開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書

1、開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書1西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司馬蘭礦西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司馬蘭礦18101 工作面開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書工作面開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司2011 年 6 月開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書I目目 錄錄1 設(shè)立地表移動(dòng)觀測(cè)站的意義和任務(wù)設(shè)立地表移動(dòng)觀測(cè)站的意義和任務(wù).11.1 設(shè)計(jì)地表移動(dòng)觀測(cè)站的意義 .11.2 建立地表移動(dòng)觀測(cè)站的任務(wù) .22 進(jìn)行地表移動(dòng)變形觀測(cè)所依據(jù)的規(guī)程規(guī)定進(jìn)行地表移動(dòng)變形觀測(cè)所依據(jù)的規(guī)程規(guī)定 .33 設(shè)站地區(qū)的地形地質(zhì)條件設(shè)站地區(qū)的地形地質(zhì)條件.33.1 18101 工作面概況.33.2 地形條件.43.3

2、 地質(zhì)條件.44 觀測(cè)站設(shè)計(jì)時(shí)所用到開采沉陷角量參數(shù)觀測(cè)站設(shè)計(jì)時(shí)所用到開采沉陷角量參數(shù).55 觀測(cè)線的位置及長度、觀測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)數(shù)目的確定觀測(cè)線的位置及長度、觀測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)數(shù)目的確定 .66 工作測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)的構(gòu)造及埋設(shè)方法工作測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)的構(gòu)造及埋設(shè)方法.96.1 測(cè)點(diǎn)的構(gòu)造及埋設(shè)方法.96.2 測(cè)點(diǎn)數(shù)目及其密度.97 觀測(cè)內(nèi)容及所使用的儀器，與控制網(wǎng)的連測(cè)方法，精度要求觀測(cè)內(nèi)容及所使用的儀器，與控制網(wǎng)的連測(cè)方法，精度要求 .107.1 地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)的主要內(nèi)容 .107.2 地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)所使用的儀器及精度.117.3 地表移動(dòng)觀測(cè)站連測(cè)、觀測(cè)的方法及要求的精度.118 觀測(cè)成果的

3、整理方法與分析步驟，所要獲得的成果觀測(cè)成果的整理方法與分析步驟，所要獲得的成果 .148.1 觀測(cè)成果的檢查和計(jì)算.148.2 移動(dòng)和變形計(jì)算.148.3 繪圖工作.168.4 觀測(cè)成果整理.179 研究成果研究成果.1810 項(xiàng)目總體研究進(jìn)度項(xiàng)目總體研究進(jìn)度.1811 經(jīng)費(fèi)估算經(jīng)費(fèi)估算.18開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書II開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書1西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司18101 工作面開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書工作面開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書1 設(shè)立地表移動(dòng)觀測(cè)站的意義和任務(wù)設(shè)立地表移動(dòng)觀測(cè)站的意義和任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)地表移動(dòng)觀測(cè)站的意義設(shè)計(jì)地表移動(dòng)觀測(cè)站的意義建筑物、水體

4、、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(dòng)和變形。各礦區(qū)的圍巖及地表移動(dòng)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)圍巖及地表移動(dòng)的科學(xué)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(zé)。每個(gè)礦區(qū)應(yīng)有計(jì)劃、有目的在開展上述科學(xué)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，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(hù)煤柱，必須開展地表移動(dòng)和巖層移動(dòng)的觀測(cè)工作，掌握地表和巖層移動(dòng)的基本規(guī)律。建立地表移動(dòng)與變形觀測(cè)站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，是進(jìn)行此項(xiàng)工作有效的方法。 另外，由于山區(qū)地表沉

5、陷影響因素較多、沉陷規(guī)律非常復(fù)雜，其與平地開采沉陷規(guī)律差別較大。為此，西山煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司擬在馬蘭礦 18101 工作面上方設(shè)立地表移動(dòng)變形觀測(cè)站，研究開采引起的地表移動(dòng)變化和破壞規(guī)開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書2律，以及地表移動(dòng)與變形對(duì)地面建筑物的影響。項(xiàng)目研究的目的及意義： 1、由于國內(nèi)外山區(qū)重復(fù)采動(dòng)情況下的地表移動(dòng)變形及對(duì)建筑物的影響和破壞的研究還不很充分，所以本項(xiàng)目通過地表移動(dòng)的觀測(cè)研究，探尋重復(fù)采動(dòng)情況下，地表移動(dòng)變形及其采動(dòng)滑移的規(guī)律，以求取得本礦區(qū)相同條件下開采沉陷的規(guī)律，為安全生產(chǎn)提供現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。 2、綜合分析觀測(cè)資料，求取綜采放頂煤采煤方法、重復(fù)采動(dòng)時(shí)地表變形的角量參數(shù)及概

6、率積分法預(yù)計(jì)參數(shù)。 3、用實(shí)測(cè)的移動(dòng)變形參數(shù)進(jìn)行建筑物、鐵路和水體下的保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)，有效地減少鐵路、建筑物、水體下壓煤量，并可以合理確定綜采工作面的尺寸，提高煤炭采出率。 4、減少和避免由采礦引起的農(nóng)工糾紛。 1.2 建立地表移動(dòng)觀測(cè)站的任務(wù)建立地表移動(dòng)觀測(cè)站的任務(wù)煤礦開采引起巖層和地表移動(dòng)的過程非常復(fù)雜，是地質(zhì)、水文、開采、地形等多種因素綜合影響的結(jié)果。通過設(shè)立地表移動(dòng)觀測(cè)站進(jìn)行觀測(cè)可以獲取并確定以下數(shù)據(jù)，并獲取相關(guān)關(guān)系：1、分析特定采礦條件（如綜采放頂煤開采方法） 、地質(zhì)條件與地表移動(dòng)和變形的關(guān)系； 2、地表在移動(dòng)過程中的移動(dòng)和變形特點(diǎn)及分布規(guī)律； 3、地表移動(dòng)和變形中的動(dòng)態(tài)移動(dòng)變化規(guī)律；

7、 4、移動(dòng)穩(wěn)定后地表移動(dòng)和變形的分布及其主要參數(shù)，即移動(dòng)角、開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書3裂縫角、邊界角、最大下沉角、下沉系數(shù)、水平移動(dòng)系數(shù)、主要影響角正切、超前影響角、超前影響距，滯后角及滯后距和地表最大下沉速度、拐點(diǎn)偏移距等。 5、在開采過程中，引起采動(dòng)滑移的初步原因，總結(jié)相近地質(zhì)條件下采動(dòng)滑移的形成條件。2 進(jìn)行地表移動(dòng)變形觀測(cè)所依據(jù)的規(guī)程規(guī)定進(jìn)行地表移動(dòng)變形觀測(cè)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(cè)量規(guī)程 ，煤炭工業(yè)管理局制定，1989 年。3、 工程測(cè)量收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn) ，中華人民共和國收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，2002 年。4

8、、 工程測(cè)量規(guī)范 （GB50026-2007） ，中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)，2008.5.1 年。5、 全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程 ，中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1997 年。6、 煤炭安全規(guī)程 ，國家煤炭安全檢察局，2001 年。7、 煤礦測(cè)量手冊(cè) ，煤炭工業(yè)出版社，1990 年。3 設(shè)站地區(qū)的地形地質(zhì)條件設(shè)站地區(qū)的地形地質(zhì)條件3.1 18101 工作面概況工作面概況 18101 工作面走向長 1000m，工作面傾向?qū)?116/76m， 8 號(hào)煤層厚度 3.604.38m，平均厚度 4.17m，平均煤層傾角5。井下巷道底板標(biāo)高 915973m，平均開采深度 278m。開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書4工

9、作面四周均為 8 號(hào)煤未采區(qū)，上部為 2 號(hào)煤層 12403、12414采空區(qū)，8 號(hào)煤層結(jié)構(gòu)為（1.83（0.23）2.11） ，該工作面采用高支架一次采全高。3.2 地形條件地形條件馬蘭井田位于呂梁山東翼，屬中低山區(qū)，地形復(fù)雜，切割強(qiáng)烈，溝谷縱橫。全井田地勢(shì)西南高東北低，最高處在井田南部上白泉北蘆則巖，標(biāo)高 1521.2m ； 最低處在馬蘭村東北屯蘭河河谷中， 標(biāo)高 1065.5m，相對(duì)高差一般 200-300m。 18101 工作面地面位于從峁山北西部，軌道巷段 310 米北部68 米為 548 煤田孔，切眼北東部間隔 282 米為南一補(bǔ)回風(fēng)斜井，化坡溝從工作面中部穿過。主要出露 P1X

10、2、P2S1、P2S2、Q2+3地層，蓋山厚度 176414 米，平均厚度 278 米。植被發(fā)育，灌木叢生，地面標(biāo)高 11591329m。3.3 地質(zhì)條件地質(zhì)條件18101 工作面位于屯蘭河背斜，工作面走向方向?yàn)槊簩拥膬A斜方向，煤層平均傾角5。工作面共有 20 條斷層，其中在掘進(jìn)中揭露 18 條斷層，另外有2 條斷層位于工作面內(nèi)，斷層落差 H=0.95.5 米，其中 F181016斷層對(duì)回采影響極大，有 4 條斷層對(duì)回采影響中等，其余斷層對(duì)回采影響較小。據(jù)鄰近工作面揭露情況分析，本面陷落柱不太發(fā)育。煤層直接頂為 L1泥灰?guī)r（0.60m2.1m） ，深灰色，富含動(dòng)物化開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書5石

11、，致密堅(jiān)硬，裂隙發(fā)育，裂隙內(nèi)充填方解石脈。老頂為粉砂巖及中砂巖（2.80m4.43m） ，下部為深灰色粉砂巖，富含植物化石，水平層理發(fā)育；上部為淺灰色中砂巖，成分以石英、長石為主，含條帶狀炭質(zhì)成分，頂部常含一層厚 0.2 米的煤線。直接底為細(xì)砂巖（1.80m4.3）深灰色，富含根化石，緩波狀層理發(fā)育，夾薄層黃鐵礦；8下煤（0.3m）煤線；泥巖(1.10m) 淺灰色，松散狀，含少量根化石；老底為中細(xì)砂巖（9.2012.70） 。4 觀測(cè)站設(shè)計(jì)時(shí)所用到開采沉陷角量參數(shù)觀測(cè)站設(shè)計(jì)時(shí)所用到開采沉陷角量參數(shù) 地表移動(dòng)觀測(cè)站設(shè)計(jì)所用的開采沉陷系數(shù)有：走向充分采動(dòng)角3、傾向上山充分采動(dòng)角 2、傾向下山充分采

12、動(dòng)角 1、走向移動(dòng)角、傾向下山移動(dòng)角 、傾向上山移動(dòng)角 ，移動(dòng)角修正值、 及最大下沉角 等。 地表移動(dòng)觀測(cè)站設(shè)計(jì)時(shí)所用參數(shù)依據(jù)西山礦區(qū)保護(hù)煤柱設(shè)計(jì)規(guī)程 （試行）確定，取值如下： 當(dāng)表土層與基巖厚度難以分別確定，移動(dòng)角5、100mH300 m時(shí)，=70 移動(dòng)角修正值（走向，傾向上山，傾向下山）：=20 充分采動(dòng)角（走向 3、傾向上山 2、傾向下山 1） 重復(fù)采動(dòng)時(shí)，覆巖性質(zhì)較軟，取 3=55 1=30. 5=52.5 開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書62=3+0. 5=57.5 最大下沉角：=90-0.6=87 5 觀測(cè)線的位置及長度、觀測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)數(shù)目的確定觀測(cè)線的位置及長度、觀測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)數(shù)目的確定

13、觀測(cè)站共設(shè)兩條觀測(cè)線（見附圖） ，沿工作面走向布第一條（A線） ，工作面傾向布第二條（B 線） ，各觀測(cè)線的總長度、分段長度以及點(diǎn)間距和點(diǎn)數(shù)見表 1。每條觀測(cè)線長度等于工作面內(nèi)長度加邊界段長度。各觀測(cè)線邊界長度均按下式計(jì)算：50/tgHL 式中 H 為工作面邊界開采深度（m） 。按上式計(jì)算，考慮本工作面呈刀把形，觀測(cè) B 線距小開切眼的平面位置為 578m，寬切眼 232m，觀測(cè) A 線位于寬工作面中心的方向。測(cè)點(diǎn)間距 25m。觀測(cè)線位置詳見觀測(cè)線布置圖。表 1 實(shí)際圖上設(shè)計(jì)地表移動(dòng)觀測(cè)線長度控制點(diǎn)、監(jiān)測(cè)點(diǎn)及方位觀測(cè)線總長度控制點(diǎn)數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)測(cè)點(diǎn)間距測(cè)線方位走向 A820352552傾向 B60

14、042625142合計(jì)1300461 根據(jù)實(shí)際計(jì)算得出地表移動(dòng)觀測(cè)站，A 和 B 觀測(cè)線的具體坐標(biāo)、編號(hào)詳見設(shè)計(jì)圖所示（各控制點(diǎn)與測(cè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)可在圖中直接量取，然后進(jìn)行實(shí)地放點(diǎn)） 。在山區(qū)，控制點(diǎn)的位置應(yīng)保證在沉陷影響區(qū)外，其點(diǎn)位可根據(jù)地形來選擇，盡可能視野開闊。18101 工作面測(cè)點(diǎn)布置如圖：開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書7表 2 控制點(diǎn)標(biāo)定坐標(biāo)：點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)高程G1G2G3G4測(cè)點(diǎn)標(biāo)定坐標(biāo)見表 3、表 4。表 3 A 線點(diǎn)標(biāo)定坐標(biāo)值點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)A1X= 4190057.767Y= 37590376.606A2X= 4190077.468Y= 37590392.000A3X= 4190097.168Y=

15、37590407.388A4X= 4190116.877Y= 37590422.769A5X= 4190136.579Y= 37590438.160A6X= 4190156.275Y= 37590453.554A7X= 4190175.976Y= 37590468.947A8X= 4190195.676Y= 37590484.338A9X= 4190215.376Y= 37590499.730A10X= 4190235.132Y= 37590515.037A11X= 4190254.844Y= 37590530.439A12X= 4190274.533Y= 37590545.824A13X=

16、4190294.234Y= 37590561.219A14X= 4190313.878Y= 37590576.688A15X= 4190333.578Y= 37590592.079開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書8A16X= 4190353.278Y= 37590607.471,A17X= 4190372.978Y=37590622.862A18X= 4190392.678Y= 37590638.254A19X= 4190412.379Y= 37590653.645A20X= 4190432.079Y= 37590669.037A21X= 4190451.779Y= 37590684.428A22X=

17、 4190471.480Y= 37590699.820A23X= 4190491.180Y= 37590715.212A24X= 4190510.880Y= 37590730.603A25X= 4190530.623Y= 37590745.935A26X=4190550.320Y=37590761.327A27X= 4190570.021Y= 37590776.722A28X= 4190589.717Y= 37590792.112A29X= 4190609.451Y= 37590807.532A30X= 4190629.125Y= 37590822.906A31X= 4190648.850Y=

18、 37590838.319A32X= 4190668.482Y= 37590853.735A33X= 4190688.182Y= 37590869.127A34X= 4190707.920Y=37590884.477A35X= 4190727.617Y= 37590899.868表 4 B 線點(diǎn)標(biāo)定坐標(biāo)值點(diǎn)號(hào)坐標(biāo)B1X= 4189878.114Y= 37590632.700B2X= 4189893.618Y= 37590613.061B3X= 4189908.985Y= 37590593.284B4X= 4189924.421Y= 37590573.576B5X= 4189939.856Y=

19、37590553.937B6X= 4189955.292Y= 37590534.229B7X= 4189970.452Y= 37590514.521B8X= 4189986.025Y= 37590494.813B9X= 4190001.323Y= 37590475.174B10X= 4190016.690Y= 37590455.397B11X= 4190032.038Y= 37590435.751B12X= 4190047.384Y= 37590416.075B13X= 4190062.850Y= 37590396.351B14X= 4190078.213Y= 37590376.611B15X

20、= 4190093.616Y= 37590356.951B16X= 4190108.979Y= 37590337.211B17X= 4190124.382Y= 37590317.552B18X= 4190139.858Y= 37590297.815B19X= 4190155.294Y= 37590278.107開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書9B20X= 4190170.729Y= 37590258.399B21X= 4190186.096Y= 37590238.691B22X= 4190201.394Y= 37590218.983B23X= 4190216.296Y= 37590200.000B24

21、X= 4190232.127Y= 37590179.568B25X= 4190247.563Y= 37590159.929B26X= 4190263.068Y= 37590140.2906 工作測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)的構(gòu)造及埋設(shè)方法工作測(cè)點(diǎn)和控制點(diǎn)的構(gòu)造及埋設(shè)方法6.1 測(cè)點(diǎn)的構(gòu)造及埋設(shè)方法測(cè)點(diǎn)的構(gòu)造及埋設(shè)方法 觀測(cè)站的控制點(diǎn)布設(shè)為四 4 個(gè) GPS 點(diǎn)：G1、G2、G3、G4，現(xiàn)場(chǎng)踏勘選擇視野開闊，交通方便、便于保存之處。 控制點(diǎn)標(biāo)石應(yīng)采用鋼筋混凝土預(yù)置標(biāo)樁或現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆注標(biāo)樁，標(biāo)樁頂部中央應(yīng)有半球形標(biāo)志，最好能直接架接收器，以消除對(duì)中誤差。標(biāo)樁的規(guī)格應(yīng)參照煤礦測(cè)量規(guī)程四等水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石要求按規(guī)格制作（可

22、使用一層標(biāo)石） ，其底部埋設(shè)深度應(yīng)低于當(dāng)?shù)貎鐾辽疃纫韵?0.5m。 測(cè)點(diǎn)標(biāo)志可在現(xiàn)場(chǎng)埋設(shè)，埋點(diǎn)時(shí)，在標(biāo)定的位置上挖一個(gè)直徑0.20.3m，深度不小于 0.6m 的坑，用混凝土灌注，中間用1620mm 的鐵桿作標(biāo)志，中間頂部加工成球形刻十字細(xì)槽，作為測(cè)點(diǎn)標(biāo)志的中心。在凍土地區(qū)，標(biāo)志澆灌深度應(yīng)在凍土線以下 0.5m左右，周圍填緊土石，以防測(cè)點(diǎn)受凍土影響。在巖石裸露地區(qū)，測(cè)點(diǎn)可直接在巖石上鉆孔，埋設(shè)測(cè)點(diǎn)，其規(guī)格與上述相同。并保證它和土層密實(shí)固結(jié)，以使測(cè)點(diǎn)和地表一起移動(dòng)。6.2 測(cè)點(diǎn)數(shù)目及其密度測(cè)點(diǎn)數(shù)目及其密度開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書10觀測(cè)線上的觀測(cè)點(diǎn)數(shù)目及其密度，主要取決與開采深度和設(shè)站的目的。工

23、作測(cè)點(diǎn)設(shè)置在預(yù)計(jì)的移動(dòng)盆地范圍內(nèi)觀測(cè)線上，是從移動(dòng)盆地中央開始向兩邊的移動(dòng)邊界布置。在采動(dòng)過程中，定期觀測(cè)這些測(cè)點(diǎn)的空間位置。為了以大致相同的精度求得移動(dòng)和變形值及其分布規(guī)律，一般工作測(cè)點(diǎn)采用等間距。按照建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程的規(guī)定，本次地表移動(dòng)觀測(cè)點(diǎn)間距采用 25m。在觀測(cè)線工作長度以外（預(yù)計(jì)地表移動(dòng)范圍外）設(shè)置觀測(cè)站控制點(diǎn)。在觀測(cè)站存在期間，以控制點(diǎn)的空間位置（x、y、z）作為觀測(cè)站的起算數(shù)據(jù)，因此必須保證其堅(jiān)固、穩(wěn)定。為了保證觀測(cè)資料的準(zhǔn)確，兩個(gè)月應(yīng)對(duì)控制點(diǎn)的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)。工作測(cè)點(diǎn)的外端點(diǎn)至控制點(diǎn)的距離及控制點(diǎn)間的距離大于 50m。按設(shè)計(jì)要求，本地表移動(dòng)變形

24、觀測(cè)站變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)目為：61 個(gè)，控制點(diǎn)數(shù)目為：4 個(gè)。觀測(cè)站測(cè)點(diǎn)總數(shù)為 65 個(gè)。7 觀測(cè)內(nèi)容及所使用的儀器，與控制網(wǎng)的連測(cè)方法，精度要求觀測(cè)內(nèi)容及所使用的儀器，與控制網(wǎng)的連測(cè)方法，精度要求7.1 地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)的主要內(nèi)容地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)的主要內(nèi)容地表移動(dòng)觀測(cè)站建立后即要進(jìn)行觀測(cè)，在開采過程中不同的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行不同的觀測(cè)內(nèi)容，主要觀測(cè)時(shí)間及觀測(cè)列表如表 5。表表 5 5 地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)時(shí)間及觀測(cè)內(nèi)容地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)時(shí)間及觀測(cè)內(nèi)容觀測(cè)時(shí)間觀測(cè)內(nèi)容觀測(cè)時(shí)間觀測(cè)內(nèi)容設(shè)站后 1015天與礦區(qū)控制網(wǎng)連測(cè)地表移動(dòng)活躍期全面測(cè)量開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書11采動(dòng)影響前全面觀測(cè)巡視測(cè)量地表移動(dòng)衰退期

25、全面測(cè)量地表移動(dòng)初始期全面測(cè)量地表移動(dòng)穩(wěn)定后全面測(cè)量7.2 地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)所使用的儀器及精度地表移動(dòng)觀測(cè)站觀測(cè)所使用的儀器及精度 地表移動(dòng)觀測(cè)站建立后，要分別進(jìn)行與觀測(cè)礦區(qū) GPS 控制網(wǎng)連測(cè)及全面觀測(cè)，測(cè)量工作采用 GPS 進(jìn)行，擬使用的儀器及測(cè)量內(nèi)容如表 6。表表 6 6 地表移動(dòng)觀測(cè)站所使用的儀器及測(cè)量內(nèi)容地表移動(dòng)觀測(cè)站所使用的儀器及測(cè)量內(nèi)容儀器名稱儀器等級(jí)型號(hào)儀器精度測(cè)量內(nèi)容GPS美國天寶 Trmible4000SSE、TrmibleR8靜態(tài)平面精度 5mm+1ppm靜態(tài)高程精度 1cm+1ppm與礦區(qū)控制網(wǎng)連測(cè)、全面測(cè)量7.3 地表移動(dòng)觀測(cè)站連測(cè)、觀測(cè)的方法及要求的精度地表移動(dòng)觀

26、測(cè)站連測(cè)、觀測(cè)的方法及要求的精度地表移動(dòng)觀測(cè)的基本內(nèi)容是：在采動(dòng)過程中定期地、重復(fù)地測(cè)定觀測(cè)線上各測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)期內(nèi)空間位置的變化。地表移動(dòng)觀測(cè)站的觀測(cè)工作分為：觀測(cè)站的連接測(cè)量，全面觀測(cè)，地表破壞的測(cè)定和編錄。在觀測(cè)點(diǎn)埋好 1015 天，點(diǎn)位固結(jié)之后，進(jìn)行觀測(cè)。觀測(cè)工作包括下列內(nèi)容：7.3.17.3.1 連接測(cè)量連接測(cè)量在采動(dòng)之前，為了確定觀測(cè)站與開采工作面之間的相互位置關(guān)系，應(yīng)在觀測(cè)站的所有控制點(diǎn)與礦區(qū)控制網(wǎng)之間進(jìn)行測(cè)量，以確定控制點(diǎn)的平面位置和高程，然后再根據(jù)它來測(cè)定工作測(cè)點(diǎn)的平面位開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書12置及擬合高程。（1） 、控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)于觀測(cè)區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定地點(diǎn)布設(shè)四個(gè)控制點(diǎn)即 G1、G

27、2、G3、 G4。測(cè)量方法為PS 觀測(cè)方法，PS 觀測(cè)采用靜態(tài)定位模式，基準(zhǔn)點(diǎn)選用 D 級(jí)控制點(diǎn)馬蘭（D0703） 、房頂（在 0704）及風(fēng)機(jī)房 D0711。按規(guī)程規(guī)定的 C 級(jí)網(wǎng)精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施測(cè)，每一時(shí)段視接收衛(wèi)星信號(hào)，采集數(shù)據(jù)不少于 60 分鐘?？刂泣c(diǎn)高程采用PS 擬合高程。7.3.27.3.2 全面觀測(cè)全面觀測(cè)為了準(zhǔn)確地確定工作測(cè)點(diǎn)在地表移動(dòng)開始前的空間位置，在與礦區(qū)控制網(wǎng)連測(cè)后，地表開始移動(dòng)之前，應(yīng)對(duì)地表觀測(cè)站的全部測(cè)點(diǎn)獨(dú)立進(jìn)行兩次全面觀測(cè)，兩次觀測(cè)的時(shí)間間隔不超過 5 天。全面觀測(cè)的內(nèi)容，包括測(cè)定各測(cè)點(diǎn)的平面位置和高程等。全面測(cè)量采用PS 觀測(cè)方法，每次觀測(cè)基準(zhǔn)站布設(shè)于控制點(diǎn)上。P

28、S 觀測(cè)采用靜態(tài)定位模式，按規(guī)程規(guī)定的 D 級(jí)網(wǎng)精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施測(cè)，在每一測(cè)點(diǎn)上，每一時(shí)段視接收衛(wèi)星信號(hào)，一般采集數(shù)據(jù) 20 分鐘。高程采用PS 擬合高程。獨(dú)立進(jìn)行的兩次全面觀測(cè)，兩次測(cè)得的同一點(diǎn)高程差不大于10mm、同一邊的長度差不大于 4mm 時(shí)，取平均值作為觀測(cè)站的原始觀測(cè)(又稱為初次觀測(cè))數(shù)據(jù)。同時(shí)，按實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)將各測(cè)點(diǎn)展繪到觀測(cè)站設(shè)計(jì)平面圖上。在地表穩(wěn)定后，要進(jìn)行最后一次全面觀測(cè)，地表移動(dòng)穩(wěn)定的標(biāo)開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書13志是：連續(xù) 6 個(gè)月觀測(cè)地表各點(diǎn)的累計(jì)下沉值均小于 30mm。7.3.37.3.3 日常觀測(cè)工作日常觀測(cè)工作 日常觀測(cè)工作，指的是在移動(dòng)過程中測(cè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的測(cè)量工作

29、。為判定地表是否已開始移動(dòng)，在回采工作面推進(jìn)一定距離(相當(dāng)于 0.20.5 平均開采深度)后，在預(yù)計(jì)可能首先移動(dòng)的地區(qū)，選0H擇幾個(gè)工作測(cè)點(diǎn)，每隔幾天用 DS3型進(jìn)行一次水準(zhǔn)測(cè)量，按等外水準(zhǔn)測(cè)量要求進(jìn)行，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)的累計(jì)下沉量大于 10mm 時(shí)，即認(rèn)為地表已經(jīng)開始移動(dòng)。在移動(dòng)過程中，日常觀測(cè)工作全部采用 GPS 觀測(cè)，直接測(cè)定觀測(cè)點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，通過數(shù)據(jù)處理的方法，求其移動(dòng)變形值。每次觀測(cè)基準(zhǔn)站布設(shè)于控制點(diǎn)上。PS 觀測(cè)采用靜態(tài)定位模式，在每一測(cè)點(diǎn)上，按規(guī)程規(guī)定的 D 級(jí)網(wǎng)精度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施測(cè)，每一時(shí)段視接收衛(wèi)星信號(hào)，一般采集數(shù)據(jù) 20 分鐘。高程采用PS 擬合高程。重復(fù)測(cè)量的時(shí)間間隔，視地表

30、下沉的速度而定，一般是每隔 10天至 15 天觀測(cè)一次。在移動(dòng)的活躍階段（地表每月下沉值大于50mm） ，還應(yīng)在下沉較大的區(qū)段，增加觀測(cè)次數(shù)，5 到 10 天觀測(cè)一次。在采動(dòng)過程中，不僅要及時(shí)地記錄和描述地表出現(xiàn)的裂縫位置、寬度的變化，塌陷的形態(tài)和時(shí)間，并及時(shí)上圖，還要記載每次觀測(cè)時(shí)工作面開采的相應(yīng)位置、實(shí)際采出厚度、工作面推進(jìn)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(cè)資料的準(zhǔn)確性，觀測(cè)站的各項(xiàng)觀測(cè)應(yīng)在盡開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書14量短的時(shí)間內(nèi)完成，特別是在移動(dòng)活躍階段，觀測(cè)應(yīng)在一天內(nèi)完成。需要注意，在觀測(cè)過程中，應(yīng)定期監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)的變化，如發(fā)現(xiàn)控制點(diǎn)發(fā)生位移

31、，應(yīng)把控制點(diǎn)作為觀測(cè)點(diǎn)與其他觀測(cè)點(diǎn)一起進(jìn)行監(jiān)測(cè)。而另行布置控制點(diǎn)。8 觀測(cè)成果的整理方法與分析步驟，所要獲得的成果觀測(cè)成果的整理方法與分析步驟，所要獲得的成果8.1 觀測(cè)成果的檢查和計(jì)算觀測(cè)成果的檢查和計(jì)算每次觀測(cè)后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查。如發(fā)現(xiàn)粗差或超限，應(yīng)及時(shí)重測(cè)，直到全部觀測(cè)數(shù)據(jù)符合要求為止。各點(diǎn)高程計(jì)算時(shí)先進(jìn)行平差，然后計(jì)算高程，并將所得的各點(diǎn)的高程填入綜合計(jì)算表中。計(jì)算各點(diǎn)間沿觀測(cè)線方向的水平距離。8.2 移動(dòng)和變形計(jì)算移動(dòng)和變形計(jì)算觀測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過整理改正后，便可計(jì)算測(cè)線上各測(cè)點(diǎn)和各測(cè)點(diǎn)間和移動(dòng)和變形。移動(dòng)和變形主要包括：各點(diǎn)的下沉和水平移動(dòng)，相鄰兩測(cè)點(diǎn)間的傾斜和水平變形，相鄰兩段（或相鄰三點(diǎn)

32、）的曲率變形等。各移動(dòng)和變形值按下式計(jì)算：次觀測(cè)時(shí) 點(diǎn)的下沉mn mmnmnnHHW0式中 地表 n 點(diǎn)的下沉值；nW 、 分別表示地表 n 點(diǎn)在首次和 m 次觀測(cè)時(shí)的高程0nHnmH開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書15相鄰兩點(diǎn)的傾斜=,mm/m1 nni11nnnnlWW式中 、 分別為地表點(diǎn) 和號(hào)點(diǎn)的下沉值；1nWnWn1n 分地表 至號(hào)點(diǎn)間的水平距離。1 nnln1n 號(hào)附近的曲率，即號(hào)點(diǎn)至號(hào)點(diǎn)之間的曲率n1n1n= ，mm/m11nnnK111121nnnnnnnnllii式中 、分別表示號(hào)點(diǎn)至 號(hào)點(diǎn)和 號(hào)點(diǎn)至號(hào)點(diǎn)的傾nni11 nni1nnn1n斜；、分別表示號(hào)點(diǎn)至 號(hào)點(diǎn)和 號(hào)點(diǎn)至號(hào)點(diǎn)的水n

33、nl11 nnl1nnn1n平距離。 號(hào)點(diǎn)的水平移動(dòng)n，mm0nnmmLLU式中地表 點(diǎn)的水平移動(dòng)；mUn、分別表示首次觀測(cè)和 m 次觀測(cè)時(shí)地表 點(diǎn)至觀測(cè)線控制nmL0nLn點(diǎn)間的水平距離，用點(diǎn)間距累加求得。號(hào)點(diǎn)至號(hào)點(diǎn)間的水平變形n1n，mm/m 或 10-3nnnnnnnnnnlll10111式中、分別表示號(hào)點(diǎn)至 號(hào)點(diǎn)在首次觀測(cè)時(shí)和nnnl101 nnl1nn次觀測(cè)時(shí)的水平距離。m 號(hào)點(diǎn)的下沉速度n開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書16，mm/dtWWVnmnmn1式中、分別表示次和次觀測(cè)時(shí) 點(diǎn)的下沉值； nmW1nmW1mmnt兩次觀測(cè)的間隔天數(shù)。 號(hào)點(diǎn)的橫向水平移動(dòng)n，mmnommnyyU式中、分

34、別表示第次觀測(cè)和首次觀測(cè)時(shí) 號(hào)點(diǎn)的支線值。mmynoymn橫向水平移動(dòng)是垂直于觀測(cè)線方向的水平移動(dòng)，計(jì)算時(shí)注意正負(fù)號(hào)。每次觀測(cè)之后均應(yīng)及時(shí)地進(jìn)行移動(dòng)和變形計(jì)算，計(jì)算數(shù)字的取位可參考下表 7，地表移動(dòng)、變形綜合成果整理表如下表 8：表表 7 7 地表移動(dòng)和變形計(jì)算計(jì)算數(shù)字的取位地表移動(dòng)和變形計(jì)算計(jì)算數(shù)字的取位名稱下沉W(mm)水平移動(dòng)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(dòng) U(mm)下沉速度V(mm/d)取位110.10.10.0110.1表表 8 8 地表移動(dòng)、變形綜合成果整理地表移動(dòng)、變形綜合成果整理標(biāo)高線段長(m)水平變形測(cè)點(diǎn)編號(hào)第一次觀測(cè)第 n次觀測(cè)下沉mm下沉差mm傾斜mm/m傾斜變化mm/m曲率10-3線段第一次觀測(cè)第 n次觀測(cè)絕對(duì)值 mm相對(duì)值mm水平移動(dòng)mm開采沉陷觀測(cè)站設(shè)計(jì)說明書178.3 繪圖工作繪圖工作根據(jù)每次觀測(cè)的計(jì)算結(jié)果繪制曲線圖，由這種曲線圖能夠清楚地看出沿觀測(cè)線（主斷面）的地表移動(dòng)和變形的分布特征及其發(fā)展過程。繪制移動(dòng)和變形曲線圖時(shí)，選擇豎直比例尺的原則是：使繪制的曲線能清楚的反映出移動(dòng)和變形的分布規(guī)律，并便于分析比較。水平比例尺與觀測(cè)站平面圖一致，1：1000 或 1：2000。曲線圖和觀測(cè)線斷面圖應(yīng)繪制在一起，以表明各種地質(zhì)采礦條件下移動(dòng)和變形分布形態(tài)的影響。斷面圖的豎直和水平比例尺與井上下下對(duì)照?qǐng)D