东山煤矿71505开采沉陷观测站设计说明书

点布置在两组固定点之间。
控制点标石应采用钢筋混凝土预置标桩或现场混凝土浇注标桩，
标桩顶部中央应有半球形标志，标桩的规格应参照《煤矿测量规程》KB1
KB2
KA1 KA KA3 回采工作面
KB3
KB4
KC3
KC4
KC1
KC2 东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
业务主管部门的职责。每个矿区应有计划、有目的在开展上述科学试
验与现场勘测，综合分析，求取参数，总结规律，用于解决本矿区的
开采沉陷问题。 生产矿井必须解决好建筑物下、铁路下和水体下（简称“三下
”）
安全、合理地开采煤炭和留设保护煤柱，必须开展地表移动和岩层移
动的观测工作，掌握地表和岩层移动的基本规律。建立地表移动与变
区内，地面标高为950～1050m，工作面标高为670～711m。地表地
形起伏较大，上部多为黄土分布，部分区域有裸露基岩，其间高差变
化较大，地形较为复杂。71505工作面井下位于715轨道下山以南，
F17断层以北，东为
71504工作面（未采掘），西为未掘区。 4 地表移动观测站设计所用的开采沉陷系数有：走向充分采动角ψ3、
① 基岩移动角（走向δ，倾向上山γ，倾向下山β）：
γ=δ=72o
β=δ-(0.7～0.8)α=68o
② 表土层移动角：φ=45o
③ 移动角修正值（走向△δ
6.2 测点数目及其密度………………………………………..… 7
7 观测内容及所使用的仪器，与控制网的连测方法，精度要求 8
7.1地表移动观测站观测的主要内容………………………..….8
7.2 地表移动观测站观测所使用的仪器及精度……………..…8
7.3 地表移动观测站连测、观测的方法及要求的精度……..…9
倾向上山充分采动角ψ2、倾向下山充分采动角
ψ1、走向移动角δ、倾
向下山移动角β、倾向上山移动角γ，移动角修正值△δ、△β、△γ
及
最大下沉角θ等。
地表移动观测站设计时所用到的参数是结合本矿区2、3号煤开采
现场观测资料，参照相邻矿区的移动值以类比的方法来确定移动参
数。地表移动观测站设计的开采沉陷参数取值如下：
走向A
730 3 29 32
71505倾向B
800 4 35 39
71505走向C
800 4 35 39
合计
2330 11 99 110
根据实际计算得出地表移动观测站，A、B和C观测线的具体坐
标、编号详见设计图所示（各控制点与测点的平面坐标可在图中直接
超前影响距，滞后角及滞后距和地表最大下沉速度等。 2
1、《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》，
煤炭工业管理局制定，2000年。
2、《煤炭测量规程》，煤炭工业管理局制定，2000年。
3、《工程测量收费标准》，中华人民共和国收费标准，2002年。 东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
8.1 观测成果的检查和计算………..…….………..……..….....11. 8.2
移动和变形计算……..…….……………………………12
8.3 绘图工作……
..…….……………………………………..14
8.4 观测成果整理……
..…….……………………………….15
形观测站进行现场观测，是进行此项工作唯一有效的方法。
为此，太原东山煤矿有限责任公司在71505工作面上设立地表移
动变形观测站，研究开采引起的地表移动变化和破坏规律，以及开采
对地面建筑物的影响和破坏机理和规律。
项目研究的目的意义：
1、由于国内外对重复采动下的地表移动变形及对外建筑物的影响
行观测可以获取并确定以下数据，并获取相关关系：
1、采矿、地质条件与地表移动和变形的关系；
2、地表在移动过程中的移动和变形特点及分布规律；
3、地表移动和变形中的动态移动变化规律；
4、移动稳定后地表移动和变形的分布及其主要参数;移动角、裂
缝角、边界角、最大下沉角、下沉系数、主要影响半径、超前影响角、
4
71505
1 1.1
在《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》
第一章第十二条中规定：煤炭开采必然伴随着发生围岩及地表移动和
变形。各矿区的围岩及地表移动规律及有关参数具有地区特征，获取
和积累有关围岩及地表移动的科学数据，是煤矿企业工程技术和有关
9 项目总体研究进度……
..…….………..……..…….………….15
10 经费估算……
..…….………..…..矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
，倾向上山△γ，倾向下山△β）：东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
8
△δ
=△γ=20o △β=18o
④ 充分采动角（走向ψ3、倾向上山
ψ2、倾向下山ψ1）
10
四等水准点标石要求按规格制作（可使用一层标石），其底部埋设深
度应低于当地冻土深度2.5m。并保证它和土层密实固结，以使测点
和地表一起移动。
测点标志可在现场埋设，埋点时，在标定的位置上挖一个直径
0.2～0.3m，深度不小于0.6m的坑，用混凝土灌注，中间用16～20mm
6
4
、《工程测量规范》，中华人民共和国行业标准，1998年。
5、《全球定位系统城市测量技术规程》，中华人民共和国行业标准，
1997年。
6、《煤炭安全规程》，国家煤炭安全检察局，2001年。
7、《矿山测量手册》，煤炭工业出版社，2000年。 3
3.1 71505
东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
1
71505
东 山 煤 矿
太 原 理 工 大 学
2008年7月
东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
工作面位置…………………………………………....3 3.2 地形条件……………………………………………………...4 4 观测站设计时所用到开采沉陷系数………………………….4
5观测线的位置及长度、观测及控制点的数目的确定………..5 6
工作测点和控制点的构造及埋设方法……………………… 6 6.1 测点的构造及埋设方法…………………………………….. 6
ψ1=65
o,
ψ2=75
o
ψ3=65
o
⑤ 最大下沉角：θ=90o-0.7α=83o 5
观测站共设三条观测线（见附图），其中走向一条（A线），倾向
二条（B线和C线），各观测线的总长度、分段长度以及点间距和点
数见表3。每条观测线长度等于工作面内长度加边界段长度再加上控
控制点
1 2 3 4
坐标X
59140 59128 59632 59643
坐标Y
27123 27281 27079 27238
采深H
330 274 315 300
3.2
东山煤矿矿井井田位于太原东山西缘，西与太原盆地相邻。区内东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
2
1设立地表移动观测站的意义和任务…………………………..1 1.1
设计地表移动观测站的意义………………………………....1
1.2建立地表移动观测站的任务……………………………..…..2 2
进行地表移动变形观测所依据的规程规定………………… 3
3 设站地区的地形地质条件…………………………………….3 3.1 71505
71505工作面位于东山煤矿有限责任公司柳树渠井750水平七采
区内，地面标高为950～1050m，工作面标高为670～711m。地表地
形起伏较大，上部多为黄土分布，部分区域有裸露基岩，其间高差变
化较大，地形较为复杂。71505工作面井下位于715轨道下山以南，
F17断层以北，东为
3、用实测的移动变形参数进行建筑物、铁路和水体下的保护煤柱
设计，有效地减少铁路、建筑物、水体下压煤量，并可以合理确定综
采工作面的尺寸，提高煤炭采出率。
4、减少和避免不必要的采矿纠纷。
1.2
煤矿开采引起岩层和地表移动的过程非常复杂，是地质、水文、
开采、地形等多种因素综合影响的结果。通过设立地表移动观测站进
7
地势东高西低，东部最高海拔
1100m左右，西部最低860m左右，相
对高差240m。本区地貌按其成因和形态，可分为剥蚀侵蚀地貌、黄
土地貌和堆积地貌。沟谷纵横，切割剧烈，多呈“V“字形，山顶黄
土分布，沟谷两侧基岩裸露。
71505工作面位于东山煤矿有限责任公司柳树渠井750水平七采
制段长度。各观测线边界长度均按下式计算： ?50
/tgHL?
式中H为工作面边界开采深度（m）。
倾向观测B线距开切眼的平面位置约为242m，C线距B线的平
面距离约为60m。走向观测A线的位置位于工作面倾斜方向中央偏
下山的方向，根据最大下沉角来确定其位置为倾斜方向的中心向下山
和破坏的研究还不很充分，所以本项目通过地表移动的观测研究，探
寻重复采动条件下地表移动变形的规律，对本矿区重复开采沉陷问题东山煤矿71505工作面开采沉陷观测站设计说明书
5
起到现实的指导意义。
2、综合分析观测资料，求取地表变形的角量参数及概率积分法预
计参数。
偏移约37m。
根据观测线边界长度的近似计算公式可得三条观测线的实际长度