【正文】 （三）觀測(cè)站設(shè)置地點(diǎn)選擇 （ 1）根據(jù)需要設(shè)計(jì)；（ 2）從簡(jiǎn)單 → 復(fù)雜，先初采 → 后重采，先淺部 → 后深部，無(wú)構(gòu)造 → 有構(gòu)造 二、地表移動(dòng)觀測(cè)站設(shè)計(jì) （一）設(shè)計(jì)原則及內(nèi)容： 原則： ?觀測(cè)線的位置應(yīng)設(shè)在主斷面上； ?觀測(cè)線的長(zhǎng)度一定要大于移動(dòng)范圍； ?設(shè)站地區(qū)在觀測(cè)期間不受鄰近開(kāi)采的影響； ?測(cè)點(diǎn)密度要適當(dāng)，視深度確定密度； ?控制點(diǎn)要設(shè)在移動(dòng)范圍之外，不受開(kāi)采影響； ?設(shè)在移動(dòng)范圍內(nèi)的觀測(cè)點(diǎn)與地表同步移動(dòng)。 觀測(cè)站設(shè)計(jì)所需資料（自學(xué)） 1)采深淺 2)厚度穩(wěn)定 3)推進(jìn)速度均勻 4)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單 5)達(dá)到充分采動(dòng) 觀測(cè)站布設(shè)形式： 走向短 走向長(zhǎng) 設(shè)計(jì)內(nèi)容 包括兩部分：（ 1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書；（ 2）繪制設(shè)計(jì)圖紙。 （ 1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1）設(shè)站目的和任務(wù) 2）礦區(qū)及觀測(cè)地點(diǎn)的地質(zhì)采礦條件（ m， H， α ，采空區(qū)大小，巖性，構(gòu)造，開(kāi)拓方式，頂板管理方法） 3）地表移動(dòng)已有觀測(cè)成果和設(shè)計(jì)所用參數(shù)（移動(dòng)角，邊界角， θ ） 4）觀測(cè)線的位置及長(zhǎng)度的確定，測(cè)點(diǎn)及控制點(diǎn)的數(shù)目，位置及編號(hào) 5）測(cè)點(diǎn)埋設(shè)方法 6）觀測(cè)內(nèi)容，儀器與礦區(qū)控制網(wǎng)的連測(cè)方法，連測(cè)起算數(shù)據(jù)，觀測(cè)時(shí)間、內(nèi)容、精度等，有關(guān)地表采動(dòng)影響測(cè)定，編錄 7）經(jīng)費(fèi)估算 8）觀測(cè)成果的整理方法與分析步驟，所要獲得的成果。 （ 2）繪制的圖紙 1）測(cè)站附近井上、下對(duì)照?qǐng)D，采掘工程平面圖； 2）觀測(cè)站附近的巖層柱狀圖； 3）已有的和設(shè)計(jì)的采掘巷道位置； 4）已有的和設(shè)計(jì)的保護(hù)煤柱； 5）沿觀測(cè)線的斷面圖（測(cè)點(diǎn)位置，覆蓋巖層柱狀，地質(zhì)構(gòu)造，煤層產(chǎn)狀，開(kāi)采位置及其它條件） （二）觀測(cè)站設(shè)計(jì)方法 確定觀測(cè)線的位置 ——實(shí)際是確定主斷面位置 傾斜觀測(cè)線位置的確定方法 1）當(dāng)?shù)乇矸浅浞植蓜?dòng)時(shí)，設(shè)在采空區(qū)中央 2）當(dāng)?shù)乇沓浞植蓜?dòng)時(shí)： 當(dāng)有充分采動(dòng)角 ψ 3時(shí)，用 ψ 3確定： 式中： ψ 3——走向充分采動(dòng)角； H0——平均采深， H0 =（ H1+H2） /2 D3——傾斜觀測(cè)線距工作面邊界的距離 303 ?ct gHD ?b）無(wú)充分采動(dòng)角 ψ 3，取 （ ψ 3=55176。 ） 1）當(dāng)鄰近有已采區(qū)時(shí)，觀測(cè)線應(yīng)不受前采空區(qū)的影響 式中， δ ——走向移動(dòng)角； Δδ ——調(diào)整值取 20176。 h——表土厚度； φ ——表土移動(dòng)角。 在推進(jìn)過(guò)程中設(shè)站，應(yīng)考慮工作面 在設(shè)站后推過(guò)的距離 式中： c——工作面推進(jìn)速度， m/日； t——設(shè)站至第一次觀測(cè)的時(shí)間間隔； 03 HD ???? h ct gc tghHD ????? )()( 01?????移動(dòng)角代替邊界角差地質(zhì)采礦條件差觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差)3)2)1ctDD ??? 11（ 2）走向觀測(cè)線位置的確定 1)非充分采動(dòng) a、有 θ 時(shí)，用 θ 確定； b、無(wú) θ 時(shí)，按下式求 θ 時(shí)， 時(shí) , 規(guī)程給出的值： 堅(jiān)硬： 中硬： 軟弱： 2）充分采動(dòng)時(shí)， a）用 θ 確定； b）用充分采動(dòng)角確定。 觀測(cè)線長(zhǎng)度的確定 （ 1）傾斜觀測(cè)線長(zhǎng)度確定 —實(shí)際上是確定移動(dòng)盆地邊界 ?45?? ?? ?? ??? )~(90 ?? ??? )~(90 ?? ??? )~(90 ?? ??45?? ?? )~(90 ?? ??????? c o s)()()()(2 21 Lc t ghHc t ghHh c t gAB ??????????式中： L——工作面傾斜長(zhǎng)度； γ ， β ——下山和上山移動(dòng)角； Δγ ——上山移動(dòng)角修正值，一般 Δγ =20 176。 ； Δβ ——下山移動(dòng)角修正值，見(jiàn)表 21 h——表土厚度， φ ——表土移動(dòng)角 （ 2）走向觀測(cè)線的長(zhǎng)度 1）全走向觀測(cè)線長(zhǎng)度： 2）半走向觀測(cè)線長(zhǎng)度 式中， l——走向工作面長(zhǎng)度； d——超出傾斜線的長(zhǎng)度；一般為（ 3~5）個(gè)測(cè)點(diǎn)間距 注意 ：也可采用邊界角確定觀測(cè)線長(zhǎng)度，只要在上述各式中，以 δ 0→δ Δδ ， γ 0→γ Δγ ， β 0→β Δβ 后，再加上（ 5～ 7）個(gè)測(cè)點(diǎn)距即成。 lct ghHh ct gHF ?????? )()(22 0 ???dct gHct ghHh ct gGF ??????? 300 )()( ????測(cè)點(diǎn)數(shù)目及密度 （ 1）控制點(diǎn)數(shù) 1）當(dāng)觀測(cè)線兩端均可設(shè)控制點(diǎn)時(shí)，各端至少設(shè)兩個(gè)控制點(diǎn) 2）當(dāng)只有一端可設(shè)控制點(diǎn)時(shí)，則不少于三個(gè) （ 2）點(diǎn)間距 1）控制點(diǎn)點(diǎn)間距 L≥50 ； 2）測(cè)點(diǎn)點(diǎn)間距視采深而定 （ P51 表 22） （三）觀測(cè)站的設(shè)置（自學(xué)） 開(kāi)采深度（ m） 點(diǎn)間距離（ m） 開(kāi)采深度（ m） 點(diǎn)間距離（ m） ＜ 50 50~100 100~200 5 10 15 200~300 ＞ 300 20 25 三、觀測(cè)站的觀測(cè)工作 （一）連接測(cè)量 目的：建立井上下聯(lián)系，確定控制點(diǎn)的位置和高程 設(shè)站后 10~15天進(jìn)行二次測(cè)量，兩次間隔小于 5天，點(diǎn)間誤差 ≤ 7cm，按 5導(dǎo)線進(jìn)行。 （二）全面觀測(cè)： 目的：確定測(cè)點(diǎn)的初始位置和高程 1）測(cè)點(diǎn)的水準(zhǔn)測(cè)量； 2）測(cè)點(diǎn)間的間距測(cè)量； 3）支距測(cè)量 采動(dòng)前：兩次，兩次間隔 ≤ 5天，高差 ≤ 10mm，支距差≤ 30mm，邊長(zhǎng)差 ≤ 4mm，三等水準(zhǔn) 2）活躍階段： ≥ 4次，間隔 （規(guī)程）， 峰局 （ H0=50~350m），四等水準(zhǔn)。 3）移動(dòng)穩(wěn)定后：兩次，要求同采動(dòng)前 CHt ?CHt ?（三）日常觀測(cè) 一般 1~3個(gè)月測(cè)一次（視下沉速度而定，越淺，下沉速度越大，觀測(cè)間隔時(shí)間越短），四等水準(zhǔn)。 （四）地表破壞的測(cè)定，編錄 測(cè)量地表裂縫的大小，方向，位置，臺(tái)階數(shù)等； 描述塌陷盆地、塌陷坑的情況（時(shí)間，位置，深度，大小等） 四、觀測(cè)成果的整理工作 包括：計(jì)算和繪圖 （一）觀測(cè)成果的計(jì)算 觀測(cè)數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)整理計(jì)算： （ 1）改正數(shù)計(jì)算 ?????????????斜距改正氣象改正化成觀測(cè)方向上的距離將相鄰兩測(cè)點(diǎn)的距離改支距垂曲比長(zhǎng)溫度傾斜——支距改正采用下式： 式中： l——邊長(zhǎng)； γ ——相鄰兩點(diǎn)的支距差， ， …… 注意支距的正負(fù)號(hào)。 對(duì)于全站儀觀測(cè)數(shù)據(jù)，由于直接測(cè)量的坐標(biāo)，因此可以采用化歸到觀測(cè)線上，求得縱橫坐標(biāo)，即獲得了橫向和縱向移動(dòng)。 )82( 342lll?? ????支211 yy ??? 322 yy ???2121 ?? ???? lll支212212 21 )( ?? ???? lyyl212212121 )(1 ??? ???? llyyl214214212 2122121 . . . . . . . )8)(2)(1(???? ?????? llyylyyl32142121221 8 )(2 )(???????lyylyy )82( 3 214212????? ll ??移動(dòng)和變形的計(jì)算： 符號(hào)規(guī)定： 指向上山和走向方向的水平移動(dòng)，傾向上山方向和走向的傾斜，上凸的曲率，拉伸變形為正，其余為負(fù)。 （ 1）計(jì)算公式： 下沉： （點(diǎn)號(hào) n）， mm 式中， wn——n號(hào)點(diǎn)的下沉； Hn0、 Hnm——分別為首次觀測(cè)和 m次觀測(cè)的高程。 2）相鄰兩點(diǎn)間的傾斜： ， mm/m 式中： Wn+1， Wn——n+1號(hào)和 n號(hào)點(diǎn)的下沉， mm； ln～ n+1——n號(hào)點(diǎn)至 n+1點(diǎn)的水平距離（首次）， m。 nmnn HHW ?? 01~11~?????nnnnnn lWWi3）曲率： ， mm/m2 式中：， in1~n、 in~n+1——分別表示 n1號(hào)點(diǎn)至 n號(hào)點(diǎn)和 n號(hào)點(diǎn)至 n+1號(hào)點(diǎn)的平均斜率； ln1~n、 ln~n+1——表示 n1號(hào)點(diǎn)至 n號(hào)點(diǎn)及 n號(hào)點(diǎn)至 n+1號(hào)點(diǎn)間的水平距離（首次） 4） n號(hào)點(diǎn)的水平移動(dòng) Un=LnmLn0， mm 式中： Un——n號(hào)點(diǎn)的水平移動(dòng)； Lnm， Ln0——分別表示 m次觀測(cè)和首次觀測(cè)時(shí) n號(hào)點(diǎn)到觀測(cè)線控制點(diǎn)之間的水平距離，用點(diǎn)間累計(jì)求得。 水平變形 ， mm/m 式中： ， ——分別表示 n+1號(hào)點(diǎn)和 n號(hào)點(diǎn)在首次觀測(cè)時(shí)和 m次觀測(cè)時(shí)的水平距離。 )(21 ~11~1~~11~~1nnnnnnnnnnnlliik?????????0~10~1~1~1 )()()(nnnnmnnnn lll???????0~1 )( nnl ?mnnl )( ~1?mnnl )( ~1?6）下沉速度 ， mm/d 式中：， wmn、 wmn1——表示 m1次和 m次觀測(cè)時(shí) n點(diǎn)的下沉。 t——兩次觀測(cè)間隔時(shí)間。 7）橫向水平移動(dòng) ， mm 式中：， ynm、 yn0——分別表示第 m次觀測(cè)和首次觀測(cè)時(shí) n號(hào)點(diǎn)的支距值。 （ 2）計(jì)算取值規(guī)定： 下沉，水平移動(dòng)，橫向水平移動(dòng) 1mm 改正數(shù)，傾斜，水平變形，下沉速度 ，曲率 tWWV nmnmn1???0nnmn yyV ???（二）繪圖工作 圖的比例尺選取 ? 水平比例尺與測(cè)站平面圖一致： 1： 1000， 1： 2022 ? 移動(dòng)變形比例尺根據(jù)需要選取 各圖表示的內(nèi)容 1）曲線圖：地表移動(dòng)變形曲線 w， u， i， k， ε ， v 2）斷面圖：地面，測(cè)點(diǎn)位置及編號(hào)，表土層厚度，巖層柱狀，采空區(qū)位置，煤層開(kāi)采厚度，傾角，各次觀測(cè)時(shí)工作面位置 3）平面圖：測(cè)點(diǎn)實(shí)際位置，地形，地物，鉆孔，保護(hù)煤柱邊界線，工作面每月推進(jìn)量及每次觀測(cè)時(shí)工作面的位置，回采邊界，地表裂縫塌陷坑的形態(tài)及出現(xiàn)日期 一個(gè)地表移動(dòng)觀測(cè)站的成果： 1）移動(dòng)角，邊界角，最大下沉角，裂縫角，充分采動(dòng)角及移動(dòng)盆地的大小、形狀、范圍 2）移動(dòng)盆地主斷面上各點(diǎn)的移動(dòng)變形分布規(guī)律及移動(dòng)變形最大值 3）地表移動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化（起動(dòng)距，超前影響距，超前影響角，滯后距，滯后角等） 4）地表移動(dòng)過(guò)程中，下沉速度的變化以及與工作面的相應(yīng)關(guān)系 5）地表移動(dòng)各個(gè)階段（初始階段，活躍階段，衰退階段）的持續(xù)時(shí)間及地表移動(dòng)持續(xù)的總時(shí)間 6）工作面開(kāi)始回采到地表開(kāi)始下沉的時(shí)間 五、巖層移動(dòng)的觀測(cè)工作 （一）巖層移動(dòng)觀測(cè)的目的： 1）工作面圍巖及煤柱變形和破壞規(guī)律 2）工作面頂?shù)装逡苿?dòng)規(guī)律 3）頂板來(lái)壓及陷落規(guī)律 4）覆巖移動(dòng)的時(shí)間過(guò)程 5）采動(dòng)條件下的井巷支護(hù)狀態(tài) ?????????巖體裂縫發(fā)育規(guī)律上行開(kāi)采的可行性多煤層開(kāi)采條帶的受力規(guī)律留設(shè)巷道下采煤及巷道煤柱井筒煤柱回采:例題 例題 例題 （二）巖層移動(dòng)的觀測(cè)工作： 巖層移動(dòng)觀測(cè)站類型 1）巷道觀測(cè)站 2）鉆孔觀測(cè)站 巷道觀測(cè)站 1）地點(diǎn)選擇： ①一般選在裂縫帶和彎曲帶內(nèi)，不選在冒落帶內(nèi) ②豎向上應(yīng)與地面觀測(cè)站位于同一剖面上，并且在主斷面上 2）觀測(cè)方法 井下按 15導(dǎo)線和 Ⅰ 級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量的方法和要求進(jìn)行 （三）鉆孔觀測(cè)站 （ 1）設(shè)點(diǎn)方法： 1）壓縮木 2）同位素子彈：將帶有放射性元素的彈頭射入鉆孔中 3）感應(yīng)環(huán)、帶槽的塑料管等 （ 2）觀測(cè)方法： ①鋼絲垂球法；②物探法；③傳感器測(cè)電信號(hào)法 7 6 3 5 工作面鉆孔下沉豎向分布圖02004006008001000120014001600