【正文】 .......................................................... 35 附 圖 ..................................................................................... 36 主要參考文獻 ......................................................................... 37 移動觀測站設計說明書 1 呂溝煤礦高水充填開采地表巖移觀測研究 觀測站設計說明書 位置交通和自然地理 位置與交通 呂溝煤礦北東距禹州市 10km、東距許昌市 50km。見圖 11。05′44″～ 34176。煤系頂部之“平頂山砂巖”， 因耐剝蝕力較強，在區(qū)內(nèi)形成沿地層走向延展之單面山地形，自東而西構成三峰山、玉皇山、鳳翅山、大劉山、牛頸山、云蓋山。據(jù) 1964 年 3 月到 1965年 2 月對該河的觀測，流量 ~， 1957 年 7 月澗渡村附近最高洪水位 +。 d；二氧化碳絕對涌出量一般為 ~，相對涌出量一般為 ~ （二） 煤的自燃 五 2（六 2）、六 4（七 4）煤自燃傾向等級為Ⅱ級，屬自燃煤層。據(jù)測，回風巷中的溫度 22℃左右、其它地區(qū) 19～ 22℃，淺部溫度受季節(jié)影響明顯。 水文地質(zhì)條件 根據(jù)地層時代、巖性及富水程度來劃分礦井中主要含水層和隔水層。 礦井構造 呂溝煤礦區(qū)總體構造形態(tài)為走向東西、傾向南的單斜構造，局部有小的波狀起伏，地層傾角 10~20?，一般 15?左右。左右，錯斷 七 六 2煤層， 最大落差 19m，區(qū)內(nèi)延展長度 ，由 七 六 2 煤層 五西、六西、七西大巷控制。礦山開采沉陷不僅破壞礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，而且對地表及其村莊建筑物造成嚴重損害，影響工農(nóng)關系和農(nóng)村的穩(wěn)定工作，同時為給煤炭企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟賠償負擔，也影響到礦區(qū)乃至社會工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。為了井下安全生產(chǎn)和地表建筑物的安全，確保項目的順利實施，需要進行充填開采的移動變形監(jiān)測研究， 在 C 七 401 工作面上方地面建立移動觀測站， 通過建立地表移動變形觀測站，對地表移動變形進行觀測，掌握 充填開采引起的 地表移動變形規(guī)律，獲得礦區(qū) 充填開采 地表移動參數(shù)和概率積分參數(shù)，為工作面充填開采 的安全生產(chǎn) 提供理論基礎 和技術資料 。 移動觀測站設計說明書 7 （ 8） 提交成果資料：觀測站技術設計說明書；觀測原始記錄、分析計算圖紙資料；觀測站技術總結報告、觀測站驗收報告；提交科技鑒定所需的研究報告。~15176?！?275176。～ 15176。 F6 斷層為正斷層，走向 242176。 根據(jù)現(xiàn)有巷道揭露資料分析，在推進過程中可能會出現(xiàn)小褶曲，對采面回采無大的影響。 工作面開采技術條件 （ 1）瓦斯：七 4 煤層東翼采區(qū)屬于低瓦斯、低二氧化碳區(qū)域，七 4 煤層東翼瓦斯絕對涌出量為 ，二氧化碳絕對涌出量為。23℃之間?；夭裳h(huán)進尺 ，放頂步距 ；充填循環(huán)進尺 ，即 “兩采一準 (充 )”。在采動過程中，根據(jù)要求定期地對這些觀測點進行監(jiān)測，以確定它們的空間位置及其相對位置的變化，從而掌握地表移動和變形的規(guī)律。觀測站設站地點的選擇會直接影響到觀測成果的使用價值。 根據(jù) 本項 目的目的，本次設置 地表移動觀測站 。網(wǎng)狀觀測站可以對整個采動影響范圍進行觀測，所得資料比較全面、準確 ，但測點數(shù)目較多，野外觀測和室內(nèi)成果整理工作量大，且受地形、地物條件的限制。剖面線狀觀測站通常由兩條互相垂直且相交的觀測線所組成。觀測線 的長度應保證兩端（半條觀測線時為一端）超出采動影響范圍，以便建立觀測線控制點和測定采動影響移動觀測站設計說明書 12 邊緣。 觀測線設計所用參數(shù)分析 根據(jù)地表移動觀測站設計的基本原理，需要確定以下參數(shù)：工作面傾斜長度 l工作面走向長度 l上山移動角 γ、下山移動角 β、松散層移動角 φ、最大下沉角 θ、走向移動角 δ、 工作面平均開采深度H0 等。根據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》規(guī)定，在缺少實際觀測資料的礦區(qū)，可結合本區(qū)域上覆巖層巖性的綜合評價系數(shù) P、地質(zhì)條件、開采技術條件等確定所需參數(shù)。平均值 P= 。 表 46 按覆巖性質(zhì)區(qū)分的 最大下沉角 覆巖 類型 最大下沉角 θ α 50176。 ( ~ ) α 中硬 θ = 90176。 ( ~ ) α 注： α為煤層傾角 移動觀測站設計說明書 19 表 47 按覆巖性質(zhì)區(qū)分的地表移動一般參數(shù)綜合表 （ α＜ 50176。 75176。～75176?！?0176。； 上山移動角： γ = 72176。； 最大下沉角 ： θ = 90176。 觀測線位置確定 本次 觀測站設計 類型 為剖面線狀普通地表移動觀測站 ， 觀測的主要目的是研究地表移動規(guī)律 。說明工作面走向較斷，為非充分采動。 傾斜觀測線位置的確定 首先判斷地表是否達到了充分采動。 走向觀測線位置的確定 走向觀測線應位于走向主斷面上，確定走向主斷面的位置應在傾斜主斷面上按最大下沉角 θ來確定。 在走向主斷面上，走向影響距離 D 及走向觀測先線長度 L 走 計算公式如下： D=（ H0h)cot(δΔδ)+hcotφ 式中 ： H0—平均開采深度， 485m； h—松散層厚度， 35m； δ—走向移動角，取 72176。 經(jīng)計算，走向影響距離為 386m，工作面內(nèi)長度取 120m，走向觀測線長度 L 走 為 506m。） Δ δ（ 176。 20176。 20176。 20176。 20176。傾斜觀測線長度 L 傾 按下公式計算： L 傾下 =（ H1h） cot（ βΔβ） +h cotφ 式中： H1—工作面 下山邊界開采深度 ， 523m； h—松散層 厚度 ， 35m； β—下山移動角， 176。結合走向觀測線的位置，工作面內(nèi)傾斜長度取 350m，傾斜線長度 L 傾 為 830m。為了反映地表點的移動情況，工作測點要與表土層牢固地固結在一起，以使測點和地表一起移動。若只在一端設置控制點時，控制點不得少于 3 個。 由于本次 觀測站設計 類型 為剖面線狀普通地表移動觀測站 ，走 向觀測線與傾斜觀測線均在移動盆地主斷面，且互相垂直。 走向觀測線上觀測點的編號按從西到東方向順序增加，分別為 A A A … 。其方法是：在觀測站設計平面圖上，根據(jù)設計的測點間距，利用觀測站附近的礦區(qū)控制點確定各觀測線及觀測線上各測點的平面位置，并對各測點進行編號。 設站要求 觀測站的控制點和工作測點一般用預制的 混凝土樁 埋設 或 用混凝土灌注。 控制點和觀測點標志樁及埋設方法如圖 51 所示。如果礦區(qū)水準基點離觀測站較遠，可在觀測站附近 1~2km 處，至少要埋設兩個水準基點。 測量作業(yè)依據(jù)及測量控制系統(tǒng) 測量作業(yè)的依據(jù) （ 1）《煤礦測量規(guī)程》， 1989 年； （ 2）《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》， 20xx 年； （ 3）本觀測站設計說明書 。 觀測內(nèi)容及要求 從觀測內(nèi)容上可以分為：（ 1）觀測站連測；（ 2）全面觀測（水準測量和坐標測量）；（ 3）日常觀測。平面位置測量按 5″導線測量的精度進行其具體指標見表 6表 6表 63。 表 61 導線測量的主要技術要求 等級 導線長度（ KM） 平均邊長（ KM） 測角中誤差（″） 測距中誤差（ MM） 測距相對中誤差 2DJ測回數(shù) 方位角閉合差（″） 導線全長相對閉合差 一級 4 5 15 1/30000 2 n10 15000/1? 表 62 水平角方向觀測法的技術要求 等級 儀器精度等 級 半測回歸零差 （″） 一測回內(nèi) c2 互差（″） 同一方向值各測回較差（″） 5″ 3DS 75 3 6 表 63 測距的主要技術要求 平面控制網(wǎng)等級 儀器精度等級 每邊測回數(shù) 一測回讀數(shù)較 差 (MM) 單程各測回較差 (MM) 一級 10mm 級儀器 2 10? 15? 表 64 水準測量的主要技術要求 等級 每千米高差全中誤差（ MM） 路線長度（ KM） 水準儀 型號 水準尺 觀測次 數(shù) 往返測較差、附合或環(huán)線閉合差（ MM） 三等 6 50? 3DS 雙面 往返各 一次 L12 四等 10 16? 3DS 雙面 往返各 一次 L20 移動觀測站設計說明書 29 表 65 水準觀測的主要技術要求 等級 水準儀型號 視線長度（ M） 前后視距離較差（ M） 前后視距離較差累積（ M） 視線離地面最低高度（ M） 黑、紅面讀數(shù)較差（ MM） 黑、紅面所測高差較差（ MM） 三等 3DS 75 3 6 四等 3DS 100 5 10 全面觀測 全面觀測包括各工作測點平面位置和高程測量 。 同時按實測數(shù)據(jù)將各測點展繪到觀測站設計平面 圖 上 。為了獲得地表移動過程的全部資料，在一般情況下除應進行采動后第一次和地表移動穩(wěn)定后的最后一次全面觀測外，還須在活躍期（即緩傾斜和傾斜煤層地表每月下沉值大于 50 mm）地行移動觀測站設計說明書 30 不少于四次全面觀測，并適當加密水準測量。 （ 4）每次觀測時，還必須實測回采工作面位置、煤層厚度、采高，并記錄采礦、地質(zhì)和水文地質(zhì)情況。在移動的活躍階段，還應在下沉較大的區(qū)段，視具體情況，增加水準觀測次數(shù)，甚至 10~20 天觀測一次。 表 66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 10～ 15d 與礦區(qū)控制網(wǎng) 連接測量 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 地表移動衰減期 水準測量 地表移動初始 階段 水準測量 地表移動基 本穩(wěn)定后 全面觀測 移動觀測站設計說明書 32 觀測資料的整理與分析 實測資 料處理和分析的內(nèi)容 （ 1）觀測成果的處理 在觀測工作結束后，根據(jù)各個觀測站野外記錄手薄，繪制計算表格，求取各條觀測線上各點的實測下沉、傾斜、曲率、水平移動和水平變形等。 （ 3）實測移動變形值分布規(guī)律的研究 用選定的預計方法和求得的實測參數(shù)，預計該觀測站上各觀測線方向的移動變形值 ，將這些值與實測值相比較，可以看出實測值與哪種方法預計的結果較為接近。比如，對水準測量數(shù)據(jù)進行平差，計算各測點的高程；對鋼尺丈量的邊長加入比長、溫度、傾斜、支距、垂曲等改正，計算各測點在觀測線方向上的水平距離。 傾斜的正負號規(guī)定：在傾斜斷面上，指向上山方向的為正，指向下山方向的為負。 （ 2） 下沉速度 v 的計算，參考公式如下： t HHt wwv nmnmmmn ???? ?? 11 式中， wm+1—第 m+1 次測得的 n 號點的下沉量， mm； wm—第 m 次測得的 n 號點的下沉量， mm； t—兩次觀測的時間間隔天數(shù)。 移動和變形計算結果的取位可參考 表 71。斷面圖的豎直和水平比例尺與井上下對照圖的相同。 移動觀測站設計說明書 36 附 圖 附圖一 觀測站布置平面圖（ 1:5000） 移動觀測站設計說明書 37 主要參考文獻 中華人民共和國能源部編制 .《 煤礦測量規(guī)程》， 1989 國家煤炭工業(yè)局編制 .《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》， 20xx 3 、 中 華 人 民 共和 國 建 設部 編制 . 《 工 程測 量 規(guī)范 》（ GB5002620xx）， 20xx 何國清，楊倫，凌賡娣等 . 礦山開采沉陷學 [M]. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社， 1994 郭文兵，柴華彬 . 煤礦開采損害與保護 [M]. 北京：煤炭工業(yè)出版社， 20xx 郭文兵，楊治國，詹鳴 . “三軟”煤層開采沉陷規(guī)律及其應用 [M]. 北京：科學出版社， 20xx