【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 每公里高差中數(shù)全中誤差MＷ不符值、閉合差限差測(cè)段往返高差不符值附合或環(huán)線閉合差檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差的差三456四1510表32 水準(zhǔn)測(cè)量限差表注：表中R為測(cè)段長(zhǎng)度；L為附合路線或環(huán)線長(zhǎng)度；K為已測(cè)測(cè)段長(zhǎng)度，均以km為單位。 全面觀測(cè)為了準(zhǔn)確地確定工作測(cè)點(diǎn)在地表開始移動(dòng)前的空間位置，應(yīng)在連測(cè)后、地表開始移動(dòng)之前進(jìn)行全面觀測(cè)。全面觀測(cè)的內(nèi)容包括：測(cè)定各測(cè)點(diǎn)的平面位置和高程，各測(cè)點(diǎn)的距離，各測(cè)點(diǎn)偏離方向的距離，記錄地表原有的破壞狀況，并作出素描。高程測(cè)量在確認(rèn)觀測(cè)站控制點(diǎn)未遭碰動(dòng)、其高程值沒有變化的前提下，可直接從觀測(cè)站控制點(diǎn)開始進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。所布設(shè)的走向觀測(cè)線的兩端和傾向觀測(cè)線兩端設(shè)有控制點(diǎn)，水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)附合到兩端的控制點(diǎn)上。高程測(cè)量使用S3型水準(zhǔn)儀，配合紅黑面尺，按四等水準(zhǔn)的測(cè)量規(guī)范要求，采用附合水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測(cè)。平面位置測(cè)量水平角觀測(cè)及距離測(cè)量按Ⅰ級(jí)導(dǎo)線規(guī)范要求,采用日本尼康生產(chǎn)的DTM830觀測(cè)一個(gè)測(cè)回,允許閉合差177。10，傾角觀測(cè)一測(cè)回。 日常觀測(cè)工作所謂日常觀測(cè)工作，是指在首次和末次全面觀測(cè)之間適當(dāng)增加的水準(zhǔn)測(cè)量工作。首先，為判定地表是否開始移動(dòng)，在回采工作面推進(jìn)一定距離（～）后，在預(yù)計(jì)可能首先移動(dòng)的地區(qū)內(nèi)選擇幾個(gè)測(cè)點(diǎn)，在短期的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行多次水準(zhǔn)測(cè)量，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)下沉的趨勢(shì)，確定地表開始移動(dòng)的時(shí)間。在開采過程中仍需要進(jìn)行日常觀測(cè)工作，即重復(fù)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，重復(fù)測(cè)量的時(shí)間間隔視地表下沉的速度而定，～3個(gè)月觀測(cè)一次。地表移動(dòng)全過程，按下沉速度劃分成三個(gè)時(shí)期：初始期：50mm/月； 活躍期：50mm/月；衰退期：50mm/月。在地表移動(dòng)活躍期，要進(jìn)行加密水準(zhǔn)測(cè)量，以便確定下沉的動(dòng)態(tài)過程，同時(shí)，還經(jīng)常地進(jìn)行巡視觀測(cè)，為確定地表動(dòng)態(tài)移動(dòng)與變形提供依據(jù)。連續(xù)6個(gè)月觀測(cè)地表各點(diǎn)的累計(jì)下沉值均小于30mm，則可確定地表移動(dòng)過程穩(wěn)定。 地質(zhì)采礦條件編錄為了研究地質(zhì)采礦因素對(duì)地表移動(dòng)的影響，每次觀測(cè)都要對(duì)地質(zhì)采礦情況進(jìn)行編錄，井上下還應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)站的相關(guān)測(cè)量和調(diào)查工作，具體如下：回采工作面的位置、采高、采厚、煤層傾角、回采率、殘留煤柱尺寸及位置。采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造情況及水文地質(zhì)情況。地表和建筑物的裂縫損害及出現(xiàn)位置等有關(guān)情況。采動(dòng)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的影響。測(cè)點(diǎn)破壞記錄。地下水位簡(jiǎn)易觀測(cè) 。采掘工程填圖工作。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 概率積分法預(yù)計(jì)4 觀測(cè)站數(shù)據(jù)處理與變形量 3207條帶開采工作面觀測(cè)數(shù)據(jù)說明根據(jù)3207條帶開采工作面垂直移動(dòng)特點(diǎn)和采掘進(jìn)度（由2014年7月到2015年5月），分別于2014年7月到2015年5月進(jìn)行了20次高程測(cè)量。于2014年7月7日、2014年11月10日、2015年4月18日進(jìn)行了三次平面觀測(cè)。垂直位移觀測(cè)采用S2水準(zhǔn)儀，平面位移觀測(cè)采用尼康2″級(jí)830型全站儀。觀測(cè)數(shù)據(jù)處理采用MapInfo編寫程序完成。 地表移動(dòng)與變形量計(jì)算每次觀測(cè)結(jié)束，對(duì)觀測(cè)成果進(jìn)行檢查，使其滿足《煤礦測(cè)量規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，然后進(jìn)行各種改正數(shù)的計(jì)算和平差計(jì)算，確保觀測(cè)成果的正確性。觀測(cè)站各測(cè)點(diǎn)和各測(cè)點(diǎn)間的移動(dòng)變形計(jì)算主要包括：各測(cè)點(diǎn)的下沉和水平移動(dòng)，相鄰兩測(cè)點(diǎn)間的傾斜和水平變形，相鄰兩線段（或相鄰三點(diǎn)）的曲率變形，觀測(cè)點(diǎn)的下沉速度等。測(cè)點(diǎn)某時(shí)刻的下沉，由該時(shí)刻觀測(cè)到的測(cè)點(diǎn)高程與采前首次觀測(cè)的測(cè)點(diǎn)高程之差計(jì)算得；測(cè)點(diǎn)某時(shí)刻的水平移動(dòng)，由該時(shí)刻觀測(cè)到的測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)與采前首次觀測(cè)到的測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)變化經(jīng)矢量分析分解后獲得；相鄰兩測(cè)點(diǎn)間的傾斜和水平變形[13]，分別由該相鄰兩測(cè)點(diǎn)的下沉之差和水平移動(dòng)之差與該兩測(cè)點(diǎn)間的水平距離之比獲得，在計(jì)算兩測(cè)點(diǎn)間的水平變形時(shí)，要考慮到測(cè)點(diǎn)的水平移動(dòng)方向問題；相鄰兩線段的曲率變形，由該相鄰兩線段的傾斜之差與兩線段的平均水平距離之比獲得；測(cè)點(diǎn)的下沉速度，由測(cè)點(diǎn)前、后兩次觀測(cè)的下沉值與兩次觀測(cè)的間隔天數(shù)之比獲得[14]。沿主斷面方向上的移動(dòng)和變形量的正負(fù)號(hào)人為的規(guī)定為：指向上山和走向方向的水平移動(dòng)、傾向上山方向和走向方向的傾斜、上凸的曲率、拉伸變形為正號(hào)；其余的移動(dòng)和變形量為負(fù)號(hào)。在作移動(dòng)、變形曲線時(shí)，一般具有正號(hào)的量從水平軸（即地表水平線）上向上量取，具有負(fù)號(hào)的量向下量取。 如果觀測(cè)點(diǎn)編號(hào)按上面的規(guī)定（傾斜觀測(cè)線上向上山方向順序增加，走向線上按工作面推進(jìn)方向順序增加）時(shí)，移動(dòng)和變形值用下列公式計(jì)算：1)某次觀測(cè)時(shí)n號(hào)點(diǎn)的下沉Wn=HmH0 (mm)式中：Hm和H0分別是n號(hào)點(diǎn)在第m次觀測(cè)時(shí)和首次觀測(cè)時(shí)的高程。2)相鄰兩點(diǎn)間的傾斜in→n+1=Wn+1WnLn→n+1 (mm/m)式中：Wn+1和Wn分別表示n+1號(hào)點(diǎn)和n號(hào)點(diǎn)的下沉量；Ln→n+1表示n號(hào)點(diǎn)至n+1號(hào)點(diǎn)的水平距離。3)n+1號(hào)點(diǎn)附近的曲率（n號(hào)點(diǎn)至n+2號(hào)點(diǎn)間的平均曲率）kn+1=in+1→n+2in→n+1(Ln→n+1+Ln+1→n+2)2 (103m)式中：in+1→n+in→n+1 分別為L(zhǎng)n→n+Ln+1→n+2之傾斜。4)n號(hào)點(diǎn)的水平移動(dòng)Un=LmL0 (mm)式中：Lm、L0分別為第m 次觀測(cè)時(shí)和首次觀測(cè)時(shí) n號(hào)點(diǎn)至觀測(cè)線控制點(diǎn)間的水平距離，用點(diǎn)間距離累加求得。5)n號(hào)點(diǎn)至n+1號(hào)點(diǎn)間的水平變形εn→n+1=L(n→n+1)mL(n→n+1)0L(n→n+1)0 (mmm)式中：L(n→n+1)m 、L(n→n+1)0 分別為n號(hào)點(diǎn)至n+1號(hào)點(diǎn)在第m次觀測(cè)時(shí)和首次觀測(cè)時(shí)的水平距離。6)m號(hào)點(diǎn)的下沉速度Vn=Wm+1Wmt (mm晝夜)式中：Wm+1 和Wm 分別表示第m+1次和第m次觀測(cè)時(shí)（即前后兩次）n號(hào)點(diǎn)的下沉量；t為兩次觀測(cè)的間隔天數(shù)。7)n號(hào)點(diǎn)的橫向水平移動(dòng)U橫=YmY0式中：Ym 、Y0 分別為第m次和首次觀測(cè)時(shí)n號(hào)點(diǎn)的支距。8)由實(shí)測(cè)坐標(biāo)計(jì)算水平移動(dòng)方法將地表觀測(cè)站中任意點(diǎn)與控制點(diǎn)間的首次與末次邊長(zhǎng)改化到同一觀測(cè)線上，分別為L(zhǎng)39。及L39。39。，則水平移動(dòng)為：?L=L39。L39。39。，水平變形為：ε=?LL39。 。將地表反映了點(diǎn)位的情況，稱為坐標(biāo)位移量。地表點(diǎn)P移動(dòng)至P39。時(shí)，PP39。是一個(gè)具有大小和方向的量，稱為地表點(diǎn)量。地表點(diǎn)量的模為： A=?X2+?X2式中：?X=XnX0 。?Y=YnY0 　其移動(dòng)方向?yàn)?：φ=cot1（?Y?X）　地表點(diǎn)總可采用兩個(gè)相互正交方向的坐標(biāo)位移來表示，與采用何種坐標(biāo)無關(guān)。9)各種移動(dòng)變形值的測(cè)量方法誤差下沉誤差?。篗W=177。(mm)　 傾斜誤差?。篗i=177。(mmm)　 曲率誤差　：Mk=177。（103m）　水平移動(dòng)誤差：MV=177。(mm) 水平變形誤差：Mz=177。(mmm) 基于GIS巖移觀測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與可視化系統(tǒng)為了做到對(duì)具有空間和時(shí)間特性的開采沉陷數(shù)據(jù)的空間表達(dá)、分析和可視化，充分突出礦區(qū)地表沉陷可視化系統(tǒng)（MSDFVS表示Mine Surface Subsidencing Forcasting System ）的新穎性和實(shí)用性，本報(bào)告基于地理信息平臺(tái)MapInfo開發(fā)設(shè)計(jì)了MSDFVS系統(tǒng)，該系統(tǒng)突出了GIS在礦區(qū)地表沉陷預(yù)計(jì)系統(tǒng)中關(guān)于空間數(shù)據(jù)管理、分析和可視化的應(yīng)用。在MSDFVS的設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中遵循如下的原則：實(shí)用性原則：密切結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，為用戶提供必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能，保證已有的數(shù)據(jù)資源能夠轉(zhuǎn)入本系統(tǒng)，同時(shí)，還要確保系統(tǒng)的數(shù)據(jù)錄入和輸出方便快捷。人機(jī)界面友好原則：采用面向?qū)ο蟮慕缑嬖O(shè)計(jì)方法，讓用戶經(jīng)短時(shí)間培訓(xùn)和學(xué)習(xí)即可掌握系統(tǒng)的操作，從而提供系統(tǒng)的實(shí)用性。集成化、可視化原則：在多個(gè)系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作可視化、計(jì)算成果可視化及GIS空間可視化。標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化原則：系統(tǒng)設(shè)計(jì)和構(gòu)造時(shí)應(yīng)充分應(yīng)用煤炭行業(yè)和相關(guān)行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和規(guī)范。還要遵循GIS領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集信息形式標(biāo)準(zhǔn)化、信息內(nèi)容系統(tǒng)化、信息存儲(chǔ)檔案化、信息傳遞規(guī)范化，達(dá)到信息橫向、縱向貫通一致，數(shù)據(jù)共享的目的。1）MSDFVS的安裝及安裝環(huán)境（1）硬件環(huán)境主機(jī)：pc微機(jī)，CPU266MHZ以上，內(nèi)存32MB以上，4G以上的硬盤，VGA或更高分辨率的顯示器，顯示器最好選用17英寸以上。輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、軟驅(qū)、光驅(qū)等常規(guī)的信息采集及讀取設(shè)備，必要時(shí)需配備數(shù)字化儀、掃描儀、視頻輸入或采集設(shè)備。輸出設(shè)備：打印機(jī)、噴墨繪圖儀或激光繪圖儀。（2）軟件環(huán)境操作系統(tǒng)：Windows 7。GIS軟件平臺(tái)：MapInfo Professional 或更高兼容版本。2）系統(tǒng)功能（1）實(shí)現(xiàn)開采沉陷資料的自動(dòng)化處理和地質(zhì)地形圖、采掘工程圖、井上下對(duì)照?qǐng)D等基礎(chǔ)圖件的數(shù)字化輸入；（2）進(jìn)而并以這些數(shù)據(jù)和圖件為數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)開采沉陷的自動(dòng)計(jì)算與各種結(jié)果的可視化及地表沉陷的動(dòng)態(tài)、三維模擬；（3）最終建立集數(shù)據(jù)采集、處理、分析和預(yù)計(jì)為一體的以多維、動(dòng)態(tài)為特征的開采沉陷分析與預(yù)計(jì)系統(tǒng)。3）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)地表沉陷監(jiān)測(cè)、預(yù)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)過程中，MSDFVS系統(tǒng)分為以下四個(gè)子系統(tǒng)：地表變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)（）：主要用于對(duì)開采工作面的地表沉陷觀測(cè)數(shù)據(jù)的錄入、編輯、管理、分析和計(jì)算；地表沉陷預(yù)計(jì)分析子系統(tǒng)（）：主要根據(jù)已知的地表移動(dòng)預(yù)計(jì)參數(shù)和地質(zhì)采礦條件進(jìn)行采煤工作面的采前沉陷和損害預(yù)計(jì)，為采煤方案的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；礦區(qū)土地沉陷評(píng)價(jià)（）：只研究了采動(dòng)損害邊界的確定和可信度分析；地表下沉動(dòng)態(tài)模擬（）：對(duì)地表下沉過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)、三維的模擬，以更直觀的方式加深對(duì)地表沉陷過程的認(rèn)識(shí)和理解，系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖41如下：圖41 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖（1）在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)中，其具體詳細(xì)功能如下：工作面管理——新建、添加、修改、刪除工作面，打開、保存、另存、關(guān)閉文件，返回主界面；數(shù)據(jù)管理——錄入、修改、瀏覽、查詢、計(jì)算數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)可視化——觀測(cè)線平面圖，垂直變形曲線，豎直變形曲線；格式打印——數(shù)據(jù)打印，圖形打印。（2）在預(yù)計(jì)處理子系統(tǒng)中，其具體詳細(xì)功能如下：工作面管理——新建、添加、修改、刪除工作面，打開、保存、另存、關(guān)閉文件，輸入角點(diǎn)信息，返回主界面；預(yù)計(jì)計(jì)算——單點(diǎn)預(yù)計(jì)、格網(wǎng)預(yù)計(jì)、最大值預(yù)計(jì)；數(shù)據(jù)可視化——三維立體圖、等值線圖、剖面圖；格式打印——數(shù)據(jù)打印，圖形打印。MSDFVS的數(shù)據(jù)流程圖：圖42系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程圖計(jì)算輸出由各測(cè)點(diǎn)多期的高程數(shù)據(jù)和平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)，運(yùn)用該系統(tǒng)計(jì)算了各條線的各期垂直變形值、水平變形值。垂直變形值主要包括各個(gè)點(diǎn)下沉、傾斜、曲率、下沉速度等值；水平變形值主要包括各個(gè)點(diǎn)水平移動(dòng)、絕對(duì)水平變形值、相對(duì)水平變形值，可以清楚的看到地表點(diǎn)在整個(gè)沉降期內(nèi)移動(dòng)與變形情況，也反映了整個(gè)測(cè)線在不同時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)與變形分布。由各種移動(dòng)與變形值，應(yīng)用本系統(tǒng)繪制各條觀測(cè)線的下沉、傾斜曲率、下沉速度及水平移動(dòng)、絕對(duì)水平移動(dòng)變形值與相對(duì)水平變形圖?？梢愿庇^看到，地表沿測(cè)線方向在不同時(shí)期內(nèi)移動(dòng)變形分布及其分布[15]。5 地表移動(dòng)與變形值分布的巖移參數(shù) 地表移動(dòng)與變形值分布根據(jù)古城煤礦3207條帶開采工作面三條觀測(cè)線的垂直和平面變形觀測(cè)數(shù)據(jù)，得到該面開采地表移動(dòng)變形值分布如下：最大下沉值： 1085mm 在30號(hào)點(diǎn)；最大傾斜值： 　在32點(diǎn)上； 　在33點(diǎn)上； 最大曲率值： 103/m 　 在32號(hào)點(diǎn)上； 103/m 　　在33號(hào)點(diǎn)上；最大水平移動(dòng)： 　在25號(hào)點(diǎn)； 　在22號(hào)點(diǎn)；最大水平變形： 　在23點(diǎn)上； 　在27點(diǎn)附近；最大下沉速度值： 　在31號(hào)點(diǎn)附近。 最大下沉值： 1008mm 在23號(hào)點(diǎn)；最大傾斜值： ； 　　在26點(diǎn)上；最大曲率值： 103/m 　　在14號(hào)點(diǎn)上； 103/m 　在15號(hào)點(diǎn)上；最大水平移動(dòng)： 在30號(hào)點(diǎn)上； 在27號(hào)點(diǎn)上；最大水平變形： ；；最大下沉速度值： 。 地表移動(dòng)角值由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制的三條觀測(cè)線的下沉曲線圖，并結(jié)合采深，采空區(qū)尺寸，繪制了3207條帶開采工作面兩條線（東西線一和南北線八）的移動(dòng)角值確定圖55由圖求得兩條線所確定的地表移動(dòng)角值。圖51 3207工作面東西線一移動(dòng)角值確定圖52 3207工作面南北線八移動(dòng)角值確定圖、移動(dòng)角值確定標(biāo)準(zhǔn)1)邊界角確定準(zhǔn)則根據(jù)地表下沉盆地邊界點(diǎn)下沉值為10mm的標(biāo)準(zhǔn)來確定。2)移動(dòng)角確定準(zhǔn)則根據(jù)一般轉(zhuǎn)石結(jié)構(gòu)的建筑物的臨界變形值（傾斜I=3mm/m，曲率k=10－3/m，水平變形ε=2mm/m）來確定。3)拐點(diǎn)偏移距確定準(zhǔn)則拐點(diǎn)是指在移動(dòng)盆地主斷面上下沉曲線凹凸的分界點(diǎn)。拐點(diǎn)的位置從理論上講應(yīng)位于工作面開采邊界的正上方，但由于工作面邊界的頂板并不切煤壁冒落或呈階狀彎曲，存在懸頂距，因此，拐點(diǎn)不在工作面開采邊界的正上方，而略偏向采空區(qū)或煤柱一側(cè)。在地表達(dá)到充分采動(dòng)的情況下，拐點(diǎn)處的下沉值約為最大下沉值的一半[16]。根據(jù)拐點(diǎn)的下沉值約為最大下沉值的一半這一性質(zhì)，可在下沉曲線圖上確定拐點(diǎn)位置。確定拐點(diǎn)位置后，將拐點(diǎn)投影到煤層上得到計(jì)算邊界，量取實(shí)際開采邊界和計(jì)算邊界之間沿煤層的距離，就可得到拐點(diǎn)偏距。若計(jì)算邊界在實(shí)際開采邊界的采空區(qū)一側(cè)，拐點(diǎn)偏距取正值；若計(jì)算邊界在實(shí)際開采邊界的煤柱一側(cè)，拐點(diǎn)偏距取負(fù)值。4)最大下沉角確定準(zhǔn)則所謂最大下