由于采矿事业的快速发展，矿区进行了大规模的开采，造成地下水流失、硫砂层或含水层压缩，引起矿区整体沉降，造成地质构造的活化，引起地表移动与变形。由人工定期用传统仪器到现场进行测量，安全监测工作量大、受天气、人工、现场条件等许多因素的影响，存在一定的系统误差和人工误差。GPS自动化变形监测系统是基于GPS对采空区进行实时自动化监测，有效克服传统人工监测的弊端，可通过多种短信邮件闪屏等方式第一时间预报变形情况，同时根据整矿区变形趋势，对矿区变形进行预警，为监控室工作人员进行决策时提供依据，更大程度保障采空区附近人民群众的生命财产安全。

沉降自动化监测系统客户端软件

软件概述

基于GPS自动化监测系统核心软件GPSensor的沉降自动化监测系统软件，是由上海华测根据采空区坍陷规律自主研发的。本软件具备各监测点监测数据在线管理、实时监测点变化分析、线性分析及三维变化分析等功能。本软件对管理人员实时掌握采空区变化趋势及变化规律具有非常大的现实意义。

软件特点

软件可分析采空区各监测点二维、三维实时变化量。

软件可分析监测区域同一个断面上沉降中心两侧点的伸缩、扭曲。

软件通过某个采空区的所有监测点的变化量统一建模，然后分析出整个区域的变化量与变化规律。

案例——西郝庄铁矿

项目背景

西郝庄铁矿位于邢台市西南40km处，地处沙河市西郝庄村西南约1km处，有褡裢—矿山村铁路支线及褡裢—章村公路从矿区南部通过，矿区交通方便。本矿始建于1984年，实际采矿生产规模30万吨/年。1999年以前该矿山由邢台钢铁厂綦村铁矿开采，主要开采浅部矿体，1998年浅部矿体闭坑，1999年11月，该矿深部矿体的采矿权由河北金山矿业有限公司取得并开采至今。

该矿山目前采用地下开采方式，斜井-竖井-盲竖井联合开拓系统，设计采用空场法、浅孔留矿法和房柱法采矿。建矿以来，估算累计采出铁矿石(浅部矿体和深部矿体)约1000万吨。尤其是90年代以来，矿区矿业秩序混乱，数十个民采矿井在本矿区非法盗采浅部采空区矿柱，使该区地下采空区规模进一步扩大，空区的支撑条件进一部恶化，严重威胁着矿区地质环境安全、深部矿体采矿生产的安全以及地表种地农民的安全。为此，地表沉降自动化监测系统的实施，便于企业和安全监管部门实时掌握矿区地表沉降状况和安全现状，从而保障深部矿体安全开采及矿区居民区内人民群众的生命财产安全。

监测目的

根据矿山提供的矿区水文地质资料以及地下开采现状，探测采空区存水情况，预测容水量，并对发生突水灾害提出对策措施建议；

提出具体的采空区塌陷、地表陷落的防范措施建议；

本项目要达到的预期效果为：通过布点监测，及时预测地压来临时间，为监控室工作人员进行预警决策，实现矿山安全生产。

系统组成

整个自动化监测系统由传感器子系统、数据中心子系统及辅助支持子系统组成，而传感器子系统与数据中心子系统通过2.4G无线数据通讯有机的连为一个整体，从而将GPS接收机原始观测值与网络视频监控数据实时传输到控制中心，同时控制中心能够远程控制各个监测设备。

（1）传感器子系统

根据地下采空区的位置和范围，本系统在采空区建设7个监测站，在采空区外稳定区域建设1个基准站，同时在视野开阔的地方建立一套高清视频系统实时保障着监测设备的安全。

（2）数据中心子系统

数据中心是整个监测系统的数据处理与分析中心及系统的监控中心，即在中心一台高性能服务器安装华测专业监测软件GPSensor，本软件实时处理GPS原始数据计算出各个监测站的三维坐标，并通过图形方式实时显示每个站的各种信息，包括各点接收到的卫星状态，实时点位坐标，三维变化量等，而监测结果实时存入数据库。本软件的分析模块实时分析各监测点，可直观的看到各个监测点的天、周、月、季度沉降变化情况，三维建模功能可以联合多个监测点，根据监测站的空间位置分布，与采空区的地质特性等情况，对这些测点构成的沉降面进行沉降分析。当某个监测值超过预警值10，系统即会通过短消息、声光方式及时报警给安全监控人员。

（3）辅助支持子系统

本部分包括供电、避雷、综合布线等部分，保障整个系统安全、稳定、长时间在各种环境下连续工作。

总结

西郝庄铁矿采空区采用华测GPS自动化监测系统，自竣工以来，项目运行良好，使安监人员实时掌握了整个采空区在各种条件下缓慢沉降变化的过程，了解了其变化规律，为管理人员和相关专家提供了决策依据。同时该系统与传统人工测量比较起来，节约了成本，保证了监测实时性，实现了在各种天气环境下的全天候监测，有效的保障了企业生产的安全和政府策略的准确。

① 监测点观测墩防盗设计，保证系统连续稳定运行的前提下，同时也有效的保障了各监测点不被人为破坏。

② 2～3mm高精度、高可靠性沉降监测结果。

③ 二维、三维变形分析，可直观掌握整个沉降区的变形量。