五沟煤矿1013工作面地表移动观测站设计
地表移动观测站设计说明书
地表移动观测站设计说明书————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:6200工作面地表移动观测站设计说明书设计人:pp学号：班级:测绘13-4班中国矿业大学2016.4.10目录一、设立观测站的意义和任务 (3)1.意义： (3)2.任务： (3)二、矿井工作面概况 (4)1. 设站地区地质采矿概况 (4)2. 地表移动参数 (4)三、地表移动观测站设计 (4)1.观测站设计的原则 (4)2.观测站设置所需要资料 (5)3.观测站分类及布设的形式 (5)4.观测线位置的确定 (6)5.观测线长度的确定 (7)6.观测点数目及密度 (8)7.观测站的设置 (9)五、地表移动观测站的观测工作 (10)1.连接测量 (10)2.全面观测 (10)3.日常观测 (11)六、观测成果的整理 (12)1.观测成果的计算 (12)2.绘图工作 (14)3.观测站成果整理 (15)七、经费估算 (16)附： (17)一、设立观测站的意义和任务1.意义：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。
建立地表移动与变形观测站进行现场观测，是进行此项工作唯一有效的方法。
2．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，通过设立地表移动观测站进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、超前影响距,滞后角及滞后距和地表最大下沉速度等;5)监测地下开采对建筑物的影响。
地表移动观测站的设置和观测
次观测时， 还应实测回采工作面的位置、煤 层厚度、采高， 并记录采矿地质和水文地质 情况。
３ 观测成果的整理与分析
每次观测工作结束后，首先应检查外业记 录手簿， 保证外业成果无误， 然后再进行内业 整理工作。观测成果的整理包括计算和绘图 两部分。 ３．１ 观测成果的计算
观测成果的计算是根据外业成果首先算 出各观测点的高程及相邻点间的水平距离在 观测线方向上的投影长度，然后再按测线计算 各种移动与变形值。
日常观测工作是指在地表移动的初始期 和衰退期之间适当增加的水准测量工作。进 行日常观测工作所间隔的时间，可根据开采深 度、回采工作面的推进速度和顶板岩性等具 体条件而定， 一般每隔 １ ～３ 个月测量一次。 测量时可采用单程附合水准路线或往返支水 准路线， 按四等水准测量的要求进行。
此外， 在采动过程中， 还应测量地表产生 裂缝的位置和塌陷要素， 注明发现日期； 在每
上式中 ｒｉ 为相邻点 ｉ 与 ｉ＋１ 间的支距差， 计算时应考虑正负号，如图中 ｒ１＝ｙ２－ｙ１，ｒ２＝ｙ２－ ｙ ３＝ ｙ ２＋ ︱ ｙ ３ ︱。
然后再将相邻点间的水平距离ｌｉ加上支距 改正数△ ｌｉ 即得沿观测线方向的水平距离。
６．２ 软基处理的建议方案 对于含软土层的软基地带，宜采用袋装砂
井法或塑料排水板法， 并适当超载预压， 使其 达到排水固结， 提高地基承载力， 减少工后沉 降。
１ 地表移动观测站的设置
标定好的控制点和观测点可用预制好的 混凝土桩埋设稳固，或在实地挖坑浇灌混凝土 桩。埋设深度， 在非冻土区应不小于 ０ ． ６ ｍ ； 在冻土区测点的底面应在冻结线 ０．５ｍ 以下， 当地表冻结线 ｏ．５ｍ 内有含水层时，一般应采 用钢管式测点。
观测点设置好后， 应按 Ｊ 顷序进行编号。 一般情况下，倾斜观测线上观测点编号应自下 山向上山方向按顺序增加，走向观测线上观测 点编号应按工作面推进方向顺序增加。
地表移动观测站设计方案
地表移动观测站设计方案前言为了获得我矿采煤工作面最可靠的地表移动参数,掌握我矿地质采矿条件下的地表移动规律,我矿决定建立11042采面地表移动观测站,进行该工作面地表移动的观测和研究工作｡11042采面地表移动观测与研究的主要内容:(1)掌握地质采矿条件与地表移动与变形的关系;(2)获得厚松散层､炮采条件下地表移动与变形的分布规律;(3)确定采面地质采矿条件下的角量参数､动态参数和预计参数｡通过对采面地表移动观测站的研究,为我矿保护煤柱留设､征地､迁村和实现煤矿安全生产等提供科学依据,并进一步探求厚松散层条件下的地表移动规律,丰富和发展我国“三下”采煤技术｡一､11042采工作面地质采矿条件4#煤层位于龙潭组上部,上距飞仙关组(T1f)底界平均12.09m｡11042采工作面倾向平均长87m,走向长222m,面积约19314m2,平均煤厚为m=2m,平均倾角14o,工作面标高为+1531m~+1541m,该工作面相对范围内地面标高为+1625m~+1655m,其最大开采深度为114m,最小开采深度为94m｡上部松散层厚度为h=70m且该工作面上方无农田､建筑物等｡二､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｡若在冻土地区,控制点底面应在冻土线0.5m 以下｡ 2､角量参数的选定角量参数的选定只能参照网上相似地质采矿条件矿区地表移动观测站成果资料｡网上相似地质采矿条件矿区的角度参数为:，040=ϕαβ*8.0~750＝000075~7075~70==δγ，网上地表移动规律研究报告中经验公式可得:0000005.49.585.46.257.508.71±=±-H hH m －＝＝综综γδ 0000009.15.589.132.02.247.555.73±=±--αβH h H m －＝综 其中 ϕ——松散层移动角;γ､β——上､下山移动角;δ——走向移动角; α——煤层倾角;m ——煤层平均厚度;h ——松散层厚度;0H ——回采工作面平均开采深度｡3､观测线位置的确定根据观测站设计原则,在11042工作面上方地表布置两条观测线｡A 号观测线位于11042运输巷上方35外m,B 号观测线位于距离开切眼上方42m 外｡(观测站平面位置设计示意图) 4､观测线长度的确定根据《煤矿测量试行规程》第217条规定,调整β∆､γ∆､δ∆取020｡以剖面法求得A 号和B 号观测线长度分别为300m 和150m,共计450m ,如图A 号观测线断面示意图和B 号观测线断面示意图所示｡ A 号观测线长度按下式计算:l h A A +∆--=)cot()2(H 0581δδ式中l —工作面走向长度;δ∆—为走向移动角的修正值｡同理可得B 号观测线的长度:αγγββcos )cot()cot(21361L H H B B +∆-+∆-=式中γ∆､β∆—分别为上､下山移动角的修正值;L —工作面倾斜长度;1H ､2H —分别为采区下边界和上边界的开采深度｡三､控制点及工作测点的个数和埋设方法1､控制点及工作测点数按《煤矿测量试行规范》规定,工作测点间距为25m,控制点间距为50m,由观测线长度计算得各测线控制点和工作测点的个数,见表1｡表1 控制点和工作测点个数观测线编号控制点(个) 工作测点(个) 合计(个)A 6915B 3 4 7合计936 452､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1和图2｡3､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;图1 控制点图图2 工作测点图(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;(4)部分控制点和工作测点标定坐标见表2;(5)观测站各控制点和工作测点的埋设工作应于1月30日前完成｡表2 控制点和工作测点坐标四､观测项目､方法､精度和时间1､连接测量(1)平面连接控制点的平面位置采用D级GPS或全站仪导线控制,点位误差不得大于7mm｡全站仪导线布置如图4所示｡图 3连接测量平面示意图(2)高程连接由D013､D016点分别向观测线控制点引测三等水准,形成附合水准网,如图5所示｡图 4 连接测量水准网示意图观测站连接测量成果的内业数据处理方法和常规方法一样,最终求出观测站各控制点的平面坐标和高程｡野外数据采集工作包括全面观测和加密水准测量两大部分,内业均采用严密平差进行数据处理｡2､全面观测在观测站未受开采影响之前,独立进行两次全面观测｡两次测得同一点的高程差值小于10mm,同一边长的长度差小于4mm,取两者平均值作为原始数据｡高程测量直接从观测站控制点开始,按三等水准测量的精度要求进行,观测工作测点时,可使一些测点作为中间点,但视线不宜超过50m(即不超过3个中间点)｡若观测站两端有控制点,可进行附合水准测量;若只在一端有控制点,则需进行往返水准测量(或闭合水准测量)｡平面测量采用全站仪导线,正倒镜往返观测,直接测定出各测点的平面位置和高程,通过平面坐标反演,确定出各测点的支距和相邻测点之间在观测线方向的水平距离｡3､日常观测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(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30mm4､地表裂隙调查及井下工作面测量调查记录产生裂缝的日期､位置､长､宽､深及其变化过程｡在每次地表移动观测的同时,应在井下测定工作面的推进位置､采厚和采高等采煤状况,并每周测定一次实际回采上限的位置｡五､观测成果的整理地表移动观测站的观测成果预处理,必须在外业成果无误的基础上进行｡1､观测成果的计算为了确保观测成果的正确性,在进行内业数据处理之前,应对野外观测成果再次检查,然后进行各种改正数的计算和严密平差计算｡(1)观测数据的预处理观测数据预处理主要是计算各测点的高程､相邻两测点在观测线方向的水平距离,然后计算各测点的移动和变形值及下沉速度等｡对于全站仪而言,观测数据的处理除须加入气象改正和斜距改正之外,其余的计算和常规方法相同｡有关气象改正和斜距改正的具体计算方法参看全站仪使用说明书｡(2)移动和变形计算观测数据经过预处理之后,便可计算观测线上各测点和各测点间的移动和变形值｡移动和变形计算主要包括:各测点的下沉和水平移动,相邻两测点间的倾斜和水平变形,相邻两线段(或相邻三点)的曲率变形,观测点的下沉速度等｡各移动和变形计算公式如下:① m 次观测时n 点的下沉m n n n H H W -=0,mm式中 n W —n 号点的下沉值;0n H ､m n H —分别为首次和m 次观测时n 号点的高程｡② 相邻两点间的倾斜1~11~+++-=n n nn n n l W W i ,mm/m 式中 1~+n n l —n 号点至n 1+号点的水平距离;1+n W ､n W —分别表示n 1+号点和n 号点的下沉量｡③ n 号点附近的曲率,即n -1号点至n +1号之间的曲率1~~1-+n n n K =21~~11~~1-+-++-n n n n n n n n l l i i =1~~11~~1)(2-+-++-n n n n n n n n l l i i , mm/m 2或310-/m式中 n n i ~1+､1~-n n i —表示n +1号点至n 号点和n 号点至n -1号点的倾斜;n n l ~1+､1~-n n l —表示n +1号点至n 号点和n 号点至n -1号点的水平距离｡④ n 号点的水平移动n U =nm L -0n L ,mm式中 n U —n 号点的水平移动;nm L ､0n L —分别表示m 次观测时和首次观测时n 号点至观测线控制点间的水平距离,用点间距累加求得｡⑤ n 号点至n +1号点间的水平变形n n ~1+ε=0~10~1~1)()()(n n n n m n n l l l +++-, mm/m 式中 0~1)(n n l +､m n n l )(~1+—分别表示n +1号点至n 号点在首次观测时和m 次观测时的水平距离｡⑥ n 号点的下沉速度tW W V nm nm n 1--=,mm/d 式中 1-nm W ､nm W —分别表示m -1次和m 次观测时n 点的下沉值;t —两次观测的间隔天数｡⑦ n 号点的横向水平移动'nU =nm y -0n y ,mm 式中 nm y ､0n y —分别表示第m 次观测和首次观测时n 号点的支距值｡横向水平移动是垂直于观测线方向的水平移动,计算时需注意正､负号｡每次观测结束之后应及时进行移动和变形计算,计算数字的取位见表4｡表4 移动､变形计算时的取位参考(3)地表移动变形参数确定地表移动变形计算之后,绘制移动变形曲线图和下沉速度曲线图｡在图上可确定出移动变形的角量参数有:移动角､边界角､裂缝角､最大下沉速度角､超前影响角等,通过专业程序计算求得的地表移动预计参数有:下沉系数､水平移动系数､主要影响角正切､拐点偏移距等｡2､绘图工作根据每次观测的计算结果绘制CAD曲线图,由这种曲线图能够清楚地看出沿观测线(主断面)的地表移动与变形的分布特征及其发展过程｡绘制移动和变形曲线图时,选择竖直比例尺的原则是:使绘制的曲线能清楚的反映出移动和变形的分布规律,并便于分析比较｡水平比例尺与观测站平面图一致｡曲线图和观测线断面图应绘在一起,以表明各种地质采矿条件对移动和变形分布形态的影响｡断面图的竖直和水平比例尺与井上下对照图的相同｡在断面图上应标出地面,测点及其编号,松散层厚度,岩层柱状,采区位置,开采厚度,各次观测时的工作面位置及采区周围的开采情况等｡在观测站平面图上应表示出:测点的实际位置,地形,地物,钻孔,保护煤柱边界线,每次观测时的工作面位置,回采边界,地表裂缝,塌陷坑的形态及出现日期,并根据实测的移动和变形值勾绘等值线图｡每一次观测后,要及时进行计算和绘制移动､变形曲线图｡观测站观测工作全部结束后,为了求出最终结果,应对每次观测结果进行综合分析,以便获得观测站受开采影响产生的移动､变形的发展过程,以及移动和变形的最终值｡绘制移动､变形曲线时,具有正号的移动､变形值绘在水平线的上方,负号值绘在水平线的下方,但下沉值除外｡图6根据观测成果绘制的移动､变形曲线示意图｡绘图展点时需注意:下沉是展在测点的正下方;水平移动是依据其正､负号分别展在测点的正上方或正下方;倾斜和水平变形是依据其正负号展在两测点间中点的正上方或正下方,曲率是依据其正负号两相邻线段的不同情况展点;当相邻两线段的长度相等时,曲率点展在中间点的正上方或正下方｡绘制下沉速度曲线时,按下沉速度值,在两次观测时间间隔的正中间展点｡图6移动和变形曲线绘制方法示意图3､提交成果观测站的实测资料经过数据处理后,可求得下列成果:(1)地表移动盆地的范围､形状､大小,以及各种角值参数(边界角､移动角､裂缝角､最大下沉角､充分采动角等);(2)地表移动盆地主断面上的移动和变形分布及其特征,移动和变形值的位置;(3)工作面推进过程中移动和变形的发展过程及其相应的主要动态参数(起动距､超前距､超前影响角､滞后角等);(4)地表移动过程中,地表移动速度的变化以及与工作面的相应关系;(5)地表移动各个阶段(初始阶段､活跃阶段､衰退阶段)的持续时间以及地表移动持续的总时间;(6)工作面开始回采到地表开始下沉的时间等｡。
地表移动观测站设计方案
1概述济三煤矿123上04工作面位于工业广场的北部，幸福河与济东公路在工作面南部穿过，工作面上方地表还有秦庄、前卓庙、后卓庙、及金桥集团，其余大部分为农田及其附属设施，观测站的布设届时可根据地面实际情况作调整。
本次观测站位于１2３上04工作面(十二采区中部）的正上方,地势平坦,另外该工作面为十二采区首采工作面,受外界影响因素相对较少。
本工作面所采煤层为山西组煤3上，地质构造较简单，大部分煤厚在１.４m以上,最大厚度2.2m，平均厚１．72m,倾角0°～12°,平均为3°。
煤３上底板为泥岩、中砂岩及粉细砂岩互层,煤３上顶板为粉砂岩及细粉砂岩互层、粉砂岩;泥岩硬度系数ｆ=２～4，粉砂岩、细砂岩及细粉砂岩互层硬度系数f＝4～6,中砂岩硬度系数为8～10。
工作面回采过程中预计出现顶板淋水及采空区涌水，以采空区涌水为主。
预计１２３上0４工作面最大涌水量200m３／h,正常涌水量60～１0０m3/ｈ。
２建立观测站的目的和意义建立地表移动观测站实测研究是开采沉陷规律研究的最可靠手段。
本工作面已经进入了秦庄、前卓庙、后卓庙及金桥集团保护煤柱,属于建筑物下采煤范畴，另外工作面回采引起的地表移动将会对济东公路、幸福河及河堤造成影响；根据有关规程也必须设立地表移动观测站。
因此,在工作面上方建立地表移动变形观测站的主要目的有:(１)由于本矿煤3上采用综合机械化开采技术,设置观测站的目的主要是为了取得本地区因地下煤层开采后,采动地表的移动、变形及破坏规律,包括各种移动角、边界角、移动与变形预计参数,并为进行矿区总体规划、环境评价和矿井设计时，对于建筑物、水体、铁路及主要井巷的压煤开采论证提供评价依据;（2）为安全合理的留设保安煤柱提供技术参数,也为安全合理开采保安煤柱提供理论依据；(3）为开展建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱的开采提供变形预计方法，以便在进行“三下”采煤时，为合理布设工作面和选定开采顺序、制订建(构）筑物及河堤加固保护措施提供依据；（4）由于综合机械化开采地表沉陷变形的特殊规律，为了寻求在观测站布设方法、观测手段、研究内容及分析方法等方面的合理性。
矿井工作面地表移动观测站设计与研究
矿井工作面地表移动观测站设计与研究发表时间：2015-01-08T15:24:41.650Z 来源：《价值工程》2014年第8月下旬供稿作者：魏朋[导读] 开采沉陷的防治是一项极其重要的、刻不容缓的工作。
魏朋淤WEI Peng曰危威于WEI Wei曰张清鸾于ZHANG Qing-luan （昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093）（Faculty of Land Resource Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China）摘要：随着我国经济的快速发展，煤炭的需求量日渐增加，因此煤炭开采强度也随之加强，就导致对地表移动和破坏越来越严重，形成了许多采煤沉陷区，给环境和人民的生活带来很大的危害。
本文以煤矿开采工作面为实验基地，结合地质采矿条件建立该工作面的地表移动观测站，由外业测量得到沉陷数据，并通过Matlab 编码绘制出下沉、水平移动、横向水平移动、倾斜、曲率和水平变形曲线。
根据上述曲线，研究开采沉陷的防治工作。
Abstract: With the rapid development of China's economy, the demand for coal has been increasing, so the strength of coal miningincreased, leading to more serious surface movement and destruction, and a lot of coal mining subsidence area formed, which brings verygreat harm to the environment and people's life. This paper is based on the coal mining working surface as the experimental base, combinedwith the geological and mining conditions of the working surface observation station of surface movement, subsidence data obtained fromfield measurement, and through the Matlab code draw curve subsidence, horizontal movement, horizontal movement, tilt, curvature andhorizontal deformation. According to the curve, prevention and control of mining subsidence is studied.关键词：开采沉陷；地表移动；观测站；下沉；移动变形曲线 Key words: mining subsidence；ground movement；observation stations；sinking；movement and deformation curve 中图分类号：TD325 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）24-0032-02 0 引言中国的主要能源，在国民经济发展中占有重要的地位，2001 年煤炭占中国一次能源总量的76.3%，比2000 年提高4.3%；占消费总量的68.7%，比2000 年提高0.9%[1]。
五沟煤矿三采区10煤首采工作面矿压显现规律研究
五沟煤矿三采区10煤首采工作面矿压显现规律研究我国是一个煤炭生产大国，在一次能源消费结构中煤炭占70%以上。
综合机械化采煤以其安全高效、掘进率低、成本低、经济效益好等优点，已作为我国主要采煤方法之一，经过多年的发展，其开采技术日益成熟。
但由于工程地质条件的随机性，不同地质条件下综采工作面采场矿压显现及控制、覆岩运动都有新的特点，因此在支架——围岩系统控制和顶板管理等方面有自身的一些要求。
而面临这些新问题，解决的方法主要是依靠经验类比法，缺乏科学的指导，往往会导致工作面支架选型不合理、顶板难于管理、围岩难以控制等影响生产的安全问题。
通过综合研究相应地质条件下的综采采场矿压显现规律，对丰富综采采场围岩控制理论有十分重要的意义。
标签：顶板动态监测；顶板来压；表面位移1 立项背景五沟煤矿是安徽恒源煤电股份有限公司所属主力矿井之一。
2008年9月投产，设计年生产能力60万吨，2009年经核定年生产能力为150万吨。
五沟煤矿矿井内共含10个煤层（组）计18～27层煤，可采煤层有31、51、52、71、72、81、82和102计8层，煤层平均总厚15.27m，其中72、81、82和102煤为主要可采煤层，平均总厚10.69m，占可采煤层平均总厚的70.0%。
井田被F3、F14、F6、F9断层切割为三大块，根据煤层赋存情况、块段走向长度及开采方式，共划分五个采区：南翼F14断层至F6断层为一采区，F6断层至F9断层二采区和二上采区，F3断层以北至矿井边界为三采区和三上采区。
1031工作面是三采区首采面，采用倾斜长壁综合机械化回采，工作面煤层平均厚度平均 4.0m，地质构造复杂。
因此针对该工作面生产地质条件，开展大采高综采采场矿压显现规律研究，采用现场实测、理论分析等研究方法，以准确掌握该地质条件下的采场矿压显现和支架变化规律，为采煤工作面顶板管理、巷道的超前支护和综采支架的合理选型提供依据，以保证首采面安全回采和正常生产，减少顶板事故，提高矿井煤炭资源采出率，具有显著的经济效益和社会效益。
地表移动观测站设计
旬邑县宋家沟煤矿xunyixiansongjiagoumeikuang2026综采工作面地表移动观测站设计方案编制单位：地测科编制日期：2013.06.01前言为了获得2026综采工作面最可靠的地表移动参数，掌握该工作面地质采矿条件下的地表移动规律，我矿决定建立2026综采工作面地表移动观测站，进行该工作面地表移动的观测和研究工作。
2026工作面地表移动观测与研究的主要内容：1、掌握地质采矿条件与地表移动的变形关系；2、获得综采条件下地表移动与变形的分布规律；通过对2026工作面地表移动观测站的研究，为我矿保护煤柱的留设和实现煤矿安全生产等提供科学依据，并进一步探求地表移动规律，丰富和发展我矿采煤技术。
2026综采工作面地表移动观测站设计方案一、2026工作面地质采矿条件2026工作面走向长度为1110米，倾向宽150米，面积约16.65万㎡，平均采深为227米，工作面平均倾角12°，该工作面4-2煤层厚度在2.4-3.0米之间，平均2.7米，采用走向长壁垮落采煤法，综合机械化采煤。
本工作面掘进水文地质条件简单，顶底板均为泥岩、粉砂岩，隔水性能好；该工作面老顶为粉砂岩或砾岩，厚度为5.75-75米，该层非常坚硬；直接顶为泥岩、砂质泥岩厚度为1.46-6.67米，直接底为细砂岩、砂质泥岩，岩性变化不大，厚度约2.47米，具有膨胀性，上部松散层厚度约为145米。
二、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剖面上；（2）观测线在观测期间不受临近开采的影响；（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。
2、角量参数的选定由于该观测站为我矿第一个观测站，角度参数的选定只能参照我矿采矿条件，地质地层结构实际揭露，矿区地表移动观测成果等资料。
矿山开采地表移动变形观测站设计与监测技术
矿山开采地表移动变形观测站设计与监测技术作者：张官进，朱小美，沈震，李新新来源：《科技创新与生产力》 2015年第10期张官进，朱小美，沈震，李新新（安徽理工大学，安徽淮南 232000）摘要：文中主要介绍观测站的设计、传统的测量方法（水准测量和平面测量）以及光纤监测技术、GPS伪卫星组合定位技术、三维激光扫描技术三种监测新方法，达到获取沉降规律的目的。
合理地使用这些技术，获取了可靠的沉降规律。
关键词：观测站设计；高程测量；GPS中图分类号：TD325 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.10.066地表移动观测站主要建在地表移动或下沉的土地上，文中主要是指由矿山开采造成的各种地表损害的土地上。
在人类需要的矿物质被挖掘出来之后，采区因为各种压力的改变，其位置、形状以及大小会产生相应的的变化，不能维持原有的平衡，形成新的平衡。
新的平衡会造成地表的坍塌，以及土地、建筑物、道路的损毁。
损毁的速度、程度及规律与采区的土壤结构有很大的联系，相似的土壤结构有相似的沉降规律，因此，找出塌陷规律会为以后相似类型土壤的开采沉降的预测带来便利，指导生产，减少损害。
地表移动观测站是在开采可能影响范围内的地球表面上所布设的观测站，目的是寻找规律[1-9]。
1 地表移动观测站设计1.1 资料收集设计观测站要准备大量的已有资料：一是1∶ 1 000或者1∶2 000的井上下对照图和开采计划图，根据这张图至少可以确定观测地区井上下的对应关系。
二是设站区的地质和水文资料。
三是井下开采工作面的设计资料，基本的有巷道布置、顶板管理方法以及开采厚度、周围开采情况等。
四是控制点的高程测量数据，现有的平面位置。
五是本地矿山开采已有的移动相关系数。
一般而言，设计参数都是根据已有资料来确定的，而有些矿区是新矿，此时设计参数应参照同一地区其他矿上的资料或者找土质、地质条件相近的矿的参数资料。
1.2 观测站类型的选择观测站可分为下面3类：一是按设站地点分为地表移动、岩移、专门观测站。
地表移动观测站设计 2(word文档良心出品)
山西陵川崇安苏村煤业有限公司150201回采工作面地表移动观测站设计编制：审核：总工：二〇一三年150201回采工作面地表移动观测站设计为了获得1502采区工作面最可靠的地表移动参数，掌握该地质采矿条件下的地表移动规律，进一步确定煤层开采后,其上覆岩层及地表移动的各类参数和地表裂缝的发肓情况，确保矿井安全生产。
结合我公司实际，特制定150201回采工作面地表移动观测站设计。
一、采区地质条件概况1、采区位置及区内地形岩移观测主要针对1502采区的150201工作面开采引起的地表移动进行观测。
1502采区位于井田西南部,其北部为1501采区西南翼,已开采结束,南部为矿区西南部边界、1503采区,东部为礼义保安煤柱，西部为矿区边界。
2502-03工作面为本采区第一个工作面。
区内地貌形态主要为山区丘陵区域,海拨高度在1146—999米之间,相对高差147米,地表无河流水体。
2、区内地层1502采区内地层大部分为第四系黄土层所覆盖，基岩出露地层为二叠系上统上石盒子组、二叠系下统下石盒子组、二叠系下统山西组。
二叠系下统山西组：主要出露于区内中部，主要为灰黑色泥岩、灰色砂岩和煤层组成；二叠系下统下石盒子组：露于区内中部，主要为一套海陆相沉积的灰、灰白色薄层砂岩、砂质泥岩、泥岩组成，结构松散，易风化。
一般厚度为46.79～80.57m，平均64.60m。
含三角织羊齿等化石；二叠系上统上石盒子组：出露于区内中部及西北部，该组地层井田内赋存不全，钻孔仅揭露其下部地层，残留最大厚度约42.72m。
其岩性主要为杏黄色～黄绿色砂质泥岩、泥岩、黄～黄绿色中粗粒长石石英砂岩m；第四系中更新统：区内广泛分布，主要为浅红、红色亚粘土、粘土，含钙质结核，底部有时见砂砾石层，呈层状或透镜状。
厚0～25.00m，平均厚15.00m；第四系上更新统：主要分布于沟谷及山前地带，主要为灰黄、浅黄色粉质砂土、粘土及砂砾石层，有时零星分布小钙质结核，具垂直节理。
煤矿地表观测站建立方案
煤矿地表观测站建立方案1. 简介随着煤炭行业的发展，煤矿地表观测站的建立和运营变得越来越重要。
地表观测站的主要任务是监测和评估煤矿地表的稳定性，为安全生产提供技术支持和数据支持。
本方案将针对煤矿地表观测站的建立进行详细介绍，包括选址、设备购置、数据管理等方面。
2. 选址地表观测站的选址应考虑以下几个方面的因素：- 地理位置：选址应尽量靠近煤矿，以减少数据传输和设备维护的成本。
同时还要考虑周边地质结构和地表稳定性，避免选址在潜在危险区域。
- 通信条件：选址应有良好的通信条件，以确保数据的及时传输和共享。
可以选择靠近通信基站的地点，或者考虑搭建专用的通信设施。
- 交通便利：选址应靠近主要交通干道，以方便设备和人员的进出。
同时，还要保证选址周边有足够的停车和维修设施。
3. 设备购置地表观测站的设备购置应根据监测需要进行选择，主要包括以下几个方面：- 位移监测设备：可以选择GPS、GNSS、全站仪等设备，用于监测地表的位移和变形情况。
设备选购时应考虑其精度、稳定性和可靠性。
- 应力监测设备：可以选择倾斜仪、压力计、应变计等设备，用于监测地表的应力状况。
设备选购时应考虑其灵敏度、响应速度和可靠性。
- 环境监测设备：可以选择气象站、水文仪器等设备，用于监测煤矿周边环境的变化情况。
设备选购时应考虑其测量范围、测量精度和稳定性。
4. 数据管理地表观测站的数据管理是整个建站过程中的关键环节，主要包括以下几个方面：- 数据采集：各个监测设备应具备数据采集功能，并能够实时将数据上传到中心数据库或云平台。
可以选择无线传输或有线传输方式，根据具体情况进行选取。
- 数据处理：采集到的数据应进行实时处理和分析，以便及时发现问题和预警。
可以结合数据挖掘和机器学习等技术，提高数据的处理效率和准确性。
- 数据共享：地表观测站的数据应与煤矿的其他监测系统进行共享，以实现相关数据的交互和整合。
可以通过数据接口或数据交换平台进行数据的共享和调用。
煤矿地表移动观测站的设计与研究 马都
煤矿地表移动观测站的设计与研究马都发表时间：2018-05-07T17:15:56.867Z 来源：《建筑模拟》2018年第1期作者：马都[导读] 本文就国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿31303工作面地表移动观测站的设计要点和步骤，通过运用概率积分法对地表移动工作进行深入探讨和研究，希望给相关领域工作者提供参考和帮助。
马都国电建投内蒙古能源有限公司内蒙古鄂尔多斯 017209摘要：煤炭开采会导致地表沉陷，而建立地表移动观测站能够有效获取地表移动的规律，在进行矿区总体规划、环境评价和矿井设计时提供评价依据，对安全合理的留设保安煤柱提供技术参数，也可对安全合理开采保安煤柱提供理论依据。
本文就国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿31303工作面地表移动观测站的设计要点和步骤，通过运用概率积分法对地表移动工作进行深入探讨和研究，希望给相关领域工作者提供参考和帮助。
关键词：煤矿地表移动；观测站；设计设计地表移动观测站是为了掌握煤矿开采地表移动规律，为后续煤矿开采作业相关技术设计提高必要的参考依据。
由于煤矿开采地表移动是一种十分复杂，且受影响因素较多的过程，必须进行实地测量才能尽可能掌握其运动规律。
而地表移动观测站便是通过一系列相互关联的观测点来获取地表移动相关参数，掌握其规律。
一、地质条件国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿初期设计生产能力为1000万t/a，31303工作面为察哈素煤矿开采的第一水平第二个工作面，工作面长度4227.92m，宽300.58m。
煤岩组份以暗煤为主，亮煤次之，含少量丝炭及黄铁矿结核，沥青光泽，条带状结构，块状构造，参差状断口，煤层倾角总体变化较小，局部有波状起伏，煤层走向165°，倾向255°，倾角为1～3°。
煤层结构较复杂。
煤层底部含0～2层，厚0～0.20m的夹矸，夹矸岩性为砂质泥岩、泥岩。
二、工作面观测站设计察哈素煤矿31303工作面观测站的设计包括观测线的位置及长度的设计、测点和控制点的密度、编号、布设方式等，地表移动观测站由一条全走向观测线，一条全倾斜观测线组成。
地表移动变形观测站的设计
在首次和末次观测之间适当增加的水准测量工作，即日 常观测工作。当开采工作面推进宽度达到采深的0.2-04等水准测量的精度要求隔3-5天进行一次水准测量，监控 地表是否开始移动。当地表出现移动时，一般是隔1-3个月 重复进行水准测量，观测间隔时间要视地表下沉速度做适 当调整。在移动活跃阶段，应在下沉较大的区段增加水准 观测次数。
在连接测量后，地表移动开始前，应对工作测点进行两 次观测，时间间隔≤5天，观测各测点的平面位置、高程、 各测点间的距离、各测点观测线方向的偏离距离等内容， 实现准确测定工作测点在地表移动开始前的空间位置。
当受采动之前，对各测点进行两次测量，两次测量同一 点高程差≤10mm、支距差≤30mm，同一边的长度差≤4mm 时，取平均值作为观测站的原始观测数据。
参考文献： [1] 袁国锁.微山矿村庄下条采地表移动规律[J].东北煤炭
技术,1992(3):6-8. [2] 原中国统配煤矿总公司生产局.煤矿测量手册(下册)[M].
北京:煤炭工业出版社,1990. [3] 国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱
留设与压煤开采规程[M].北京:煤炭工业出版社,2000. [4] 何国清,杨伦,凌庚娣,贾风彩,洪镀.矿山开采沉陷学[M].
1 观测站设计
1.1 设计原则 测站的控制点设置要注意以下几点： 1）设在移动盆地范围之外，埋设要牢固； 2）底部埋设于冻土线0.5m以下； 3）设站位置在观测周期内不受采动影响； 4）在地表移动盆地的主断面之上布设观测线； 5）观测线的长度超出地表移动盆地区域；
6）布设测点的密度应适应开采深度和设站观测目的。 1.2 布置形式
2023年煤矿地表观测站建立方案
2023年煤矿地表观测站建立方案一、方案背景和目标随着全球能源需求的不断增长，煤矿行业在能源供应中仍然占据重要地位。
然而，煤矿开采过程中存在一系列环境问题和安全隐患。
为了改善煤矿开采对周边环境的影响和提升安全管理水平，建立地表观测站成为亟待解决的问题。
本方案旨在建立一个全面监测煤矿地表环境和安全状况的观测站，提供准确的数据支持和决策依据。
二、观测站布局和设备1. 观测站布局观测站应根据煤矿开采范围和地理条件进行合理布局，确保对煤矿地表环境和安全状况进行全面监测。
观测站包括主站和分站，主站位于煤矿中心区域，分站根据开采区域布局在不同地点。
2. 观测设备（1）环境监测设备：包括大气监测、水质监测、土壤监测和噪声监测设备等，用于监测煤矿周边环境的污染情况，及时发现并预防环境污染。
（2）地质灾害监测设备：包括地震监测、地质雷达、地面位移监测设备等，用于监测地质灾害，预警煤矿安全事故，并提供应急响应。
（3）安全监测设备：包括瓦斯检测仪、火灾报警设备、智能视频监控设备等，用于监测煤矿开采过程中的安全隐患，保障矿工安全。
三、数据采集和传输1. 数据采集观测站设备将通过传感器等方式采集相关数据，例如大气污染指标、水质参数、地质灾害数据、安全监测数据等。
2. 数据传输观测站应与煤矿管理中心建立数据传输系统，通过有线或无线方式将数据实时传输至中心，确保数据的准确性和及时性。
四、数据处理和信息管理1. 数据处理中心建立相应的数据处理系统，对接收到的数据进行处理和分析，生成相关报表和图表，为决策提供科学依据。
2. 信息管理中心建立信息管理平台，整合煤矿地表观测站数据和相关信息，为决策者提供便捷的查阅和查询渠道。
同时，建立数据存储备份机制，确保数据的安全性和可追溯性。
五、应急响应和决策支持基于观测站提供的准确数据，煤矿管理中心能够及时响应突发事件和安全事故。
通过数据分析和模型研究，提供决策建议和对应的预警措施，最大程度地减少煤矿事故的发生。
地表移动观测站的设计
料时， 应满足 Ｄ ３ ≥ ０ ． ７ Ｈ ｏ 。同时应保证两条倾斜
观 测 线 间 的 距 离 Ｄ ２大 于 ５ ０ ｍ 。这样即可保证两条
倾斜观测线 Ｒ１Ｒ３，Ｒ４Ｒ６ 均
在主断面上。
倾斜观测线的长度， 应
保证线的两端在不受开采影
响的范围内。倾斜观测线
的长度是在移动盆地的倾斜
主断面上确定的，如图 １（ｂ）
布置、开采方法、顶板管理方法、开采厚度、 工作面推进速度、回采时间及其周围开采情
Ｄ１ ≥（ＨＯ－ｈ）ｃｏｔ（δ － △δ）＋ｈ ｃｏｔ φ 式中δ为走向移动角；
况等；
△δ走向移动角的修正值；
设站地区的井上、井下测量资料， 如控
ｈ 为松散层厚度；
制点、导线点、水准点的坐标和高程等； 矿区已有的地表移动资料， 如移动角、
划图，以便确定观测地区并下开采和地面位置 切眼或停采线 ０．７ 倍的采深以上。在图 １（ａ）
的对应关系； 设站地区的地质和水文资料，如地形地质
图、岩层柱状图、煤层赋存条件、覆岩的物理 力学性质和水文地质条件等；
设站地区的回采工作面设计资料，如巷道
中， 因 Ｄ １＋ Ｄ ２＋ Ｄ ３＞ １ ． ４ Ｈ ｏ ＋ ５ ０ ｍ ，因此， 设计了 两条倾斜观测线 Ｒ １Ｒ３，Ｒ４Ｒ ６。要确定 Ｒ１Ｒ ３ 和 Ｒ４Ｒ６ 的位置，首先按图 １（ｃ）中的方法确定出 Ｅ 点，Ｒ１Ｒ３ 必须设置在工作面推进方向上超过正 点的位置，即应满足：
地表移动观测站大多采用剖面线（一般均
开采影响范围内的地表、岩层内部或其他研 为直线）状与煤层走向垂直或平行。若受地面
究对象上设置一系列相互联系的或其他
采动过程中，定期观测这些点的位置及其变化 形状。为了研究整个移动盆地则需布置成网
五沟煤矿充填CT103工作面地表沉陷规律
五沟煤矿充填CT103工作面地表沉陷规律作者：胡乃凤来源：《科学与财富》2020年第02期摘要：充填法开采地表移动具有其特殊规律性。
本文得到充填开采条件下的地表移动角量参数、动态变形参数和预计参数等、验证井下充填开采的实际效果以及小变形对地面建筑物的影响特征等，为评价未来充填开采地表塌陷程度及建筑物损坏等级提供技术参数，为煤矿的安全生产、完善充填开采方法、土地复垦与建筑物维护提供科学依据。
关键词：充填开采法;地表移动角量参数;观测线;动态变形参数;地表沉陷一 ;矿井概况五沟煤矿位于安徽省濉溪县五沟镇境内，井田面积为15km2，地质储量1.25亿吨。
五沟煤矿揭露的地层有奥陶、石炭、二叠、第三和第四系，其中含煤地层为石炭和二叠系，石炭系煤层薄而不稳定，且煤质量较差;二叠系含煤地层总厚度为970m，煤厚度约为15.27m，主采煤层72、81、82、102总厚10.69m，占可采煤层的70%。
五沟矿地下水含水层段可划分为第三、四系松散层孔隙含水层、二叠系煤系砂岩裂隙含水层和煤系下伏灰岩岩溶裂隙含水层，并且各个含水层内对应有相应的隔水层组。
在各个含水层中，煤层底板灰岩水对矿井存在潜在危险最大，由于隔水层厚度较大，在正常情况下下覆灰岩水不会发生突水，但遇到断层以及煤田陷落柱导水时，发生灰岩水进入矿坑造成突水的危险性极大。
本次研究对象CT103工作面作为充填开采第二个工作面，位于南一采区东翼。
工作面南起集中运输巷上段，西邻CT101工作面，向东靠近1011-3钻孔，北邻DF102断层。
工作面机回采长度387m，倾向长度68m。
该工作面10煤层厚度在1.33～3.0m之间，平均2.6m。
机、风两巷10煤层倾角为4°～12°，平均倾角α=5°。
采用走向长壁充填采煤法，综合机械化采煤。
工作面掘进水文地质条件较复杂，本区有“四含”水，其中四含岩性复杂，泥质含量高，渗透性差，补给条件较差，直接覆盖在煤系地层之上，而与上覆一、二、三含水层无直接水力联系10煤下约30.47m为11煤层位，10煤层下距太原组一灰间距為48.6～51.2m，平均间距49.8m。
矿山开采沉陷教学中关于地表移动观测站设计的两点探讨
矿山开采沉陷教学中关于地表移动观测站设计的两点探讨王磊【摘要】为了保证地表移动观测站设计的可靠性,本文提出采用边界角及其修正量替代移动角和修正量进行观测线长度设计,可作为传统观测站长度设计的有效检核条件;利用沉陷预计方法确定沉陷盆地主断面来设计观测线位置,可有效检核基于传统角量参数设计观测线位置的可靠性.最后将本文提出的观测站设计可靠性检核条件用于某矿工程实践,有效的确保了地表移动观测的可靠性,取得了良好的工程应用效果.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P51-55)【关键词】开采沉陷;观测站设计;概率积分法【作者】王磊【作者单位】安徽理工大学测绘学院,安徽淮南232001【正文语种】中文【中图分类】P258为了保护井巷、建（构）筑物、水体、铁路和高速公路等安全，解放其压覆煤炭资源，必须要科学的掌握地下开采引起的岩层与地表移动变形规律。
研究地表移动规律最可靠的手段为通过地表移动观测站进行实测。
地表移动观测站常用有效的形式为剖面线观测站，而观测站的布设空间位置和长度与工作面的空间相对关系是否正确，直接决定地表移动观测成果是否可靠。
目前“三下”采煤规程中规定，剖面地表移动观测站位置的确定方法，主要是基于主断面判断方法；观测线长度主要是利用移动角度加修正量通过解析方法计算获得。
显然传统地表移动观测站设计理论采用单一设计参数，极易受角量参数误差的影响，缺乏质量可靠性检核条件，往往造成地表移动观测站成果不可用。
本文拟对目前观测站设计的理论可靠性进行探讨，研究成果能够有效提高观测站设计的可靠性。
1 传统地表移动观测站设计方法剖面线状观测站是传统地表移动观测站设置的主要形式。
剖面线状观测线一般布设为直线状并与煤层走向垂直或平行，若受地面建筑物等设施的限制，也可设计成折线。
观测线应设置在移动盆地的主断面上，而且不受邻近采区开采的影响。
观测线的位置和长度，可以依据矿井已取得的角量参数和设计区的地质采矿条件，通过解析法来进行确定。
2023年煤矿地表观测站建立方案
2023年煤矿地表观测站建立方案一、引言为了避免煤矿事故的发生，并提高煤矿安全生产水平，建立煤矿地表观测站是非常必要的。
本方案旨在对2023年的煤矿地表观测站建立进行规划和安排，确保其高效运行。
二、背景煤矿事故频发的原因之一是缺乏及时有效的监测手段。
煤矿地表观测站作为煤矿地质灾害预警系统的重要组成部分，可以实时监测煤矿地质构造的变化，提供重要的预警信息，降低煤矿事故风险。
三、目标1. 建立一套完善的监测系统，实现对煤矿地质构造的实时监测和预警；2. 提高煤矿事故的预防和应急处理能力；3. 完善煤矿安全生产管理，推动煤矿行业的可持续发展。
四、建设内容1. 地理位置选择：根据煤矿分布和地质条件，选择合适的地理位置建立观测站。
优先选择已有基础设施完善、方便交通运输和通信的地区。
2. 观测设备配置：根据煤矿地质特点，配置地震监测仪、地热探测仪、地表测斜仪等设备，在不同层次和深度建立监测点，实现对煤矿地质构造的多方位、多角度的监测和预警。
3. 数据采集和处理：利用传感器、网络和云计算等技术手段，实时采集、传输和处理地质监测数据。
建立数据中心和监测数据库，实现数据的集中管理和快速查询。
4. 监控与预警系统建设：建立完善的监控与预警系统，通过数据分析和模型建立，实现对煤矿地质构造的预测和预警。
五、运行管理1. 人员培训：成立专业的运维团队，负责设备维护、数据采集和数据库管理等工作。
组织培训、提升人员技能水平，确保系统的正常运行。
2. 日常维护：定期对设备进行维护和检修，保证设备的正常运行。
建立健全的维护保障体系，及时处理设备故障和异常情况。
3. 数据分析应用：对监测数据进行分析和挖掘，提取有价值的信息，为矿山管理决策提供科学依据。
建立数据共享和交流机制，促进相关部门之间的信息共享和技术交流。
4. 应急预案：制定健全的应急预案，明确各级责任和应急响应措施。
定期组织应急演练，提高应急处理能力。
六、预算和资金保障1. 预算编制：根据建设内容和实施计划，编制详细的建设预算，包括设备购置、基础设施建设、人员培训、运行维护等费用。
地表移动参数规律研究
地表移动参数规律研究
地下煤炭资源的开采,使得矿区的生态环境、建筑物和构筑物之间的平衡遭到破坏。
地表移动参数的最优性质决定了预测的准确性,求取地表移动参数是本文研究的主要内容,如何根据任意观测线地表移动观测资料求取地表移动参数和动态预计参数是本文研究的重点。
本文以五沟煤矿1013首采工作面为例,建立地表移动观测站,通过对11期观测数据的处理和分析,得到采后全面观测的高程中误差和点位中误差分别为1.30mm和3.45mm。
求得各种角量参数(边界角、移动角、裂缝角)、动态参数(起动距、超前影响角、超前影响距等)、预计参数(下沉系数q、主要影响角正切tgβ、拐点移动距S、最大下沉角θ)以及动态预计参数。
分析了最速下沉法、高斯—牛顿法及Levenberg-Marquard法的优缺点,采用了Levenberg-Marquard法求取预计参数,根据最小二乘法拟合了动态q、tgβ、S 3以及θ的经验公式,总结了在该地质采矿条件下的地表移动参数规律,并进行了地
表沉陷预计。
同时采用了三维快速拉格朗日有限差分法(FLAC3D数值模拟),模拟了动态下沉盆地。
本文采用可视化编程语言Visual Studio 2005,编制了求取概率积分法预计参数以及预测地表沉陷的
程序。
本文的研究成果对其它具有相似地质采矿条件的矿区有一定的指导意义。
五沟煤矿首采工作面地表移动规律研究
五沟煤矿首采工作面地表移动规律研究
张号召;胡奎;陈玉平;李敏;王列平
【期刊名称】《矿山测量》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】通过对五沟煤矿1013首采工作面地表移动观测站的观测、数据处理和分析,分别求取了角量参数、动态参数和预计参数,分析了在厚松散层、快速推进等高强度开采条件下,下沉系数大、盆地边界范围大、内侧下沉盆地陡的基本原因,初步掌握了五沟煤矿厚松散层条件下的地表移动与变形规律,为矿井开展"三下"采煤与土地复垦提供了科学依据.
【总页数】4页(P13-16)
【作者】张号召;胡奎;陈玉平;李敏;王列平
【作者单位】皖北煤电集团公司,安徽,宿州,234000;皖北煤电集团公司,安徽,宿州,234000;皖北煤电集团公司,安徽,宿州,234000;安徽理工大学,安徽,淮南,232001;安徽理工大学,安徽,淮南,232001
【正文语种】中文
【中图分类】TD325
【相关文献】
1.五沟煤矿三采区10煤首采工作面矿压显现规律研究 [J], 陈伟强
2.五阳煤矿高强度开采条件下地表移动规律的研究 [J], 滕永海;刘克功
3.高庄煤矿西五采区首采工作面顶板砂岩富水性研究与防治 [J], 高化军;谢瑞斌;刘
中胜
4.高庄煤矿西五采区首采工作面顶板砂岩富水性研究与防治 [J], 高化军;谢瑞斌;刘中胜
5.基于FLAC3D五沟煤矿1019工作面采动围岩变形研究 [J], 高家辉;杨本水因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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皖北煤电集团有限责任公司五沟煤矿1013工作面地表移动观测站设计安徽理工大学五沟煤矿2008年4月前言为了获得五沟煤矿1013工作面最可靠的地表移动参数，掌握该地质采矿条件下的地表移动规律，皖北煤电集团有限责任公司五沟煤矿决定建立1013首采面地表移动观测站，进行该工作面地表移动的观测和研究工作。
1013首采面地表移动观测与研究的主要内容：(1)掌握地质采矿条件与地表移动与变形的关系；(2)获得厚松散层、综采条件下地表移动与变形的分布规律；(3)确定首采面地质采矿条件下的角量参数、动态参数和预计参数。
通过对首采面地表移动观测站的研究，为五沟煤矿保护煤柱留设、征地、迁村和实现煤矿安全生产等提供科学依据，并进一步探求厚松散层条件下的地表移动规律，丰富和发展我国“三下”采煤技术。
1 1013首采工作面地质采矿条件1013工作面倾向长1000m，走向宽150m，面积约15万m2，平均采深为385m，平均倾角10o，该工作面10煤层厚度在0~5.5m之间，平均3.1m。
采用走向长壁垮落采煤法，综合机械化采煤。
本工作面掘进水文地质条件较复杂，本区有“四含”水，其中四含岩性复杂，泥质含量高，渗透性差，补给条件较差，直接覆盖在煤系地层之上，而与上覆一、二、三含水层无直接水力联系。
该工作面老顶为泥岩、粉细砂岩，岩性和厚度变化大。
直接顶工作面外段为中厚层灰白色中、细粒砂岩，厚度为6.4~10m；中段为灰色~浅灰色粉砂岩，一般厚度为3.7m；里段直接顶板则为深灰色~灰黑色块状泥岩，含炭质，厚度为2.5m。
直接底板岩性变化不大，岩性为粉、细砂岩或粉细砂岩互层。
上部松散层厚度为270m左右。
1013工作面上方主要为农田和沟渠，地表地势平坦，无大型建筑物，地面标高+26.7~+27.5m 。
2 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。
2） 角量参数的选定由于该观测站为五沟煤矿第一个观测站，角量参数的选定只能参照邻近相似地质采矿条件矿区地表移动观测站成果资料。
徐州西部矿区的角度参数为：，040=ϕαβ*8.0~750＝ 000075~7075~70==δγ，由淮北矿区地表移动规律研究报告中经验公式可得:0000005.49.585.46.257.508.71±=±-H h H m －＝＝综综γδ 0000009.15.589.132.02.247.555.73±=±--αβH h H m －＝综其中ϕ——松散层移动角；γ、β——上、下山移动角；δ——走向移动角；α——煤层倾角；m——煤层平均厚度；h——松散层厚度；H——回采工作面平均开采深度。
3）观测线位置的确定根据观测站设计原则，在1013工作面上方地表布置两条观测线。
A号观测线位于工作面下山边界43m，B号观测线位于距离开切眼325m的采空区上方，详见图1、2。
图1 A号观测线断面图图2 B 号观测线断面图观测站平面位置设计见附图。
4） 观测线长度的确定根据《煤矿测量试行规程》第217条规定，调整β∆、γ∆、δ∆取020。
以剖面法求得A 号和B 号观测线长度分别为1610m 和1095.5m ，共计2705.5m ，如图1所示。
A 号观测线长度按下式计算：l h A A +∆--=)cot()2(H 0581δδ式中l —工作面走向长度；δ∆—为走向移动角的修正值。
同理可得B 号观测线的长度：αγγββcos )cot()cot(21361L H H B B +∆-+∆-=式中γ∆、β∆—分别为上、下山移动角的修正值；L —工作面倾斜长度；1H 、2H —分别为采区下边界和上边界的开采深度。
3 控制点及工作测点的个数和埋设方法1) 控制点及工作测点数按《煤矿测量试行规范》规定，测点间距为25m，控制点间距为50m，由观测线长度计算得各测线控制点和工作测点的个数，见表1。
表1 控制点和工作测点个数观测线编号控制点（个）工作测点（个）合计（个）A 4 58 62B 4 36 40合计9 94 1022）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2和图3。
3）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；图2 控制点图图3 工作测点图（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；（4）部分控制点和工作测点标定坐标见表2；（5）观测站各控制点和工作测点的埋设工作应于5月10日前完成。
表2 控制点和工作点坐标4 观测项目、方法、精度和时间1）连接测量①平面连接控制点的平面位置采用D级GPS或全站仪导线控制，点位误差不得大于7mm。
全站仪导线布置如图4所示。
图 4 连接测量平面图②高程连接由D013、D016点分别向观测线控制点引测三等水准，形成附合水准网，如图5所示。
图 5 连接测量水准网图观测站连接测量成果的内业数据处理方法和常规方法一样，最终求出观测站各控制点的平面坐标和高程。
野外数据采集工作包括全面观测和加密水准测量两大部分，内业均采用严密平差进行数据处理。
2) 全面观测在观测站未受开采影响之前，独立进行两次全面观测。
两次测得同一点的高程差值小于10mm，同一边长的长度差小于4mm，取两者平均值作为原始数据。
高程测量直接从观测站控制点开始，按三等水准测量的精度要求进行，观测工作测点时，可使一些测点作为中间点，但视线不宜超过50m（即不超过3个中间点）。
若观测站两端有控制点，可进行附合水准测量；若只在一端有控制点，则需进行往返水准测量（或闭合水准测量）。
平面测量采用全站仪导线，正倒镜往返观测，直接测定出各测点的平面位置和高程，通过平面坐标反演，确定出各测点的支距和相邻测点之间在观测线方向的水平距离。
3) 日常观测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平均开采深度H，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30mm4) 地表裂隙调查及井下工作面测量调查记录产生裂缝的日期、位置、长、宽、深及其变化过程，并拍摄图片。
在每次地表移动观测的同时，应在井下测定工作面的推进位置、采厚和采高等采煤状况，并每周测定一次实际回采上限的位置。
5 观测成果的整理地表移动观测站的观测成果预处理，必须在外业成果无误的基础上进行。
观测数据的处理工作包括计算和绘图两部分。
1）观测成果的计算为了确保观测成果的正确性，在进行内业数据处理之前，应对野外观测成果再次检查，然后进行各种改正数的计算和严密平差计算。
(1) 观测数据的预处理观测数据预处理主要是计算各测点的高程、相邻两测点在观测线方向的水平距离，然后计算各测点的移动和变形值及下沉速度等。
对于全站仪而言，观测数据的处理除须加入气象改正和斜距改正之外，其余的计算和常规方法相同。
有关气象改正和斜距改正的具体计算方法参看全站仪使用说明书。
(2) 移动和变形计算观测数据经过预处理之后，便可计算观测线上各测点和各测点间的移动和变形值。
移动和变形计算主要包括：各测点的下沉和水平移动，相邻两测点间的倾斜和水平变形，相邻两线段（或相邻三点）的曲率变形，观测点的下沉速度等。
各移动和变形计算公式如下：① m 次观测时n 点的下沉m n n n H H W -=0,mm式中 n W —n 号点的下沉值；0n H 、m n H —分别为首次和m 次观测时n 号点的高程。
② 相邻两点间的倾斜1~11~+++-=n n nn n n l W W i ，mm/m 式中 1~+n n l —n 号点至n 1+号点的水平距离；1+n W 、n W —分别表示n 1+号点和n 号点的下沉量。
③ n 号点附近的曲率，即n -1号点至n +1号之间的曲率1~~1-+n n n K =21~~11~~1-+-++-n n n n n n n n l l i i =1~~11~~1)(2-+-++-n n n n n n n n l l i i ， mm/m 2或310-/m式中 n n i ~1+、1~-n n i —表示n +1号点至n 号点和n 号点至n -1号点的倾斜；n n l ~1+、1~-n n l —表示n +1号点至n 号点和n 号点至n -1号点的水平距离。
④ n 号点的水平移动n U =nm L -0n L ，mm式中 n U —n 号点的水平移动；nm L 、0n L —分别表示m 次观测时和首次观测时n 号点至观测线控制点间的水平距离，用点间距累加求得。
⑤ n 号点至n +1号点间的水平变形n n ~1+ε=~10~1~1)()()(n n n n m n n l l l +++-， mm/m式中 0~1)(n n l +、m n n l )(~1+—分别表示n +1号点至n 号点在首次观测时和m 次观测时的水平距离。
⑥ n 号点的下沉速度tW W V nm nm n 1--=，mm/d 式中 1-nm W 、nm W —分别表示m -1次和m 次观测时n 点的下沉值；t —两次观测的间隔天数。