0 引言

矿山岩体移动现场监测是矿山开采过程中了解围岩的动态过程、稳定情况和支护系统的可靠程度的重要手段，矿物被开采出来后，开采区域周围的岩体应力平衡^[1-3]状态会受到破坏，应力会重新分布，并达到新的平衡，在此过程中，岩层会产生连续的移动、变形和非连续的破坏，而且具有很强的随机性，利用水准仪和全站仪对岩体移动进行监测^[4-5]能够有效地监测到岩层的水平位移和垂直位移变化，特别是对岩层的非弹性变形活动，通过周期性的观测，积累监测分析资料，解释变形机理，为岩层的变形倾向提供科学的预测。针对安庆铜矿深部试验采场的岩移监测要求，课题组分别在-510 m、-460 m和-400 m 3个中段的9P及相邻矿柱周边布设监测点和监测网，通过监测数据的采集和分析，了解了岩体的变形情况，掌握其变形规律, 有效的指导矿山安全生产，预防灾害^[6-8]的发生。

1 安庆铜矿及监测区概况 1.1 矿山总体概况

安庆铜矿位于安徽省怀宁县月山镇境内，矿区面积13.7 km²，北距合肥市165 km，南距安庆市18 km。矿区地形属沿长江低山丘陵区，矿区为四周环山的盆地，地势由北而南逐渐降低，矿区北有大乌猪尖山，高350 m，东有铜锣尖山，高200 m；南有东、西马鞍山，高152 m；西有马头山和月形山，高150-200 m；盆地标高30-50 m。

安庆铜矿为一隐伏接触交代矽卡岩型矿体，其中主矿体2个，38个次要矿体和小矿体，1^#、2^#主矿体原本为同一矿体，被F1断层错开而划分为两个矿体，1^#矿体位于F1断层东侧（下盘），2^#矿体位于断层西侧（上盘）。2^#矿体相对于1^#矿体，向南水平移动了约200 m，垂直向下移动了约30~50 m。

1.2 监测区概况

在各个监测区，-400~-460 m中段产状近似直立，略倾向北北东，矿体厚度30~60 m，其中-400 m中段的11P的顶板是重点监测对象；-460 m以下倾向南南西，倾角55°~63°，矿体厚度约60~80 m。围岩主要有轻变质粉砂岩、大理岩、矽卡岩、闪长岩，矿体主要有含铜磁黄铁矿、含铜磁黄铁矿磁铁矿、含铜磁铁矿、磁铁矿4种类型。检测区主要采用间隔充填采矿方法，目前检测区的3个中段每个工作日同时开采。

2 变形监测网的确立

根据必要、适量、最能反映变形体的变形和方便监测的基本原则，以及平面位移监测网的布设遵循原则和监测区的实际情况，-400 m中段巷道布设了10个监测点，并同上下盘的导线网相连，点号由下盘从小到大排列，J1是起点，J10是结束点；在-460 m中段巷道布设了6个监测点，编号从下盘到上盘由小到大排列，并同监测网监测点相连；-510 m中段监测点是布设在采空区边缘，由下盘到上盘从小到大排列。如图 1为-460 m中段监测点布设示意图（图 1中有些点没有进行标注）。

3 岩移观测方法及结果 3.1 岩移观测方法

（1）沉降观测。①作业方法：水准观测；②观测工具：DS₃工程水准仪、铝合金水准尺、尺垫；③作业要求：每站两次仪器高观测高差之差≤±2 mm，前后视距用皮尺丈量相等。

形成闭合环的，按闭合环测，闭合差限差≤±2n，n为测站数；单一观测线的，采用往返测（或二次仪器高），往返测较差≤±2 （n为往返测测站总数）；成果整理，建立观测数据台帐及沉降台帐。

（2）水平移动测量。①作业方法：用导线测量和基准线来观测监测点坐标和偏移量；②观测工具：全站仪，型号徕佧TC402；③成果整理：建立水平位移观测数据台帐。

经过近1年时间的监测，得到了大量的观测结果，针对安庆铜矿的实际观测条件和要求监测的中段，绘制了-400 m、-460 m和-510 m中段的等时变形过程曲线图，如图 2~图 7所示。

3.2 -400 m中段监测点的沉降、水平位移变形

（1）-400 m监测点沉降位移变形。-400 m中段沉降数据变化：单从数据上看，所有的监测数据都满足精度要求，但由于-400 m施工，J1-J5这5个监测点被破坏，且没法恢复，8、9月份是施工的主要阶段。可以看出，首先，J6、J7监测点观测值几乎都是正值，但在施工阶段且相邻的J6和J7两个监测点变化较大，如图 2所示。

分析其原因，是在其边上又开凿了一个巷道，使其围岩的应力发生了变化，后面又恢复稳定。靠近上盘的监测点有轻微的下沉，但最大也只有-3 mm，总体看来，-400 m中段监测区是下盘上扬，上盘下倾的趋势。

（2）-400 m监测点水平位移变形。-400 m中段水平位移数据变化：-400 m中段监测点区域水平位移监测数据变化很小，基本上是正负各半，考虑观测条件，可以认为水平位移变化量非常微小，水平变形比较稳定，如图 3所示。

3.3 -460 m中段监测点的沉降、水平位移变形

（1）-460 m监测点沉降位移变形。-460 m中段沉降数据变化：通过实测变形过程线，可以明显看到，在9月份，所有的监测点都发生了明显的变化。其原因主要有两个，一是采场破顶，应力刚刚释放；二是巷道施工。变化最大的点是J5和J6，如图 4所示。其它监测点相对小些，总体来看，下盘下倾，上盘上升，但趋势很微小。

（2）-460 m监测点水平位移变形。-460 m中段水平位移数据变化：水平位移变形量都比较微小，且大致服从正态分布，考虑观测条件，总体是比较稳定的，如图 5所示。

3.4 -510 m中段监测点的沉降、水平位移变形

（1）-510 m监测点沉降位移变形。-510 m中段沉降数据变化：-510 m中段监测点整个年度没有明显变化，虽然是采空区边缘，但在整个年度基本稳定，没有很明显的突变点，总体还是下盘下倾，上盘上升趋势，但变化微小，如图 6所示。

（2）-510 m监测点水平位移变形。从图 7可以看出-510 m中段水平位移数据变化：比较稳定，基本没有什么变化，水平位移很稳定。

通过对安庆铜矿变形监测资料的整理、统计及绘制监测点的变形过程线。可以发现，在观测周期内，监测区正常情况下，监测数据没有出现较大的异常，但在施工或作业期间，个别监测点会出现一定的轻微变化，这是正常现象。

4 结论

通过分析安庆铜矿岩体应力变化，判断岩体的变化趋势，得出在年度内采集的数据中，监测数据发生变化的周期，主要是岩体空间形态的变化和原始状态的扰动所致，扰动过程结束，数据又趋于稳定。进行综合分析后，可以看出监测区域的总的变化规律是-400 m是下盘上升，上盘下沉；而-460 m和-510 m则是下盘下沉，上盘上升，但在水平位移方面，3个中段的监测区域位移都比较稳定，没有明显的倾斜趋势，表明试验采场大规模剧烈岩移运动尚未出现，说明矿山岩体比较稳定，可以安全生产。