自建23070工作面地表移動觀測站

一、成果背景：

躍進(jìn)煤礦為最大限度地解放“三下”壓煤，提高資源回收率，控制地表沉陷，同時最大限度地保護(hù)地表村莊建筑物，保證礦井安全、合理開采煤炭資源和留設(shè)保護(hù)煤柱；掌握由于開采深度的增加引起的巖層與地表移動的基本規(guī)律，我們需要在23070工作面地表建立地表移動觀測站，進(jìn)行地表移動規(guī)律和巖層移動參數(shù)的研究。

二、方案設(shè)計(jì)：

由于23070工作面的地質(zhì)條件與25110工作面相近，根據(jù)此地表移動觀測站取得的結(jié)果，采用以下參數(shù)：

上山邊界角γ0=59.5°

走向邊界角δ0=46.5°

最大下沉角θ=81.67°

走向觀測線應(yīng)位于走向主斷面上，確定走向主斷面的位置應(yīng)在傾斜主斷面上按最大下沉角θ來確定?？紤]到煤層傾角的影響，觀測線應(yīng)向下山方向平移，由采空區(qū)中心向下山方向偏移一段距離d，即：

式中，H0—平均開采深度；

θ—最大下沉角。

由采空區(qū)中心向下山方向偏移距離：

=800×ctg81.67°=71.4m

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，走向觀測線設(shè)在23070下巷向上40m貫通整個工作面的小路上，每80m布設(shè)一個觀測點(diǎn)。(見附圖一)

為了保證測量精度符合《煤礦測量規(guī)程》規(guī)定，我們對所使用的水準(zhǔn)儀i角進(jìn)行檢校；全站儀視準(zhǔn)軸、豎軸、水平軸以及整平氣泡等進(jìn)行檢校；三腳架各連接螺絲進(jìn)行細(xì)致檢查；棱鏡外觀檢查并與全站儀進(jìn)行常數(shù)校對；對所使用的花桿進(jìn)行垂直校驗(yàn)；對使用的塔尺進(jìn)行外觀檢查校對，確保測量的準(zhǔn)確可靠性。

觀測點(diǎn)埋設(shè)好穩(wěn)定后,利用控制網(wǎng)進(jìn)行控制測量，對各觀測點(diǎn)的平面位置和高程進(jìn)行控制。為了準(zhǔn)確掌握各測點(diǎn)空間位置關(guān)系，使用全站儀和水準(zhǔn)儀獨(dú)立進(jìn)行兩次全面觀測，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，并記錄地表的破壞狀況。為了達(dá)到《煤礦測量規(guī)程》要求精度，真實(shí)掌握采后地表移動變化規(guī)律，堅(jiān)持固定時間、固定人員、固定設(shè)備、固定觀測周期、固定觀測條件的“五定”觀測原則，每月進(jìn)行一次觀測。

為了避免在測量時用錯測點(diǎn)，測量時選用測量坐標(biāo)進(jìn)行位置定位；記錄員記錄時及時繪制草圖并編號。測量結(jié)束時，觀測員和記錄員及時對所測資料進(jìn)行整理檢查并校對，檢查沒有問題時及時整理原始資料，當(dāng)兩次測量同一點(diǎn)的高差相差不大于3㎜，同一條邊的長度差不得大于4mm時取其平均值作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行平差、計(jì)算。為了保證測量成果的精度，對其進(jìn)行了連續(xù)兩次測量并進(jìn)行平差計(jì)算后，與第一次、第二次測量水準(zhǔn)的平均高程進(jìn)行比較，將這個時間段地表受采動影響下沉量整理歸檔并繪制下沉量曲線圖。(見附圖二)

三、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)：

1.觀測站類型及布設(shè)形式

23070工作面地表移動觀測站設(shè)計(jì)為普通地表移動觀測站，在走向主斷面上設(shè)計(jì)走向觀測線一條，觀測點(diǎn)14個，兼作水準(zhǔn)點(diǎn)。

2. 觀測線設(shè)計(jì)所用參數(shù)

地表移動觀測站設(shè)計(jì)需要確定以下參數(shù)：工作面傾斜長度l1、工作面走向長度l3、上山邊界角γ0、下山邊界角β0、最大下沉角θ、走向邊界角δ0、工作面平均開采深度H0等。

3. 走向觀測線位置

根據(jù)計(jì)算可知，走向觀測線向下山方向偏移的水平距離由采空區(qū)中心向下山方向偏移距離71.4m ，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，走向觀測線設(shè)在23070下巷向上40m位置。

4.創(chuàng)新點(diǎn)：該項(xiàng)目本著節(jié)約、實(shí)用的原則，自力更生，自建23070地表移動觀測站。25110工作面地表移動觀測站是我礦外包建設(shè)的項(xiàng)目，共投入資金89.75萬元，活動周期3.5年，年平均投入資金25.6萬元.23070工作面地表移動觀測站為我礦自行設(shè)計(jì)和施工的觀測項(xiàng)目，充分利用我們現(xiàn)有的設(shè)備和人力資源，根據(jù)現(xiàn)場條件來建立的簡易地表移動觀測站，投入資金5.384萬元，每年平均節(jié)約資金24.1余萬元。

四、應(yīng)用情況及效果分析

23070工作面地表移動觀測站自2014年元月開始建站觀測，經(jīng)過兩次控制測量和兩次水準(zhǔn)測量的初測，以后每月進(jìn)行一次水準(zhǔn)測量，每次測量都堅(jiān)持復(fù)測復(fù)算制度，內(nèi)業(yè)進(jìn)行資料整理并成圖。

通過該項(xiàng)目的實(shí)施，可以較好的掌握采后地表移動變形及主要參數(shù)和巖體內(nèi)部移動、變形破壞程度和規(guī)律，為今后工作面布置及設(shè)計(jì)、采后治理等提供重要依據(jù)；對應(yīng)于地表存在的村莊、建筑物等，提前采取有效的防范措施，最大程度地降低因工作面開采對村莊、建筑物破壞帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失，有效改善工、農(nóng)之間的矛盾。自建地表移動觀測站，既鍛煉了我們的測量隊(duì)伍，又為礦上節(jié)約了資金，達(dá)到了預(yù)期目的，值得應(yīng)用與推廣。