第二章+开采沉陷的观测工作.ppt

开采沉陷的观测工作 获取沉陷变形规律的方法 沉陷观测站的种类 沉陷观测站种类 沉陷观测站的种类 沉陷观测站的种类 沉陷观测站的种类 开采沉陷观测站设计原则： 1观测线应设在地表移动盆地的主断面上 2设站地区在观测期间不受临近开采的影响 观测线的长度要大于移动盆地的范围 观测线的测点密度应根据开采深度和设站目的而定 观测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。在冻土地区控制点应在冻土线0.5米以下 （为特殊目的而设立的专门观测站不受上述条件限制） 开采沉陷观测站设计所需资料： 设站地区的井上下对照图和开采计划图。以便确定观测地区井下开采和地面位置的关系。图的比例尺一般为1：2000或1：1000。 设站地区的地质和水文地质资料，包括：地形地质图、地质柱状图、煤层赋存条件、覆岩物理力学性质、水文条件等。 开采工作面设计资料，包括：巷道布置、采煤方法、顶板管理方法、开采厚度、工作面推进速度、回采时间及周围开采情况等。 观测地区井上下测量资料，主要是：控制点、导线点和水准点的坐标或高程。 矿区已有的开采沉陷资料，如；移动角、最大下沉角、充分采动角、松散层移动角及其它有关参数。若矿区尚无自己的沉陷参数时，可选用地质采矿条件相似矿区的参数进行设计。 观测站设计方法（以剖面线状观测站为例）： 倾斜观测线位置的确定： 观测站设计方法（以剖面线状观测站为例）： 走向观测线位置的确定： 观测站设计方法（以剖面线状观测站为例）： 倾向观测线长度的确定： 观测站设计方法（以剖面线状观测站为例）： 走向观测线长度的确定： 测点数目及其密度 每条观测线两端都应设置观测站控制点，且每端不得少于两个；如因条件限制，也可只在观测线的一端设置控制点，但不得少于3个。相邻控制点的间距不得小于45m。控制点应布设在观测线的工作长度之外，且不应受相邻采区或工作面开采的影响。每条观测线的工作长度之内应布设观测点，观测点的密度主要取决于开采深度和设站目的，一般取20米左右。 地表移动观测站的设置 观测站的设置就是将设计好的观测点标定到实地上去。标定方法是:首先利用矿区控制点标定出观测站的控制点，再根据观测站控制点标定出观测点和另一观测线与该观测线的交点，然后再在交点上安置仪器标定另一观测线上的控制点和观测点。 地表移动观测站观测工作的基本内容是：在采动过程中，定期、重复测定观测线上各测点在不同时期内空间位置的变化情况。具体可分为观测站的连接测量、全面观测、单独进行的水准测量、地表破坏的测定和编录。 矿山开采沉陷观测 1 连接测量 根据矿区控制网测定出某个测站控制点的平面位置和高程，再根据该控制点来测定其他观测点和控制点的位置，以便确定观测线与回采工作面间的相互位置关系。连测需独立进行两次，点位误差小于7cm，高程连测以不低于三等水准的精度进行。 矿山开采沉陷观测 2 全面观测 包括采动前的全面观测和采动后的全面观测。在连接测量之后，设站地区未受采动影响之前，应对工作测点进行两次全面观测，以确定工作测点在地表移动前的位置。当地表下沉达到50~100 mm时，应进行采动后的第一次全面观测；在地表受采动影响稳定后，需进行最后一次全面观测，以确定移动稳定后各工作测点的空间位置。在地表移动的活跃期进行不少于四次的全面观测，并适当加密水准测量。 全面观测的内容主要包括测定各工作测点的高程、丈量两相邻工作测点间的距离和测量各测点偏离观测线方向的距离(又称支距)。 矿山开采沉陷观测 3 日常观测工作 日常观测工作是指在地表移动的初始期和衰退期之间适当增加的水准测量工作。测量时可采用单程附合水准路线或往返支水准路线，按四等水准测量的要求进行。 还应测量地表产生裂缝的位置和塌陷要素，注明发现日期；在每次观测时，还应实测回采工作面的位置、煤层厚度、采高，并记录采矿、地质和水文地质情况。一般间隔1~3个月观测一次。 开采沉陷观测成果整理 包括计算和绘图两部分。 1 观测成果的计算 根据外业成果首先计算出各观测点的高程及相邻点间的水平距离在观测线方向上的投影长度，然后再按测线计算各种移动与变形值。 (1) 观测点高程的计算 观测点高程的计算首先应根据水准测量成果进行平差，然后再按一般水准路线的计算方法计算出各观测点的高程。 (2) 计算各相邻测点沿观测线方向的距离 开采沉陷观测成果整理 (3) 计算各种移动和变形值 ① 计算下沉值W ② 计算相邻两点间的倾斜i ③ 计算曲率K ④ 计算水平移动U ⑤ 计算水平变形ε ⑥ 计算下沉速率v 开采沉陷观测成果整理 2 观测成果图的绘制 绘制移动和变形