地表移动观测站设计说明书.docx

一、设立观测站的意义和任务1.意义：在《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第一章第十二条中规定：煤炭开采必然伴随着发生围岩及地表移动和变形。各矿区的围岩及地表移动规律及有关参数具有地区特征，获取和积累有关围岩及地表移动的科学数据，是煤矿企业工程技术和有关业务主管部门的职责。每个矿区应有计划、有目的在开展上述科学试验与现场勘测，综合分析，求取参数，总结规律，用于解决本矿区的开采沉陷问题。生产矿井必须解决好建筑物下、铁路下和水体下（简称“三下”）安全、合理地开采煤炭和留设保护煤柱，必须开展地表移动和岩层移动的观测工作，掌握地表和岩层移动的基本规律。建立地表移动与变形观测站进行现场观测，是进行此项工作唯一有效的方法。2.任务：某矿6200工作面西部、西南部有后鲍店村、中鲍店村。为研究地下开采对村庄的影响及地表移动变形规律和参数，通过设立地表移动观测站进行观测可以获取并确定以下数据，并获取相关关系：采矿、地质条件与地表移动和变形的关系；地表在移动过程中的移动和变形特点及分布规律；地表移动和变形中的动态移动变化规律；移动稳定后地表移动和变形的分布及其主要参数;移动角、裂缝角、边界角、最大下沉角、下沉系数、主要影响半径、超前影响角、超前影响距，滞后角及滞后距和地表最大下沉速度等；监测地下开采对建筑物的影响。二、矿井工作面概况1.设站地区地质采矿概况6200工作面位于六采区东北部，是该采区设计开采2层煤的第一个工作面，北部、东部分别为3煤的一采区1308、1310、1312采空区和二采区2310、2311、2312采空区及未开采区域，南部、西部尚未开采。6200工作面基本沿走向布置，为刀把型，走向长为623～820m，倾斜宽为46～129m，煤层厚度0.70～1.33 m，平均1.10m，煤层倾角4～19/6°，第四系平均厚度196.16m。工作面标高为-233～-303m。2煤与下伏3煤的层间距一般为21m。6200工作面上方地表地势平坦，标高为43m左右，冻土深度0.4m。2. 地表移动参数根据现场实测，求得本区域实测地表移动参数为：走向移动角δ=750，上山移动角γ=750，下山移动角β=750-0.6α，表土移动角φ=450，充分采动角ψ1=ψ2=ψ3=550，最下沉角θ=900-0.5α三、地表移动观测站设计1.观测站设计的原则观测站是指开采进行之前，在开采影响范围内的地表，按照一定要求设置的一系列互相联系的观测点。通过定期地对这些观测点进行监测，确定其空间位置及其相对位置的变化，从而掌握地表移动变形规律。为了获得准确、可靠、有代表性的观测资料，观测站设计应遵循以下原则：观测线应布设在地表移动盆地的主断面上；设站地区在观测期间不受邻近开采的影响；观测线的长度要大于地表移动盆地的范围；观测线上的测点应有一定的密度；观测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。在冻土地区，控制点底面应在冻土线0.5m以下；测点埋设要牢固，设在移动范围内的观测点与地表同步移动。2.观测站设置所需要资料图纸资料（采掘工程平面图、井上下对照图、钻孔柱状图、剖面图等）采矿资料（开采工作面设计图、采掘进度计划、周围工作面开采情况等）地质资料（采区及工作面地质说明书、地质地形图等）测绘资料（矿区控制点、已有的地表移动观测资料及参数等）3.观测站分类及布设的形式按观测站设置的地点：地表移动观测站岩层内部观测站专门观测站按照观测的时间：普通观测站短期观测站按照布设的形式：网状观测站剖面线观测站本次布设选用线状观测站，观测线由走向线和倾向线组成，两条线相互垂直，布设的点较多，获取的数据多、全面、准确，可以较好的反映观测地区的变形沉陷等相关信息。4.观测线位置的确定通过对6200工作面的分析,该工作面属于倾斜长臂采煤工作面,根据观测站的设计原则,观测线一般布设为直线状并与煤层走向垂直或平行，观测线应设置在移动盆地的主断面上，而且不受邻近采区开采的影响。鉴于工作面已经开始工作，所以在倾斜方向设置大半条观测线,前半部分可以检测超前影响；由于倾斜方向较长,所以沿走向方向设置两条观测线,一条贯穿整个走向，既可以监测建筑物的变化，也可以观测对采空区的影响，另一条则为了节约成本布设了半条。如图所示,倾向观测线延伸至后鲍店的中部左右的位置,走向观测线延伸至村庄的建筑物附近,以便于研究煤矿开采对村庄建筑物的影响。5.观测线长度的确定（1）倾斜观测线长度确定—实际上是确定移动盆地边界式中：L——工作面倾斜长度；γ，β——上山和下山移动角；Δγ——上山移动角修正值，一般Δγ =20°；Δβ——下山移动角修正值，h——表土厚度，φ——表土移动角（2）走向观测线的长度1）全走向观测线长度：2）半走向观测线长度：式中，l——走向工作面长度；d——超出倾斜线的长度；一般为（3