【正文】 ，以便簡化觀測和計(jì)算；（4）對(duì)控制點(diǎn)和工作測點(diǎn)制定可靠的保護(hù)措施，避免外界對(duì)其破壞。 28 / 41觀測站的觀測工作地表移動(dòng)觀測的主要內(nèi)容是：在采動(dòng)過程中，定期地、重復(fù)地測定觀測線上各測點(diǎn)在不同時(shí)期內(nèi)空間位置的變化。地表移動(dòng)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(dú)進(jìn)行的水準(zhǔn)測量、地表破壞的測定和編錄。 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(shè)與壓煤開采規(guī)程》，2022 年；（3）本觀測站設(shè)計(jì)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(jīng) 114176。，1954 年北京坐標(biāo)系；高程系統(tǒng)為 1956 年國家高程基準(zhǔn)。 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(zhǔn)測量和坐標(biāo)測量） ；（3）日常觀測。 連接測量 在觀測點(diǎn)埋好 10~15 天、點(diǎn)位固定后，在觀測站地區(qū)被采動(dòng)之前，為了確定觀測站與開采工作面之間的相互位置關(guān)系，首先應(yīng)在觀測站的某一個(gè)控制點(diǎn)與礦區(qū)控制網(wǎng)之間進(jìn)行連接測量，以確定這個(gè)控制點(diǎn)的平面位置和高程，然后再利用它來確定觀測線上個(gè)工作測點(diǎn)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(wǎng)聯(lián)系 29 / 41到一起，以確定井上下的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 連接測量應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行兩次觀測。平面位置測量按 5″導(dǎo)線測量的精度進(jìn)行其具體指標(biāo)見表 6表 6表 63。儀器選用拓?fù)淇礕TS332 全站儀。高程測量按三等水準(zhǔn)測量的精度觀測其具體指標(biāo)見表 6表 65。儀器選用 DS3 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀。表61 導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求等級(jí)導(dǎo)線長度（KM）平均邊長（KM）測角中誤差（″）測距中誤差（MM）測距相對(duì)中誤差2DJ測回?cái)?shù)方位角閉合差（″）導(dǎo)線全長相對(duì)閉合差一級(jí) 4 5 15 1/30000 2 n10150/?表62 水平角方向觀測法的技術(shù)要求等級(jí) 儀器精度等 級(jí) 半測回歸零差 （″） 一測回內(nèi) 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(shù)要求平面控制網(wǎng)等級(jí) 儀器精度等級(jí) 每邊測回?cái)?shù) 一測回讀數(shù)較 差(MM) 單程各測回較差 (MM)一級(jí) 10mm 級(jí)儀器 2 10?15?表64 水準(zhǔn)測量的主要技術(shù)要求等級(jí)每千米高差全中誤差（MM）路線長度（KM）水準(zhǔn)儀型號(hào) 水準(zhǔn)尺觀測次數(shù)往返測較差、附合或環(huán)線閉合差（ MM） 30 / 41三等 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(zhǔn)觀測的主要技術(shù)要求等級(jí)水準(zhǔn)儀型號(hào)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 3DS75 3 6 四等 100 5 10 全面觀測全面觀測包括各工作測點(diǎn)平面位置和高程測量。（1）為了準(zhǔn)確的確定工作測點(diǎn)在地表移動(dòng)開采前的空間位置，在連接測量之后、地表移動(dòng)之前，應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行兩次全面觀測，兩次全面觀測的時(shí)間間隔不得超過 5d，全面觀測的內(nèi)容包括：測定各測點(diǎn)的平面位置和高程，各測點(diǎn)間的距離，各測點(diǎn)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(dú)立進(jìn)行的兩次全面觀測，兩次測得的同一點(diǎn)高程差不得大于10mm，測點(diǎn)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(shù)據(jù)。同時(shí)按實(shí)測數(shù)據(jù)將各測點(diǎn)展繪到觀測站設(shè)計(jì)平面圖上。平面位置觀測可用 全站儀按 5″導(dǎo)線測量的精度確定，水準(zhǔn)測量按四等水準(zhǔn)的要2DJ求進(jìn)行。其具體指標(biāo)見表 61~表 65。（2）當(dāng)?shù)乇硐鲁吝_(dá)到 50 mm~100 mm 時(shí)，應(yīng)開始進(jìn)行采動(dòng)后的第一次全面觀測。為了獲得地表移動(dòng)過程的全部資料，在一般情況 31 / 41下除應(yīng)進(jìn)行采動(dòng)后第一次和地表移動(dòng)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(dāng)加密水準(zhǔn)測量。（3）在地表移動(dòng)的初始期和衰退期，可根據(jù)開采深度、回采工作面推進(jìn)速度和頂板巖性等具體條件，每隔 3 個(gè)月測量一次各觀測點(diǎn)的高程。當(dāng)?shù)乇硐鲁林颠_(dá)到 10mm 時(shí)，即進(jìn)入地表移動(dòng)的初始期后，應(yīng)按時(shí)進(jìn)行水準(zhǔn)測量。衰退期的水準(zhǔn)測量直到六個(gè)月內(nèi)的下沉值不超過 30 mm 時(shí)為止。（4）每次觀測時(shí)，還必須實(shí)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。 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(dāng)增加水準(zhǔn)測量工作，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（相當(dāng)于 ~）后，在預(yù)計(jì)可能首先移動(dòng)的地區(qū)，選擇幾個(gè)工作測點(diǎn)，每隔幾天進(jìn)行一次水準(zhǔn)測量，如果發(fā)現(xiàn)測點(diǎn)有下沉的趨勢(shì)，即說明地表已經(jīng)開始移動(dòng)。在移動(dòng)過程中，要進(jìn)行日常觀測工作，即重復(fù)進(jìn)行水準(zhǔn)測量。重復(fù)水準(zhǔn)測量的時(shí)間間隔，視地表下沉的速度而定，一般是每隔 1~3 個(gè)月觀測一次。在移動(dòng)的活躍階段，還應(yīng)在下沉較大的區(qū)段，視具體情況，增加水準(zhǔn)觀測次數(shù)，甚至 10~20 天觀測一次。采動(dòng)過程中的水準(zhǔn)測量，可用單程的附合水準(zhǔn)或水準(zhǔn)支線的往返測量，施測按四等水準(zhǔn)測量的精度要求進(jìn)行。 32 / 41觀測站的各項(xiàng)觀測，一般情況下可參照表 66 的程序進(jìn)行。在采動(dòng)過程中，不僅要及時(shí)地記錄和描述地表出現(xiàn)的裂縫，塌陷的形態(tài)和時(shí)間，還要記載每次觀測時(shí)的相應(yīng)工作面位置、實(shí)際采出厚度、工作面推進(jìn)速度、頂板陷落情況、煤層產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造、水文條件等有關(guān)情況。表66觀測站觀測程序觀測時(shí)間 觀測內(nèi)容 觀測時(shí)間 觀測內(nèi)容設(shè)站后 10～15d 與礦區(qū)控制網(wǎng) 連接測量 地表移動(dòng)活躍期 全面觀測、加密 水準(zhǔn)測量采動(dòng)影響前 全面觀測、預(yù)測 地表移動(dòng)衰減期 水準(zhǔn)測量地表移動(dòng)初始階段 水準(zhǔn)測量地表移動(dòng)基本穩(wěn)定后 全面觀測 33 / 41觀測資料的整理與分析 實(shí)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(jié)束后，根據(jù)各個(gè)觀測站野外記錄手薄，繪制計(jì)算表格，求取各條觀測線上各點(diǎn)的實(shí)測下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)和水平變形等。據(jù)此繪制實(shí)測移動(dòng)、變形分布曲線圖，求取一些通用的角量參數(shù)，如邊界角、移動(dòng)角、裂縫角、最大下沉角和充分采動(dòng)角等。（2）實(shí)測參數(shù)的求取根據(jù)觀測站的實(shí)測資料，求取各種參數(shù)值。這些參數(shù)中，少數(shù)參數(shù)可以是各種預(yù)計(jì)方法通用的，如下沉系數(shù) q 等。（3）實(shí)測移動(dòng)變形值分布規(guī)律的研究用選定的預(yù)計(jì)方法和求得的實(shí)測參數(shù)，預(yù)計(jì)該觀測站上各觀測線方向的移動(dòng)變形值，將這些值與實(shí)測值相比較，可以看出實(shí)測值與哪種方法預(yù)計(jì)的結(jié)果較為接近。以便從理論上研究觀測站所揭示的地表移動(dòng)規(guī)律。（4）編寫觀測站總結(jié)根據(jù)觀測站的情況和上面三項(xiàng)工作求得的資料，編寫觀測站總結(jié)報(bào)告，為建筑物下充填開采的安全生產(chǎn)提供理論數(shù)據(jù)。 觀測數(shù)據(jù)的處理 觀測數(shù)據(jù)的整理在進(jìn)行移動(dòng)和變形計(jì)算之前，觀測數(shù)據(jù)的整理包括： 34 / 41（1）為了確保實(shí)測數(shù)據(jù)的正確性，應(yīng)對(duì)每一次觀測的記錄本進(jìn)行全面的檢查；（2）計(jì)算各測點(diǎn)的高程、相鄰兩測點(diǎn)間的水平距離和各測點(diǎn)偏離觀測線方向的支距；（3）對(duì)觀測數(shù)據(jù)加入各種改正。比如，對(duì)水準(zhǔn)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行平差，計(jì)算各測點(diǎn)的高程；對(duì)鋼尺丈量的邊長加入比長、溫度、傾斜、支距、垂曲等改正，計(jì)算各測點(diǎn)在觀測線方向上的水平距離。 移動(dòng)和變形的計(jì)算觀測數(shù)據(jù)經(jīng)過整理改正后，便可計(jì)算觀測線上各測點(diǎn)和各測點(diǎn)間的移動(dòng)和變形。移動(dòng)和變形計(jì)算主要包括：（1）下沉 w、傾斜 i、水平移動(dòng) u 和水平變形 ε 的計(jì)算，參考公式如下： nmnh??0 式中，w n—地表點(diǎn)的下沉，mm； hn0、h nm—地表 n 點(diǎn)首次和 m 次觀測時(shí)的高程，mm 。nnnmlwli ????? 式中，i mn—m、n 兩點(diǎn)的傾斜變形，mm/m； lmn—地表 m、n 點(diǎn)間的水平距離，m； wm、w n—分別為地表 m、n 點(diǎn)的下沉值，mm。傾斜的正負(fù)號(hào)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(fù)。在走向斷面上，指向走向方向的為正，逆向走向方向的為負(fù)。 35 / 41nmnnmlul?????? 式中，u n、 um—分別為 m、n 點(diǎn)的水平移動(dòng)，mm ； lmn—點(diǎn) m、n 的水平距離，m； εmn—點(diǎn) m、n 的水平變形，mm/m 。水平變形的正負(fù)號(hào)規(guī)定：拉伸變形為正，壓縮變形為負(fù)。（2）下沉速度 v 的計(jì)算，參考公式如下： tHtwnmnmn????11 式中，w m+1—第 m+1 次測得的 n 號(hào)點(diǎn)的下沉量，mm ； wm—第 m 次測得的 n 號(hào)點(diǎn)的下沉量，mm； t—兩次觀測的時(shí)間間隔天數(shù)。 Hnm+H nm—分別為第 m+1 次和第 m 次測得的 n 號(hào)點(diǎn)的高程，mm。（3）橫向水平移動(dòng)的計(jì)算，即 0nmnyu???式中，y nm、 yn0—表示第 m 次觀測和首次觀測時(shí) n 號(hào)點(diǎn)的支距值。橫向水平移動(dòng)是垂直于觀測線方向的水平移動(dòng)，計(jì)算時(shí)需注意正、負(fù)號(hào)。移動(dòng)和變形計(jì)算結(jié)果的取位可參考表 71。表71 移動(dòng)和變形計(jì)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(dòng)u（ mm）水平變形 ε（mm/m ）橫向水平移動(dòng)u′（ mm）下沉速度v（mm/d ） 36 / 41取位 1 1 1 移動(dòng)和變形曲線圖的繪制移動(dòng)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(dòng)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(jì)算完后，要及時(shí)地繪制出觀測線的地表移動(dòng)和變形曲線圖。繪制移動(dòng)和變形曲線圖時(shí)，豎直比例尺要使繪制的曲線能清楚地反映出移動(dòng)和變形的分布規(guī)律，并便于分析比較；水平比例尺應(yīng)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(yīng)繪在一起，以表明各種地質(zhì)采礦條件對(duì)移動(dòng)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(duì)照?qǐng)D的相同。在斷面圖上應(yīng)標(biāo)出地面，測點(diǎn)及其編號(hào)，松散層厚度，巖層柱狀，采區(qū)位置，開采厚度，各次觀測時(shí)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(yīng)表示出：測點(diǎn)的實(shí)際位置，地形，地物，鉆孔，保護(hù)礦柱邊界線，每次觀測時(shí)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(xiàn)日期。 觀測成果觀測站的實(shí)測數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，一般可求得下列成果：（1）地表移動(dòng)盆地的范圍、形狀、大小，以及各種角值參數(shù)（邊界角、移動(dòng)角、裂縫角、最大下沉角等） ；（2）地表移動(dòng)盆地主斷面上的移動(dòng)和變形分布及其特征，移動(dòng)和變形最大值的位置；（3）地表移動(dòng)過程中，地表移動(dòng)速度的變化以及與工作面的相 37 / 41應(yīng)關(guān)系；（4）概率積分法參數(shù)。附 圖附圖一 觀測站布置平面圖（1:5000） 38 / 41主要參考文獻(xiàn)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(shè)與壓煤開采規(guī)程》，2022中華人民共和國建設(shè)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(xué)[M]. 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994郭文兵，柴華彬. 煤礦開采損害與保護(hù)[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(yīng)用[M]. 北京：科學(xué)出版社，2022