1、 1 目 录 一、概述 . 1 二、建立观测站的目的和意义 . 1 三、观测站工作内容 . 2 四、地表移动观测站设计 依据 . 3 五、地表移动观测站设计方案 . 3 1、观测站的布设形式 . 3 2、观测点的数目及密度的确定 . 3 3、测点埋点要求 . 4 六、地表移动观测站的观测工作 . 4 1、观测内容 . 4 2、测量仪器的选择 . 7 七、成果整理 . 7 1 大方县黄泥塘镇庆兴 煤矿 1092 采煤 工作面岩移观测站设计 一、概述 1092 采面位于 1082 采空区正下部， 11 回风石门西侧，主井、副井顶部西侧，在 M9 煤层露头以下，下部为 1084 采空区，该采面为一采
2、区 M9 煤层第一个采煤工作面。 本次观测站位于首采工作面正上方，形态为 山林 ，另外该工作面为矿井 M9首采工作面，受外界影响因素相对较少。 本工作面所采煤层 M9 煤层层位稳定，但沿走向及倾向上为褶曲构造，煤层底板不平，对回采有一定影响。但煤层总体为倾斜较缓的单倾斜构造，倾向南东，倾角 21 28，平均 23。地 质构造复杂程度为中等较简单型。掘进区域内无大的断层，局部仅有 1.0m 以下的小断层。 首采煤层叙述如下 9 号煤层 M9 煤层位于 M8 煤层下部，与 M8 法线距离为 15-18m， M9 煤层下部为 M11煤层，与 M11 煤层法线距离为 30-50m。 M9 煤层形态产状
3、产出，煤层风氧化带深度与 M8 类似。煤岩呈黑色，玻璃光泽，以亮煤为主，含少量镜煤，硬度较大。煤岩崩落后成块性较好，煤层未见矸石夹层，机构简单。 M9 煤层属低硫、中低灰分高发热量无烟煤。 二、建立观测站的目的和意义 建立地表移动观测站实测研究是开采沉陷规律研究的最可靠手 段。本工作面无任何建筑，形态为丘陵，根据有关要求设立地表移动观测站。因此，在工2 作面上方建立地表移动变形观测站的主要目的有： 1、由于本矿 M8、 M8、 M11 煤层采用炮采半 机械化开采技术，设置观测站的目的主要是为了取得本地区因地下煤层开采后，采动地表的移动、变形及破坏规律，包括各种移动角、边界角、移动与变形预计参数
4、，并为进行矿区总体规划、环境评价和矿井设计时，对于建筑物、水体、铁路及主要井巷的压煤开采论证提供评价依据； 2、为安全合理的留设保安煤柱提供技术参数，也为安全合理开采保安煤柱提供理论依据； 3、为开展 建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱的开采提供变形预计方法，以便在进行“三下”采煤时，为合理布设工作面和选定开采顺序、制订建（构）筑物及河堤加固保护措施提供依据； 4、由于综合机械化开采地表沉陷变形的特殊规律，为了寻求在观测站布设方法、观测手段、研究内容及分析方法等方面的合理性。 三、观测站工作内容 地表移动变形观测站的基本工作内容可归纳如下： 1、地表变形观测站设计； 2、地表观测站实地布设； 3
5、、地表移动观测（包括联测、首次全面观测、重复水准测量、最终全面测量等）； 4、数据处理与分析； 5、各阶段参数求取 ； 6、地表移动观测总结报告编制。 3 四、地表移动观测站设计依据 中华人民共和国煤炭工业局 2005 年五月颁布的建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程。 五、地表移动观测站设计方案 1、观测站的布设形式 首采工作面结构简单，形状规整，是矿井首采工作面，受外界影响因素相对较少，地表移动观测站设计相对较易。 结合该工作面上方地表实际情况，初步设计布设两条观测线：一条倾向观测线和一条走向观测线。考虑到埋点的难易程度、方便后期观测等原因，在设计观测线时，特沿田村村一条南北
6、走向山路布设半条倾向观测线，沿工 业广场东西布设半条走向观测线。 根据地表沉陷预计数据来确定地表移动盆地的边界范围（取下沉 10mm 为地表移动盆地边界），计算出倾向观测线全长 598m，走向观测线、全长 620m。 2、观测点的数目及密度的确定 在采动过程中，需要定期观测测点的空间位置，以反映地表点的移动情况。因此，测点的埋设深度应在本地区冻土深度以下 0.5m，并保证它和土层密实固结，以使测点和地表一起移动。因本地区开采深度较深，所以在预计下沉盆地的中央区域工作测点的设计采用等间距并使点间距为 25m，而在其边缘区域工作测点的设计采用等间距并使点间 距为 25m。根据观测线的长度可以在工作
7、区域内倾向观测线上设置测点 24 个，依次编号为 Q1、 Q2 Qn。在走向观测线上设置测点 25 个，依次编号为 Z1、 Z2、 Zn。 在观测线长度以外设置观测站控制点。在观测站存在期间，以控制点的空间位置（，）做为观测站的起算数据，因此必须保证其坚固、稳定。4 为了保证观测资料的准确，应对控制点的稳定性定期进行检测。控制点埋设在观测线的两端，每端至少三个，工作测点的外端至控制点的距离及控制点间的距离为 80m 左右，其中倾向观测线的控制点号分别为 KQ1、 KQ2、 KQ3，走向观测线上为 KZ1、 KZ2、 KZ3。考虑到现场条件，实际布设点位置可做适当调整，但是尽量按设计布设。 3、
8、测点埋点要求 （ 1）在观测期间能可靠保存，并与地表牢固结合，不受冻害影响。 （ 2）便于观测高程与丈量距离。若标志露出地表不会被破坏时，用露头式测点比较方便，一般高出地面 10 20 .如预计到地表下沉后测点可能被水淹没或者被其他充填物埋没，应该考虑选用便于日后加高的测点结构。 （ 3）控制点与工作面按设计要求用经纬仪标定，并尽量埋在同一方向线上，以便简化观测与计算。 六、地表移动观测站的观测工作 1、观 测内容 地表移动观测站的观测工作可分为：观测站的连接测量，全面观测，单独进行的水准测量，地表破坏的测定与编录。 （ 1）连接测量 在观测点埋设好 10 15 天、点位固结之后，首先进行观测
9、站控制点与矿区控制网之间的联测，以确定主要控制点的平面位置和高程。然后再根据它来测定其余的控制点和工作测点的平面位置。 连接测量可按定向基点的测量精度（点位误差小于 7cm）要求进行。观测线工作测点的平面位置，从已知坐标的控制点，按 5导线测量的精度要求确定。 5 高程联测就是在矿区水准点至观测站附近的水准点之间进行水准测量，再由水准 点测定观测站控制点的高程。高程联测以不低于三等水准测量的精度要求进行。 （ 2）全面观测 为了准确地确定工作测点在地表移动开始前的位置，在连测后、地表开始移动之前，应独立进行两次全面观测，两次全面观测时间间隔不超过 5 天。全面观测的内容包括测定各测点的平面位置
10、和高程。各测点间的距离，各测点偏离观测方向线的距离。记录地表原有的破坏情况，并作出素描。 在设站地区未受采动影响之前，独立进行的两次全面观测，两次全面观测的同一点高程相差不大于 10mm，支距距离不大于 30mm，同一边长的长度差不大于 4mm 时，取平均值作为观 测站的原始观测数据（又称初次观测）数据。 为了确定移动稳定后地表各点的空间位置，需在地表稳定后进行最后一次全面观测（又称末次观测），地表移动稳定的标志是：连续 6 个月观测地表各点的累计下沉值均小于 30mm。 采动影响前及移动稳定后的初次全面观测和末次全面观测，按下列要求进行： 在确认观测站控制点未遭碰动，其高程值没有发生变化的前
11、提下，可直接从观测站控制点开始进行水准测量，如果观测线两端都没有控制点，则水准测量附合到两端控制点上。若在观测线的一端有控制点，则需进行往返水准测量。施测按三等水准测量的精度要求进行。 观测站的全面观测内容为平面坐标、点间距及高程测量，平面坐标和点间距用全站仪进行观测，观测工作按照煤矿测量规程中的精度要求进行。坐标和高程可由小尾沟煤矿近井点导入。高程取前两次观测数据的平均值作为首6 次观测数据，坐标和点间距主要采用第二次的观测数据作为首次观测数据。 另外实施高程测量时，对能实施水准观测的测点用水准仪按要求观测，对因积水而不能实施水准观测的点，可用全站仪进行三角高程测量。 （ 3）所谓日常观测工
12、作，指的是首次和末次全面观测之间适当增加的水准测量工作，在回采工作面回采 80m 左右，在预计可能首先 移动的地区，选择几个工作测点，每隔 5 6 天进行一次水准测量（又称巡回测量），如果发现测点有下沉的趋势，即说明地表已经开始移动。在移动过程中，要进行日常观测工作，即重复进行水准测量。重复水准测量的时间间隔，视地表下沉的速度而定，活跃期确定为 15 天左右观测一次，以求得最大下沉速度。衰退期巡回测量可 30 天进行一次，其目的是确定地表移动是否已停止。 采动过程中的水准测量，可用单程的附合水准或水准支线的往返测量，实测按四等水准测量的精度要求进行。 在采动过程中，要及时地记录和描述地表出现的
13、异常情况和时间，为真实地求得 小尾沟煤矿地表移动规律，在每次进行全面观测、巡视观测、地表破坏的测定时，应同时观测工作面的位置，并将观测日期及位置填在采掘工程平面图上。 每次观测之后均应及时地进行移动和变形计算，计算数字取位见表 6-1。 7 表 6-1 地表移动、变形计算时的取位参考 名称 下沉W mm 水平移动 u mm 倾斜 i mm/m 曲率 K mm/ 水平变形 mm/m 横向水平移动 ul mm 下沉速度V mm/d 取位 1 1 0.1 0.01 0.1 1 0.1 2、测量仪器的 选择 （ 1）平面测量仪器 平面测量仪器可结合小尾沟煤矿现有仪器，选用南方测绘全站仪，在测量前严格通
14、过精确检测，保证仪器测量过程中的稳定性，尽量采用同一台仪器完成整个规定测量期限内的全部测量工作，确保观测数据的可靠性。 （ 2）高程测量仪器 对于高程测量仪器，要求采用 DSC232 自动安平水准仪进行高程测量工作。在测量前严格进行仪器检测，保证仪器在测量过程中的稳定性，尽量采用同一台一起完成整个规定测量期限的全部测量工作，确保观测数据的可靠性。 七、成果整理 观测成果的整理包括计算和绘图两部分，最终得出观测站控制点 的平面坐标和高程。 观测成果的整理计算主要是计算各测点的高程、相邻两侧点的水平距离和各测点偏离观测线方向的支距，然后计算各测点的移动和变形值及下沉速度等。在进行移动和变形计算之前，应对观测数据加入各种改正，观测数据经过整理改正后，便可以计算观测线上各测点和各测点间的移动和变形。然后根据每次观测的计算结果绘制曲线图。 8 观测站的实测资料经过处理后，应提交以下成果： 1、观测站各次完整观测数据汇总表一套； 2、观测站完整的地表移动变形综合成果整理表一套； 3、观测站移动、变形曲线图一套； 4、观测站移动变形观测成 果分析总结报告一本。 5、获取工作面开采地表沉陷预计参数以及地表移动规律。1 参加首采面岩移观测站设计编制人员 姓 名 签 字 XXX XXX XXX XXX 审 核：
