6200工作面地表移动观测站设计

中国矿业大学

某矿6200工作面地表移动观测站设计

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指导老师：

环境与测绘学院

2016年4月17日

目录

一建立观测站的目的和任务 (2)

二设站地区的地形及地质采矿条件 (2)

三观测站设计时所采用的开采沉陷参数 (2)

四地表移动观测站的设计 (3)

五确定观测点间距、测点编号 (6)

六工作测点和控制点的构造和埋设方法 (6)

七观测站与矿区控制网连接设计 (8)

八观测站日常观测方案， (8)

九观测站成果整理方法 (9)

十观测站经费预估 (14)

一建立观测站的目的和任务

某矿 6200 工作面西部、西南部有后鲍店村、中鲍店村。为研究地下开采对村庄的影响及地表移动变形规律和参数，拟在该矿6200 工作面设置地表移动观测站，进行地表移动观测，通过观测获得地表移动动态参数和角值参数，同时，监测地下开采对建筑物的影响。

二设站地区的地形及地质采矿条件

6200 工作面位于六采区东北部，是该采区设计开采 2 层煤的第一个工作面，北部、东部分别为 3 煤的一采区 1308、1310、1312 采空区和二采区 2310、2311、2312 采空区及未开采区域，南部、西部尚未开采。6200 工作面基本沿倾向布置，为刀把型，倾向长为623～820 m ，走向宽为 46～129 m ，煤层厚度 0.70～1.33 m ，平均 1.10 m ，煤层倾角 4～19/6°，第四系平均厚度 196.16 m 。工作面标高为-233～-303m 。2 煤与下伏 3 煤的层间距一般为 21 m 。6200 工作面上方地表地势平坦，标高为 43 m 左右，冻土深度 0.4m 。

三观测站设计时所采用的开采沉陷参数

根据现场实测，求得本区域实测地表移动参数为：走向移动角=75°，上山移动角 =75°，下山移动角 =75°-0.6

，表土移动角 =45°，充分采动角 1= 2= 3=55°，最下沉角 =90°-0.5。

四地表移动观测站的设计

1.观测站设计原则

为了能够获得准确、可靠、有代表性的观测资料，在观测站设计中，应遵循以下原则：

（1）观测线应设在地表移动盆地的主断面上；

（2）观测线在观测期间不受邻近开采的影响；

（3）观测线的长度要大于地表移动盆地的范围；

（4）根据开采深度和设站目的，观测线上的测点应有一定的密度；

（5）观测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。在冻土地区，控制点底面应在冻土线0.5m以下。

（6）测点埋设要牢固，设在以东范围内的观测点与地表同步移动。

2.观测线位置的确定

根据观测站设计原则，在6200工作面上方地表布置三条观测线。倾斜观测线：A号观测线位于“6200运输”右侧60m；

走向观测线：B号观测线位于距离开切眼325m的采空区上方，

C号观测线位于

详见图1、2。

图 1倾向观测线（A号观测线）剖面图

图 2走向观测线（B号观测线）剖面图

图 3走向观测线（C观测线）剖面图

3.观测线长度的确定

根据《煤矿测量试行规程》第217

A号和B号观测线长度：

A号观测线长度按下式计算：

A=h cot45°+(H2−h)cot75°+H2cot55°=410.81m 式中h—表土层厚度；

H2—上山工作面厚度。

B、C号观测线长度计算为：·

H0=H1+H2

=311m

B=(H0−h)cot（75°−0）+h cot45°+l/2=291.43m C=(H0−h)cot(75°−0)+h cot45°+l′/2=249.93m 式中H0—工作面平距厚度；

l—工作面走向长度；

l‘—刀把处开切眼长度。

五确定观测点间距

1.根据国内外对开采沉陷的大量研究，开采深度越大，地表移动越平缓，观测点间距可以越大，反之成立。因此国内外一般根据开采深

度确定观测点的密度，见表

一：

表格 1

六工作测点和控制点的构造和埋设方法

1.控制点和工作测点结构

所有控制点和工作测点全部为混凝土予制桩，钢筋露出水泥桩的高度为5mm,如图4和图5。

图 4控制点图

图 5工作测点图

2.埋设方法

（1）埋设控制点应用全站仪根据施工测量要求按设计坐标在实地标定其位置，工作测点用全站仪标定，尽量使其中心位于同一方向线上，用木桩做标志；

（2）挖坑前先把点位引到1米外的四个临时十字桩上，在所标定

位置挖一直径为0.5m左右，控制点坑深为0.7m以上、工作测点坑深

为0.5m以上的坑，坑底捣实，先铺一层0.1米厚的混凝土后放置予

制桩，并用混凝土固定工作测点及控制点周围，固定高度分别为0.3m

和0.5m；由十字桩拉线指示测点位置，控制点的偏心不要大于1cm，

工作测点偏心不要大于5cm。观测线上为三个控制点时，先埋设两端

点，然后用全站仪标埋中间控制点；

(3）在整个观测期间必须采取有效措施对控制点和工作测点严加

保护，如有破坏应及时补埋。

七观测站与矿区控制网连接设计

八观测站日常观测方案

在首次和末次全面观测之间适当加密水准测量次数，为判定地表是否开始移动，在回采工作面推进一定距离(相当于0.1～0.5平均开

即工作面回采38m),在预计可能首先移动的地表，选择若干个工作测点，每星期进行一次水准测量。重复水准测量的时间间隔，视地表下沉的速度而定，一般是每隔1～3个月观测一次。在移动的活跃阶段，还应在下沉较大的区段，增加水准观测次数。

观测站的各项观测，一般情况下可参照表3的程序进行。为了保证所获得观测资料的准确性，每次观测应在尽量短的时间内完成，特别是在移动活跃阶段，水准测量必须在一天内完成，并力争做到高程测量和平面测量同时进行。

表3观测站观测程序

注：地表移动稳定后指6个月内地表各点的下沉值均小于30mm