风速2．4～3．7m-S～，冬春季多鉴于Surfer强大的等值线绘制及三维图绘制能西北风，夏秋季多东南风。力，可以考虑将Surfer用于矿区采空区地表沉降监马河属间歇性河流，汇水面积134km

4、，洪峰流测数据整理分析的工作中。利用Surfer对采空区地量1812．4m·S～，流经矿山的中部和北部采矿区。表沉降数据进行处理分析，绘出沉降区域的等值线为了保证采矿生产的安全，初试设计中在马河底部图、三维立体图及矢量图，并对沉降区变形发展较明留有保安矿柱281．4万t。显的区域做剖面分析，以更全面、更直观地反映采空近年来，民采、偷采等破坏性活动导致马河保安区地表的沉陷情况。在进行西石门铁矿马河采空区矿柱遭到严重破坏，马河河床下部出现一个较大范地表沉降整理分析工作时，尝试运用了Surfer软件围的采空区，地表出现明显的塌陷，变形和裂隙，下进行处理，收到了较好

5、的效果。称这个区域为马河沉陷区。自2004年有监测数据以来，马河沉陷区最大沉降值已经超过4ril，已形成1工程概况一个以观测点wl0西北约50m处为中心，南北走西石门铁矿位于河北省武安市境内，隶属于邯向，面积在33175m以上的环形窝底状沉降盆地，[收稿日期】2009—11—16[作者简介]张巍，女，1985年生，2010年毕业于北京科技大学，获硕士学位，现主要从事专利审查工作。407矿产勘查并且有进一步发展的趋势。从2004年开始就对马河沉陷区地表沉降情况设点进行定期高程监测，以随时了解马河沉陷区的沉降发展情况。后又考虑到，地表的沉陷往往会使测点的水平方向

6、产生位移。为了更全面的了解采空区沉陷的机理，故从2007年开始对测点的XY坐标也给予记录。图1技术流程图2Surfer简介Sufer可识别格式的地形数据文件。Surfer是GoldenSoftware公司研制开发的、基于Windows操作系统的地质地理气象水文类绘图软件，3．2生成格网文件具有二维绘图和数据处理能力，并具有一定的三维在生成网格文件时，Surfer提供12种内插值方显示功能，是一个操作简单方便的站点绘图类软法，要根据工程的实际情况进行合理的选择。根据件。目前Sufer的最高版本为9。Sufer是在Win．马河沉陷区地表沉降监测数据的特点及各个插

7、值方dows和NT操作系统下最强大、最灵活的和容易使用法的原理，最终选择使用克里金插值方法(Kriging)的绘制等值线及三维立体图软件包，自1984年以来，进行内插值运算来生成格网文件。使用越来越普遍，当前全世界有几十万科学家和工程值得注意的是，格网文件是绘制等值线图、矢量技术人员使用Sufer软件。图、三维线框图、地形曲面图等的基础，所以选择适Sufer软件的主要功能，是将数字化或者人工当的插值参数是十分重要的。在格网化的过程中，读取、实际测绘获得三维空间数据转换成规则的网要反复试验设置参数，使生成的格网文件尽量符合格数据(或称数字高程模型，DEM)，并

8、根据格网数实际情况。据生成等高线图和地形立体图。Su