[发明专利]一种井工开采地表裂缝动态监测设备及方法

说明书

本发明设计一种矿山开采沉陷地裂缝精准动态监测方法及测量装置，该装置包括分别固定在地表裂缝两边的钢筋测点，钢筋测点上打有一小孔，小孔上用以架设测量高程与平面坐标的仪器，该仪器为精度在mm量级的电子水准仪和GNSS RTK。充分吸收了卫星监测和光学监测的精准快捷钢筋测点的简单容易实现的优点。克服现有的矿山开采沉陷地裂缝测量方法中由于装置自身结构及精度等缺陷而无法方便准确的测量裂缝三维变形量的不足，避免了现有测量方法在使用范围上的局限性，同时最大限度的减少了在地裂缝两侧埋设混凝土桩或者其他固定装置对裂缝的不可逆扰动。具有很好的推广实用价值。

技术领域

本发明涉及地裂缝的一种测量方法，特别涉及一种井工开采地表裂缝动态监测设备及方法。

背景技术

矿山开采、工程建设、爆破以及其他采动等人类活动经常会引起岩土体的破坏与失稳，从而导致地表裂缝的发生。裂缝的出现部位正是岩土体应力集中区或是强度比较低的地方，这也可能是地面沉陷、塌陷等地质灾害发生的前兆，它的发展变化自然会影响到正常的矿山生产、交通道路以及地表建筑物的安全，因此，掌握它的变化趋势，是工程技术人员能够及时采取相应防范加固措施的重要依据，可见工程地质裂缝的变形监测是非常重要的。

现有的地裂缝监测装置大致有以下几种①横梁式工等；将横梁架于裂缝两侧，通过观测横梁变形推算裂缝垂向活动情况②立柱式翟越等；将两根立柱、一根横梁安装于裂缝两侧，通过滑轮连接传感部件以观测垂向、横向活动情况③悬锤式王建秀等；由支架、滑轮、测绳、自进土锚等部件组成，通过角度盘读数以推算地裂缝水平和垂向位移情况。这些监测装置能在一定程度或精度上反映地裂缝的活动情况，其缺点在于对地裂缝周围岩土体结构破坏程度大、结构繁、精度低、不便于保存等方面。而矿山开采沉陷地裂缝活动是长期、缓慢的地质过程，活动量为数厘米至上百厘米，该过程需要持续动态高精度观测，本发明一种矿山开采沉陷地裂缝精准动态监测方法及测量装置解决里以上的问题。

发明内容

为解决同类仪器与方法的诸多不足，本发明的目的在于以下几点：一是精确，二是可动态监测，三是监测点不易破坏，四是监测简单快捷稳定性好，五是可以同时监测数个至几十个地裂缝测点。

针对以上问题，本发明的设计方案是：构建一个对地裂缝周围岩土体破坏尽可能小的固定基座做为固定端，然后以当今精准的测量仪器进行自由端动态监测，既克服了以上缺点同时又便于实际操作。

针对以上问题，本发明的设计方案是，跟据地裂缝位置处的地质地貌情况，预先对所加工的固定基座做一个针对性设计，主要解决观测点钢筋的长度问题。

预制好的测点装置，用锤子垂直打入地裂缝两侧，距裂缝20~40cm的位置处。

对每一个测点进行一定规律的编号，方便以后的周期性跟踪监测。

布点时要在地表沉陷范围外100m，选取一个易保存的点做为固定点。并埋设混凝土桩。

第一次观测时，把GNSSRTK的金属架腿的尖端和和电子水准仪的标杆放在固定端的小孔上，依次进行观测，并记录。

由于GNSSRTK水平测量精度较高，可以达到mm级别，高程精度在cm级别，因此采用电子水准仪，三等水准测量来进行高程的精准测量。

所述的所述的两种测量仪器的观测平率为每周一次。

本发明所产生的有益效果是本发明一种矿山开采沉陷地裂缝精准动态监测方法及测量装置，采用了裂缝两边预埋固定的筋基座，结构简单，成本低廉最大的优点是不易被人挪动和破坏，适合长期监测使用，克服了以往装置一次安装不能移动的不足，它的上部监测部分，采用当今进行地表沉陷观测的仪器，不用另行购买或加工其他监测装置，省时省力，方便快捷，无需定期维护。对于小裂缝的变形延展动态监测，效果尤为明显。

附图说明

图1为地裂缝观测效果示意图。