变形监测课程设计

矿山开采沉陷观测站设计某矿6200工作面观测站设计

班级：测绘12—1

姓名：王亚亚

学号：07122825

2014-4-26

目录

一、建立观测站的目的和要求 (2)

二、设站地区的地形、地物及地质采矿条件 (2)

三、观测站设计时所采用的开采沉陷参数 (2)

四、测区已有地形图 (2)

五、地表移动观测线位置、长度确定 (4)

六、确定观测点间距、测点编号 (5)

七、工作测点和控制点的构造及其埋设方法 (6)

八、观测站与矿区控制网连接设计 (6)

九、观测站日常观测方案 (7)

十、观测站成果整理方法 (7)

十一、观测站经费估算 (10)

十二、观测站设计图纸 (11)

矿山开采沉陷观测站设计

一、建立观测站的目的和要求

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、地物及地质采矿条件

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623～820m，

走向宽为46～129m，煤层厚度0.70～1.33m，平均1.10m，煤层倾

角4～19/6°，第四系平均厚度196.16m。工作面标高为-233～-303

m。2煤与下伏3煤的层间距一般为21m。

6200工作面上方地表地势平坦，标高为43m左右，冻土深度0.4 m。

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=750，上山移动角=750，下山移动角=750-0.6，表土移动角=450，

充分采动角1=2=3=550，最下沉角=900-0.5

四、测区已有地形图

亚亚矿山开采沉陷观测站设计

五、地表移动观测线位置、长度确定

（1）观测线位置、长度的确定

1）倾斜观测线位置、长度的确定

工作面短轴方向即东西方向是煤层走向方向，此时过工作面东西短轴方向的

中点所作的南北方向断面就是倾向主断面。

倾向范围计算：

地表移动盆地沿倾向范围的确定（最外边界），工作面平均标高H =（（-233）

+（-303））/2=-268m ,工作面平均厚度0H =268+43=311m ,表土平均厚度1h =196.16m ,排除表土层厚度2h 为114.84m 。

2

211

114.84114.84tan 30.772tan tan 75 3.732h h x m x 1

12

2196.16tan 196.16tan tan 45h h x m x 倾斜观测线距工作面边界的距离：12196.1630.772226.932x x m

地表移动盆地平底边缘距停采线：0

3tan

H x 03311217.79tan tan 55H x m 地表移动盆地最外边界距盆地平底（即最大下沉区域）边缘：

12330.772196.16217.79444.722x x x m

所以倾斜观测线长度应大于444.722m 。

2）走向观测线位置、长度的确定

为充分研究6200工作面的采动对地表的影响。走向观测线布设如设计图所

示。走向观测线为走向主断面的观测线，研究地表在走向主断面方向上的变形。

因为倾向方向充分采动，采用充分采动角确定。

走向范围计算：

03tan H x 0

3

311

217.79tan tan 55H x m

24tan h x 24

114.84114.84

30.722tan tan 75 3.732h x m

15tan h x 15

196.16

196.16tan 1h x m

走向观测线距工作面边界的距离: 03311

217.79tan tan 55H x m

走向观测线需经过最大下沉点，所以走向观测线要经过地表移动盆地的平底，

走向观测线距工作面边界的距离: 03311

217.79tan tan 55H x m 可知，走向观测

要布设在停采线以北217.79m 之外，此外要距东北侧采空区一段距离。

工作面短轴方向即东西方向是煤层走向方向，此时只要过走向主断面方向地

表沉陷的最大波及范围做关于工作面南北长轴中垂线的位置方向就是走向主断

面。

4530.722196.16226.932x x m

走向主断面上地表下沉盆地的影响范围：

45129355.932x x m

所以走线观测线长度应大于355.932m 。

六、确定观测点间距、测点编号

观测点数目及其密度：

根据开采深度确定观测点的密度：

观测点间距

开采深度/m点间距离/m

小于50 5

50～100 10

100～200 15

200～300 20

300～400 25

400以上35

对于特殊观测站，可以根据研究目的，确定观测点的间距，如建筑物观测站，一般点间距就小得多。

H=(233+303)/2+43=311m

由于煤层平均采深：

可以确定观测点的间距，根据走向开采深度300～400m确定点间距为25m，并对观测点编号1～30及其控制点R1～R3,倾斜开采深度300～400m确定点间距为25m并对倾斜观测点编号31～51及其控制点R4～R6（测点的编号一般规定为：在倾斜观测线上自下山向上山方向顺序增加，在走向观测线上按工作面推

进方向顺序增加。），由于6200上半部分受北部、东部与东北部采空区的影响，

只能在观测线一端设点，控制点不能少于三个，且工作测点的最外端点至控制点

的距离及控制点间的距离为50～100m。

七、工作测点和控制点的构造及其埋设方法

控制点和工作点一般用混凝土灌注，或者用预制的测桩埋设。

埋点要求：

①在观测期间能可靠保存，并和地表牢固结合，不受冻害影响。

②便于观测。如果标志露出地面不易被破坏时，则采用露出式比较方便，一般高出地面10～20cm，在潜水位较高地区，应考虑测点下沉后被淹没的可能，

一般预留今后加高的装置。在冻土地区，控制点地面应在冻土线0.5m以下，该地冻土深度为0.4m，且本地区地形平坦，可将控制点埋在地表以下0.9m以下。

③费用低。埋点时，在标定的位置上挖一直径为0.2～0.3m，深不小于0.6 m的坑，用于混凝土灌注，中间用直径为16～20mm的铁杆作标志；在标志顶部加工成球面，并钻一深3～5mm，直径小于2mm的孔，作为测点标志中心。也

可用直径20～30mm的铁杆、直径为50mm的铁管作标志。在冻土地区，标志浇灌深度应在冻土线以下0.3～0.5m，使标志周围与冻土隔离，周围填紧土石。为