【正文】 護措施，避免外界對其破壞。移動觀測站設計說明書 28 觀測站的觀測工作地表移動觀測的主要內容是：在采動過程中，定期地、重復地測定觀測線上各測點在不同時期內空間位置的變化。地表移動觀測站的觀測工作可分為觀測站的連接測量、全面觀測、單獨進行的水準測量、地表破壞的測定和編錄。 測量作業(yè)依據及測量控制系統(tǒng) 測量作業(yè)的依據（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》，2022 年；（3）本觀測站設計說明書。 測量控制系統(tǒng)平面控制系統(tǒng)為國家統(tǒng)一分帶的 3176。帶第 38 帶，中央子午線為東經 114176。，1954 年北京坐標系；高程系統(tǒng)為 1956 年國家高程基準。 觀測內容及要求 從觀測內容上可以分為：（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。 連接測量 在觀測點埋好 10~15 天、點位固定后，在觀測站地區(qū)被采動之前，為了確定觀測站與開采工作面之間的相互位置關系，首先應在觀測站的某一個控制點與礦區(qū)控制網之間進行連接測量，以確定這個控制點的平面位置和高程，然后再利用它來確定觀測線上個工作測點的平面位置和高程。連接的目的是把觀測站和礦區(qū)控制網聯系移動觀測站設計說明書 29 到一起，以確定井上下的對應關系。 連接測量應獨立進行兩次觀測。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。儀器選用拓撲康GTS332 全站儀。高程測量按三等水準測量的精度觀測其具體指標見表 6表 65。儀器選用 DS3 自動安平水準儀。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測回數方位角閉合差（″）導線全長相對閉合差一級 4 5 15 1/30000 2 n10150/?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 互差c2（ ″） 同一方向值各測回較 差（ ″）5″ 3DS75 3 6表63 測距的主要技術要求平面控制網等級 儀器精度等級 每邊測回數 一測回讀數較 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 水準尺觀測次數往返測較差、附合或環(huán)線閉合差（ MM）移動觀測站設計說明書 30 三等 6 50?3DS雙面 往返各 一次 L12四等 10 16雙面 往返各 一次 0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、紅面讀數較差（MM）黑、紅面所測高差較差（MM）三等 3DS75 3 6 四等 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。（1）為了準確的確定工作測點在地表移動開采前的空間位置，在連接測量之后、地表移動之前，應獨立進行兩次全面觀測，兩次全面觀測的時間間隔不得超過 5d，全面觀測的內容包括：測定各測點的平面位置和高程，各測點間的距離，各測點偏離觀測線方向的距離。記錄地表的破壞狀況，并作出素描。獨立進行的兩次全面觀測，兩次測得的同一點高程差不得大于10mm，測點偏離觀測方向的距離差不得大于 30mm，同一條邊的長度差不得大于 4mm，取其平均值作為觀測站的原始觀測數據。同時按實測數據將各測點展繪到觀測站設計平面圖上。平面位置觀測可用 全站儀按 5″導線測量的精度確定，水準測量按四等水準的要2DJ求進行。其具體指標見表 61~表 65。（2）當地表下沉達到 50 mm~100 mm 時，應開始進行采動后的第一次全面觀測。為了獲得地表移動過程的全部資料，在一般情況移動觀測站設計說明書 31 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）地行不少于四次全面觀測，并適當加密水準測量。（3）在地表移動的初始期和衰退期，可根據開采深度、回采工作面推進速度和頂板巖性等具體條件，每隔 3 個月測量一次各觀測點的高程。當地表下沉值達到 10mm 時，即進入地表移動的初始期后，應按時進行水準測量。衰退期的水準測量直到六個月內的下沉值不超過 30 mm 時為止。（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、地質和水文地質情況。 日常觀測工作日常觀測工作是指首次和末次全面觀測之間適當增加水準測量工作，為判定地表是否開始移動，在回采工作面推進一定距離（相當于 ~）后，在預計可能首先移動的地區(qū)，選擇幾個工作測點，每隔幾天進行一次水準測量，如果發(fā)現測點有下沉的趨勢，即說明地表已經開始移動。在移動過程中，要進行日常觀測工作，即重復進行水準測量。重復水準測量的時間間隔，視地表下沉的速度而定，一般是每隔 1~3 個月觀測一次。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，甚至 10~20 天觀測一次。采動過程中的水準測量，可用單程的附合水準或水準支線的往返測量，施測按四等水準測量的精度要求進行。移動觀測站設計說明書 32 觀測站的各項觀測，一般情況下可參照表 66 的程序進行。在采動過程中，不僅要及時地記錄和描述地表出現的裂縫，塌陷的形態(tài)和時間，還要記載每次觀測時的相應工作面位置、實際采出厚度、工作面推進速度、頂板陷落情況、煤層產狀、地質構造、水文條件等有關情況。表66觀測站觀測程序觀測時間 觀測內容 觀測時間 觀測內容設站后 10～15d 與礦區(qū)控制網 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 33 觀測資料的整理與分析 實測資料處理和分析的內容（1）觀測成果的處理在觀測工作結束后，根據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。據此繪制實測移動、變形分布曲線圖，求取一些通用的角量參數，如邊界角、移動角、裂縫角、最大下沉角和充分采動角等。（2）實測參數的求取根據觀測站的實測資料，求取各種參數值。這些參數中，少數參數可以是各種預計方法通用的，如下沉系數 q 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，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。以便從理論上研究觀測站所揭示的地表移動規(guī)律。（4）編寫觀測站總結根據觀測站的情況和上面三項工作求得的資料，編寫觀測站總結報告，為建筑物下充填開采的安全生產提供理論數據。 觀測數據的處理 觀測數據的整理在進行移動和變形計算之前，觀測數據的整理包括：移動觀測站設計說明書 34 （1）為了確保實測數據的正確性，應對每一次觀測的記錄本進行全面的檢查；（2）計算各測點的高程、相鄰兩測點間的水平距離和各測點偏離觀測線方向的支距；（3）對觀測數據加入各種改正。比如，對水準測量數據進行平差，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。 移動和變形的計算觀測數據經過整理改正后，便可計算觀測線上各測點和各測點間的移動和變形。移動和變形計算主要包括：（1）下沉 w、傾斜 i、水平移動 u 和水平變形 ε 的計算，參考公式如下： nmnh??0 式中，w n—地表點的下沉，mm； hn0、h nm—地表 n 點首次和 m 次觀測時的高程，mm 。nnnmlwli ????? 式中，i mn—m、n 兩點的傾斜變形，mm/m； lmn—地表 m、n 點間的水平距離，m； wm、w n—分別為地表 m、n 點的下沉值，mm。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。在走向斷面上，指向走向方向的為正，逆向走向方向的為負。移動觀測站設計說明書 35 nmnnmlul?????? 式中，u n、 um—分別為 m、n 點的水平移動，mm ； lmn—點 m、n 的水平距離，m； εmn—點 m、n 的水平變形，mm/m 。水平變形的正負號規(guī)定：拉伸變形為正，壓縮變形為負。（2）下沉速度 v 的計算，參考公式如下： tHtwnmnmn????11 式中，w m+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。 Hnm+H nm—分別為第 m+1 次和第 m 次測得的 n 號點的高程，mm。（3）橫向水平移動的計算，即 0nmnyu???式中，y nm、 yn0—表示第 m 次觀測和首次觀測時 n 號點的支距值。橫向水平移動是垂直于觀測線方向的水平移動，計算時需注意正、負號。移動和變形計算結果的取位可參考表 71。表71 移動和變形計算的取位名稱下沉 w（ mm）傾斜 i（mm/m ）曲率 k（mm/m 2）水平移動u（ mm）水平變形 ε（mm/m ）橫向水平移動u′（ mm）下沉速度v（mm/d ）移動觀測站設計說明書 36 取位 1 1 1 移動和變形曲線圖的繪制移動和變形曲線圖能夠清楚地看出沿觀測線（主斷面）的地表移動和變形的分布特征及其發(fā)展過程，所以，在每一次觀測和計算完后，要及時地繪制出觀測線的地表移動和變形曲線圖。繪制移動和變形曲線圖時，豎直比例尺要使繪制的曲線能清楚地反映出移動和變形的分布規(guī)律，并便于分析比較；水平比例尺應為 1∶1000 或 1∶2022，并與觀測站平面圖一致。曲線圖和觀測線斷面圖應繪在一起，以表明各種地質采礦條件對移動和變形分布形態(tài)的影響。斷面圖的豎直和水平比例尺與井上下對照圖的相同。在斷面圖上應標出地面，測點及其編號，松散層厚度，巖層柱狀，采區(qū)位置，開采厚度，各次觀測時的工作面位置及采區(qū)周圍的開采情況等。在觀測站平面圖上應表示出：測點的實際位置，地形，地物，鉆孔，保護礦柱邊界線，每次觀測時的工作面位置，煤層厚度（采高） ，地表裂縫，塌陷坑的形態(tài)及出現日期。 觀測成果觀測站的實測數據經過處理后，一般可求得下列成果：（1）地表移動盆地的范圍、形狀、大小，以及各種角值參數（邊界角、移動角、裂縫角、最大下沉角等） ；（2）地表移動盆地主斷面上的移動和變形分布及其特征，移動和變形最大值的位置；（3）地表移動過程中，地表移動速度的變化以及與工作面的相移動觀測站設計說明書 37 應關系；（4）概率積分法參數。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 38 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》，2022中華人民共和國建設部編制.《工程測量規(guī)范》（GB500262022），2022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，2022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，202