基于ST和SPSS软件的煤矿地表沉降监测分析

李鹏飞，马羽，袁兴明

【摘 要】矿山工作面回采结束之后，地表预应力发生变化，破坏了原有的平衡，导致采空区上方的建筑物、构筑物出现裂缝和塌陷。论文主要利用建筑物沉降分析软件和数理统计软件，对采空区上方的地表进行沉降规律分析，得出最大沉降量、最大沉降速率以及每个点的沉降曲线等，为当地的建设提供了强有力的数据支撑，为矿山开采提供了安全保障。

【Abstract】After the end of mining at the working face of the mine， the surface prestressing force changes and destroys the original balance， resulting in cracks and collapses of buildings and structures above the mine goaf. This paper mainly uses building settlement analysis software and mathematical statistics software to analyze the settlement law of the surface above the mine goaf， and obtains the maximum settlement， the maximum settlement rate and the settlement curve of each point， which provides strong data support for the local construction and safety guarantee for mining.

【关键词】沉降监测;裂缝;开采沉陷; SPSS

【Keywords】settlement monitoring; cracks; mining subsidence; SPSS

【中图分类号】TD854                                         【文献标志码】A                                              【文章編号】1673-1069（2019）11-0158-02

1 引言

该煤矿位于山东省滕州市，矿井于2006年3月正式开工，2010年3月正式联合试运转。矿井设计生产50万吨/年，预计服务年限为66.1年。为了解决矿区的“三下”开采问题，准确地设计了各种保护煤柱，保障生产安全，为了解决矿区内村庄下煤柱的开采难题和安全生产中存在的问题，在矿区5206、5207工作面上布设了地表岩移观测站，观测分析地表变化规律，共布设了走向线和倾向线四条。

建筑沉降分析系统ST是基于现代计算机应用技术，总结现有建筑沉降观测的理论知识和实践经验，系统化、规范化地进行建筑沉降分析的软件工具;SPSS软件在一元回归分析中，首先绘制自变量与因变量的散点图，再根据散点图拟合出相应图形曲线。

外业测量采用了先进的测量仪器和测量方法，在内业数据处理中，采用ST沉降观测分析软件和SPSS数据分析软件[1]，及时对开采的情况进行分析，分析出变化的曲线，做到了理论与实际开采沉陷相结合。观测获得的数据准确、精度高，研究成果可靠，变化规律清晰，完全可以应用于该煤矿的采矿生产中。

2 监测点的布设

根据最大下沉值，在倾向主断面上确定出地表最大下沉点，通过该点沿矿体的走向做剖面线，得到走向线的平面位置，可以根据移动角值计算出影响范围的边界点。走向线1和走向线2布设思路是沿着工作面走向自南向北布设的。倾向观测线位于主断面内，与走向观测线垂直，在走向主断面图上自开切眼用（δ-Δδ）角和Φ角向工作面推进方向划线交地表于E点，倾向线观测线在工作面推进方向上超过E点的位置。根据实地情况在两个工作面上布设了两条倾向线，倾向线A、倾向线B，具体布设如图1所示。

3 基于ST软件的沉降量统计分析

倾向线B自西向东沉降变化逐渐增大，B11出现最大下沉值。

4 倾向线沉降计算

沉降计算从2015年5月5日（第1期）开始，绘图从第1期到第18期，具体如下。

分析图2可以得出，最大累计沉降为-329.1mm;最大期沉降为-65.1mm;最后一期最大沉降为-7.7mm。累计沉降为

-218.2mm;最大期沉降为-42.7mm;最后一期沉降为-4.5mm。

分析图3和图4可以得出，通过沉降变化曲线和累计沉降图可以得出，倾向线B自西向东沉降变化逐渐增大，B11出现最大下沉值，通过分析沉降速度可以发现，最大期沉降出现在14期，第15期之后沉降速度开始变小。应用SPSS数理统计软件能够对沉降数据进行拟合分析，得出相应的曲线和拟合公式，可以用于后续的沉降预测分析。

5 结论

①本文利用ST软件对地表监测线倾向线B进行分析，得出了单点沉降量、沉降速率、最大沉降量以及沉降变化曲线，分析出了地表的沉降变化规律，为采空区上方建筑物安全提供了基础数据。数理统计软件能够对离散的数据点拟合出变化的曲线，为分析沉降规律提供有效的处理方法，其预测分析功能可以对沉降监测进行短期地预测。通过两种软件的分析，采空区上方地表基本趋于稳定。

②结合应用两类不同领域的软件对煤矿地表的沉降进行分析，能够分析出地表的沉降变化规律，为工程建设、地质灾害以及地表塌陷的预防提供技术支持。

【参考文献】

【1】王东波，黄鹤.地表沉降变形监测技术研究与系统设计实现[J].北京测绘，2016（06）：41-44+59.