專題講座資料（2021-2022年）工作面開采沉陷觀測設(shè)計說明書

1、*煤業(yè)*工作面開采沉陷觀測設(shè)計說明書生產(chǎn)技術(shù)科二一三年六月九日*工作面開采沉陷觀測設(shè)計說明書 主持人會審時間會審地點會 審 單 位簽 名 編 制 審 核 生產(chǎn)技術(shù)科 調(diào) 度 室 機電運輸科 通 防 科 安全檢查科總工程師會審意見1.加強觀測次數(shù)，提高觀測精度。2.對經(jīng)兩次觀測，觀測地點變化較大的及時下發(fā)隱患通知單。*工作面開采沉陷觀測設(shè)計說明書一、進行地表移動觀測的意義和任務(wù)1.進行地表移動觀測站的意義建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程第一章第十二條中規(guī)定：煤炭開采必然伴隨著發(fā)生圍巖及地表移動和變形。各礦區(qū)的圍巖及地表移動規(guī)律及有關(guān)參數(shù)具有地區(qū)特征，獲取和積累有關(guān)圍巖

2、及地表移動的科學數(shù)據(jù)，是煤礦企業(yè)工程技術(shù)和有關(guān)業(yè)務(wù)主管部門的職責。每個礦區(qū)應(yīng)有計劃、有目的在開展上述科學試驗與現(xiàn)場勘測，綜合分析，求取參數(shù)，總結(jié)規(guī)律，用于解決本礦區(qū)的開采沉陷問題。生產(chǎn)礦井必須解決好建筑物下、鐵路下和水體下（簡稱“三下”）安全、合理地開采煤炭和留設(shè)保護煤柱，必須開展地表移動和巖層移動的觀測工作，掌握地表和巖層移動的基本規(guī)律。為此，擬在*工作面上方進行地表移動變形觀測，研究開采引起的地表移動變化和破壞規(guī)律，以及地表移動與變形對地面建筑物的影響。2.進行地表移動觀測的任務(wù)煤礦開采引起巖層和地表移動的過程非常復雜，是地質(zhì)、水文、開采、地形等多種因素綜合影響的結(jié)果。通過進行地表移動觀測

3、可以獲取并確定以下數(shù)據(jù)，并獲取相關(guān)關(guān)系：分析特定采礦條件（如放頂煤開采方法）、地質(zhì)條件與地表移動和變形的關(guān)系。地表在移動過程中的移動和變形特點及分布規(guī)律。地表移動和變形中的動態(tài)移動變化規(guī)律。移動穩(wěn)定后地表移動和變形的分布及其主要參數(shù)，即移動角、裂縫角、邊界角、最大下沉角、下沉系數(shù)、水平移動系數(shù)等。用實測的移動變形參數(shù)確定礦區(qū)范圍內(nèi)建筑物的受破壞程度，有效地減少建筑物下壓煤量，合理確定工作面的尺寸，提高煤炭采出率。二、進行地表移動變形觀測所依據(jù)的規(guī)程規(guī)定1.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程，煤炭工業(yè)管理局制定，2000年。2.煤礦測量規(guī)程，煤炭工業(yè)管理局制定，1989年。3.工

4、程測量規(guī)范（GB50026-2007），中華人民共和國國家標準，2008年。4.煤礦安全規(guī)程，國家煤礦安全監(jiān)察局，2011年。三、觀測地點的地形地質(zhì)條件1.*工作面概況*工作面位于*采區(qū)中部，東鄰*采空區(qū)，西為*采區(qū)上部未采區(qū)，南鄰*采區(qū)采空區(qū)，北為*采區(qū)回風下山保護煤柱。工作面走向長230m，傾向?qū)?50m，開采二1煤層，工作面上部煤層平均厚度4.5m，下部煤層平均厚度2m，煤層平均傾角17°。工作面底板標高-170-217m，平均開采深度360m。2.地形條件*工作面地面位于礦井中部，西距采一隊宿舍樓28米，其他三面均為農(nóng)田，地面標高169189m。3.地質(zhì)條件*工作面位于礦區(qū)中

5、部，工作面沿煤層走向布置，煤層平均傾角17°。工作面回采范圍內(nèi)無斷層及陷落柱，對回采無影響。四、觀測設(shè)計布點方法由礦井2級導線控制點為基站點，采用南方測繪儀器廠生產(chǎn)的NTS-350型全站儀進行測繪，由生產(chǎn)區(qū)向礦井采一隊職工宿舍樓方向進行布點?？刂泣c及觀測點均采用水泥釘直接釘在堅固的巖石地面及房屋上。五、觀測設(shè)計測點位置、間距、觀測點及控制點數(shù)目在*工作面塌陷區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)實際地形條件在采一隊、采二隊職工宿舍樓上布置觀測點。在塌陷區(qū)范圍外，每50m100m布置觀測點、控制點，根據(jù)實際地形條件，觀測點、控制點距離可適當調(diào)整（附圖）。 *工作面觀測設(shè)計布置示意圖點號XYZ備注1基站點2基站

6、點CX1觀測點CX2觀測點CX3觀測點CX4觀測點CX5觀測點CX6觀測點CX7觀測點CX8觀測點CX10觀測點CX11觀測點CX12觀測點CX13觀測點CX14觀測點CX15觀測點CX16觀測點CX17觀測點CX18觀測點CX19觀測點CX20觀測點CX21觀測點CX22觀測點CX23觀測點CX24觀測點CX25觀測點六、觀測內(nèi)容及與控制網(wǎng)的連測方法、精度要求1.地表移動觀測的主要內(nèi)容地表移動觀測點建立后即要進行觀測，在工作面開采過程中，對工作面上部地表房屋進行沉陷觀測，觀測時間每1015天進行一次。2.地表移動觀測的方法及精度要求地表移動觀測的基本內(nèi)容是：在采動過程中定期地、重復地測定觀測

7、線上各測點在不同時期內(nèi)空間位置的變化情況。地表移動觀測的觀測工作分為：觀測點的連接測量、全面觀測、地表破壞的測定和編錄。在觀測點埋好后，進行觀測。觀測工作包括下列內(nèi)容：連接測量為了確定觀測站與開采工作面之間的相互位置關(guān)系，應(yīng)在觀測站的所有控制點與礦區(qū)控制網(wǎng)之間進行測量，以確定控制點的平面位置和高程?？刂泣c聯(lián)測在觀測區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定地點布設(shè)控制點聯(lián)系觀測，測量方法為全站儀觀測方法。全面觀測為了準確地確定工作測點在地表移動開始前的空間位置，在與礦區(qū)控制網(wǎng)聯(lián)測后，地表開始移動之前，應(yīng)對地表觀測站的全部測點獨立進行兩次全面觀測，兩次觀測的時間間隔不超過5天。全面觀測的內(nèi)容，包括測定各測點的平面位置和高程等。

8、獨立進行的兩次全面觀測，兩次測得的同一點高程差不大于10mm、同一邊的長度差不大于10mm，取平均值作為觀測站的原始觀測(又稱為初次觀測)數(shù)據(jù)。同時，按實測數(shù)據(jù)將各測點展繪到觀測站設(shè)計平面圖上。日常觀測工作日常觀測工作，指的是在移動過程中測定監(jiān)測點位置的測量工作。在回采工作面推進一定距離后，在預(yù)計可能首先移動的地區(qū)，選擇幾個建筑物開裂處，用鋼尺每隔7天進行一次測定，觀測變形量。如果發(fā)現(xiàn)變形超過5mm時，要對其進行全站儀觀測。重復測量的時間間隔，視地表下沉的速度而定，一般每隔1015天觀測一次。在移動變形較大階段，應(yīng)增加觀測次數(shù)，每510天觀測一次。在采動過程中，不僅要及時地記錄和描述地表出現(xiàn)的

9、裂縫位置、寬度的變化，塌陷的形態(tài)和時間，并及時上圖，還要記載每次觀測時工作面開采的相應(yīng)位置、實際采出厚度、工作面推進速度、頂板陷落情況、煤層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造、水文條件等有關(guān)情況。為了保證所獲得觀測資料的準確性，觀測站的各項觀測應(yīng)在盡量短的時間內(nèi)完成，特別是在移動活躍階段，觀測應(yīng)在一天內(nèi)完成。在觀測過程中，應(yīng)定期監(jiān)測控制點的變化，如發(fā)現(xiàn)控制點發(fā)生位移，應(yīng)把控制點作為觀測點與其他觀測點一起進行監(jiān)測。而另行布置控制點。七、觀測成果1.觀測成果的檢查和計算每次觀測后應(yīng)及時進行檢查。如發(fā)現(xiàn)粗差或超限，應(yīng)及時重測，直到全部觀測數(shù)據(jù)符合要求為止。各點高程計算時先進行平差，然后計算高程，并將所得的各點的高程填入

10、綜合計算表中。2.移動和變形計算觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過整理改正后，便可計算測線上各測點和各測點間移動和變形。移動和變形主要包括：各點的下沉和水平移動，相鄰兩測點間的水平變形。每次觀測之后均應(yīng)及時地進行移動和變形計算，計算數(shù)字的取位、地表移動、變形綜合成果整理如下表。 地表移動和變形計算計算數(shù)字的取位名稱下沉W(mm)水平移動U(mm)傾斜I(mm/m)水平變形E（mm/m）曲率K(10-3)橫向水平移動U(mm)下沉速度V(mm/d)取位110.10.10.0110.1地表移動、變形綜合成果整理測點編號標高下沉mm下沉差mm傾斜mm/m傾斜變化mm/m曲率10-3線段線段長(m)水平變形水平移動mm第一次觀測第n次觀測第一次觀測第n次觀測絕對值mm相對值mm3.繪圖工作根據(jù)每次觀測的計算結(jié)果繪制變化曲線圖，由這種曲線圖能夠清楚地看出沿觀測線的地表移動和變形的分布特征及其發(fā)展過程。在觀測