方山礦二1煤新井11042工作面地表移動觀測站設計

1、圖 5 連接測量水準網(wǎng)圖觀測站連接測量成果的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理方法和常規(guī)方法一樣，最終求出觀測站各控制點的平面坐標和高程。野外數(shù)據(jù)采集工作包括全面觀測和加密水準測量兩大部分，內(nèi)業(yè)均采用嚴密平差進行數(shù)據(jù)處理。(2) 全面觀測在觀測站未受開采影響之前，獨立進行兩次全面觀測。兩次測得同一點的高程差值小于10mm，同一邊長的長度差小于4mm，取兩者平均值作為原始數(shù)據(jù)。高程測量直接從觀測站控制點開始，按三等水準測量的精度要求進行，觀測工作測點時，可使一些測點作為中間點，但視線不宜超過50m。若觀測站兩端有控制點，可進行附合水準測量；平面測量采用全站儀導線，正倒鏡往返觀測，直接測定出各測點的平面位置和高程，通過

2、平面坐標反演，確定出各測點的支距和相鄰測點之間在觀測線方向的水平距離。(3) 日常觀測在首次和末次全面觀測之間適當加密水準測量次數(shù)，為判定地表是否開始移動，在回采工作面推進一定距離(相當于0.10.5平均開采深度，即工作面回采163.4m),在預計可能首先移動的地表，選擇若干個工作測點，每星期進行一次水準測量。重復水準測量的時間間隔，視地表下沉的速度而定，一般是每隔13個月觀測一次。在移動的活躍階段，還應在下沉較大的區(qū)段，增加水準觀測次數(shù)。觀測站的各項觀測，一般情況下可參照表3的程序進行。為了保證所獲得觀測資料的準確性，每次觀測應在盡量短的時間內(nèi)完成，特別是在移動活躍階段，水準測量必須在一天內(nèi)

3、完成，并力爭做到高程測量和平面測量同時進行。表3觀測站觀測程序觀測時間觀測內(nèi)容觀測時間觀測內(nèi)容設站后1015天與礦區(qū)控制網(wǎng)連測地表移動活躍期全面觀測加密水準測量采動影響前全面觀測、預測地表移動衰退期水準測量地表移動初始期水準測量地表移動穩(wěn)定后全面觀測注：地表移動穩(wěn)定后指6個月內(nèi)地表各點的下沉值均小于30mm(4) 地表裂隙調(diào)查及井下工作面測量調(diào)查記錄產(chǎn)生裂縫的日期、位置、長、寬、深及其變化過程，并拍攝圖片。在每次地表移動觀測的同時，應在井下測定工作面的推進位置、采厚和采高等采煤狀況，并每周測定一次實際回采上限的位置。5 觀測成果的整理地表移動觀測站的觀測成果預處理，必須在外業(yè)成果無誤的基礎上進

4、行。觀測數(shù)據(jù)的處理工作包括計算和繪圖兩部分。(1） 觀測成果的計算為了確保觀測成果的正確性，在進行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理之前，應對野外觀測成果再次檢查，然后進行各種改正數(shù)的計算和嚴密平差計算。a. 觀測數(shù)據(jù)的預處理觀測數(shù)據(jù)預處理主要是計算各測點的高程、相鄰兩測點在觀測線方向的水平距離，然后計算各測點的移動和變形值及下沉速度等。對于全站儀而言，觀測數(shù)據(jù)的處理除須加入氣象改正和斜距改正之外，其余的計算和常規(guī)方法相同。有關氣象改正和斜距改正的具體計算方法參看全站儀使用說明書。b. 移動和變形計算觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過預處理之后，便可計算觀測線上各測點和各測點間的移動和變形值。移動和變形計算主要包括：各測點的下沉和水平移

5、動，相鄰兩測點間的傾斜和水平變形，相鄰兩線段（或相鄰三點）的曲率變形，觀測點的下沉速度等。各移動和變形計算公式如下： 次觀測時點的下沉,mm式中 號點的下沉值；、分別為首次和次觀測時號點的高程。 相鄰兩點間的傾斜，mm/m式中 號點至號點的水平距離； 、分別表示號點和號點的下沉量。 號點附近的曲率，即-1號點至+1號之間的曲率 =， mm/m或/m式中 、表示+1號點至號點和號點至-1號點的傾斜；、表示+1號點至號點和號點至-1號點的水平距離。 號點的水平移動=-，mm式中 號點的水平移動； 、分別表示次觀測時和首次觀測時號點至觀測線控制點間的水平距離，用點間距累加求得。 號點至+1號點間的水

6、平變形=， mm/m式中 、分別表示+1號點至號點在首次觀測時和次觀測時的水平距離。 號點的下沉速度，mm/d式中 、分別表示-1次和次觀測時點的下沉值； 兩次觀測的間隔天數(shù)。 每次觀測結(jié)束之后應及時進行移動和變形計算，計算數(shù)字的取位見表4。表4 移動、變形計算時的取位參考名稱下沉/mm水平移動/mm傾斜/mm/m曲率/mm/m水平變形/mm/m橫向水平移動/ mm下沉速度/mm/d取位110.10.010.110.1c.地表移動變形參數(shù)確定地表移動變形計算之后，繪制移動變形曲線圖和下沉速度曲線圖。在圖上可確定出移動變形的角量參數(shù)有：移動角、邊界角、裂縫角、最大下沉速度角、超前影響角等，通過專

7、業(yè)程序計算求得的地表移動預計參數(shù)有：下沉系數(shù)、水平移動系數(shù)、主要影響角正切、拐點偏移距等。(2） 繪圖工作根據(jù)每次觀測的計算結(jié)果繪制CAD曲線圖，由這種曲線圖能夠清楚地看出沿觀測線(主斷面)的地表移動與變形的分布特征及其發(fā)展過程。繪制移動和變形曲線圖時，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和變形的分布規(guī)律，并便于分析比較。水平比例尺與觀測站平面圖一致。曲線圖和觀測線斷面圖應繪在一起，以表明各種地質(zhì)采礦條件對移動和變形分布形態(tài)的影響。斷面圖的豎直和水平比例尺與井上下對照圖的相同。在斷面圖上應標出地面，測點及其編號，巖層柱狀，采區(qū)位置，開采厚度，各次觀測時的工作面位置及采區(qū)周圍的

8、開采情況等。在觀測站平面圖上應表示出：測點的實際位置，地形，地物，鉆孔，保護煤柱邊界線，每次觀測時的工作面位置，回采邊界，地表裂縫，塌陷坑的形態(tài)及出現(xiàn)日期，并根據(jù)實測的移動和變形值勾繪等值線圖。每一次觀測后，要及時進行計算和繪制移動、變形曲線圖。觀測站觀測工作全部結(jié)束后，為了求出最終結(jié)果，應對每次觀測結(jié)果進行綜合分析，以便獲得觀測站受開采影響產(chǎn)生的移動、變形的發(fā)展過程，以及移動和變形的最終值。繪制移動、變形曲線時，具有正號的移動、變形值繪在水平線的上方，負號值繪在水平線的下方，但下沉值除外。圖6根據(jù)觀測成果繪制的移動、變形曲線示意圖。繪圖展點時需注意：下沉是展在測點的正下方；水平移動是依據(jù)其正

9、、負號分別展在測點的正上方或正下方；傾斜和水平變形是依據(jù)其正負號展在兩測點間中點的正上方或正下方，曲率是依據(jù)其正負號兩相鄰線段的不同情況展點；當相鄰兩線段的長度相等時，曲率點展在中間點的正上方或正下方。繪制下沉速度曲線時，按下沉速度值，在兩次觀測時間間隔的正中間展點。圖6移動和變形曲線繪制方法示意圖(3）提交成果觀測站的實測資料經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，可求得下列成果：a.地表移動盆地的范圍、形狀、大小，以及各種角值參數(shù)（邊界角、移動角、裂縫角、最大下沉角、充分采動角等）；b.地表移動盆地主斷面上的移動和變形分布及其特征，移動和變形值的位置；c.工作面推進過程中移動和變形的發(fā)展過程及其相應的主要動態(tài)參數(shù)（起動距、超前距、超前影響角、滯后角等）；d.地表移動過程中，地表移動速度的變化以及與工作面的相應關系；e.地表移動各個階段（初始階段、活躍階段、衰退階段）的持續(xù)時間以及地表移動持續(xù)的總時間；f.工作面開始回采到地表開始下沉的時間等。6 觀測站經(jīng)費預算及工作進度 經(jīng)費預算表名稱規(guī)格單位單價數(shù)量合計備注一、材料1.黃沙2.水泥3.石子4.鋼筋5.木材小計二、費用設計費埋樁費青苗費運輸費觀測費數(shù)據(jù)處理報告總結(jié)不可預見費小計總計各項工作的分工情況及進度表