煤矿地表沉陷岩移观测设计.docx
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煤矿地表沉陷岩移观测设计
内蒙古友恒煤炭有限责任公司益民煤矿
5201工作面地表岩移观测设计
部门：
地测科
2016-1-1
本要求以《煤矿测量规程》和《工程测量规范》为标准制定，仪器以全站仪为主。
如使用其它仪器，如RTK但必须精度达到相应的要求。
由于5201工作面是益民煤矿5-2煤层首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有具体的观测资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移观测站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。
通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，解决本采区的安全开采问题，并为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。
为此我们对5201工作面地表沉陷此设计。
呈上审批：
编制：
总工：
矿长：
5201工作面地表岩移观测技术要求
一、前言
由于5201工作面是益民煤矿首采工作面，同时我矿对5-2煤开采对地表的影响没有可靠完整的资料数据，因此对该工作面应布设地表岩移工作站，详细了解5201工作面的采动对上方地表影响情况，以便为以后的开采做出合理、科学的安排。
通过此次观测得到一系列技术资料和数据，为以后5-2煤的合理、安全开采提供可靠依据，为留设村庄、建筑物保护煤柱提供技术资料数据，从而最大程度地保护地表生态环境。
二、工作面概况
首采5201工作面的大概情况：
顺槽长度1300米，工作面长度为250米。
煤层倾角平均为1°。
采动区域的四角坐标为：
点号
坐标
高程
采深
X
Y
煤层底板
地面
A
4360874.895
37442553.9273
1143.1
1253.0
109.9
B
4360874.895
37442813.4273
1143.5
1250.0
106.5
C
4359568.997
37442813.4012
1137.1
1258.0
120.9
D
4359568.997
37442553.9564
1135.2
1262.2
127.0
工作面采动面积为0.325km2,采深在105—130米范围内。
详情请参阅附录《井上下对图》以及地质说明书。
三、基本要求
1、通过此次观测掌握由于开采引起的地表与岩层移动的基本规律，确定以下内容：
①．采矿、地质条件与地表移动和变形的关系。
②．地表移动和变形的分布及其主要参数。
③．通过观测总结出5-2煤层的移动角β、γ（或λ）、δ；边缘角β0、γ0（或λ0）、δ0；裂缝角β′、γ′（或λ′）、δ′；最大下沉角θ；充分采动角ψ1、ψ2、ψ3；超前影响角ω；最大下沉速度滞后角φ的值等。
④．地表、岩层在开采过程中的移动和移动时间的关系。
⑤．地表建筑物破坏形式及破坏规律。
⑥．地表裂缝、台阶与开采关系。
⑦．采煤结束后地表岩层的稳定期。
2、为了获得全面的客观的可靠资料，在设置观测站时，选择有代表性的地方设置。
因此就5201工作面而言应在全煤区段设置两条东西向观测线（横向）；南北向观测线设置一条线（纵向），位于以采煤横断面全煤区中点的连线。
通过对各观测站资料的综合分析，为制定留设保护煤柱技术规定提供资料。
3、地表观测站必须按要求进行定期观测。
每次观测工作结束后，应及时进行总结，并提供资料。
4、设置观测站前必须编写观测站设计，并报请矿方相关部门主管单位审批。
观测站设计由文字说明和图纸两部分组成。
文字部分包括观测站设计书。
图纸包括井上、下对照图（包括观测线和观测点的位置）、观测线剖面图（包括观测线长度的确定）。
5、本技术要求的依据为：
《煤矿测量规程》，《工程测量规范》。
四、建立观测网
1、建立观测基准点：
本工程必须布设至少3个稳固可靠的点作为基准点；并且基准点的数据必须从国家四等网以上的点位以四等导线标准联测取得。
2、建立工作控制点网：
本工程的工作控制点网应选在比较稳定的位置。
并且控制点尽可能地在观测线上。
并且工作控制点网必须以基准点为起始边组成闭合导线网。
施测标准为一级导线。
3、设置观测点线：
①、变形观测线设制为2条横线和1条纵线，两条横线应在全煤区，且距离至少相距50米；一条纵线位于工作面中部全煤区。
变形观测点应设立在变形体上能反映变形特征的位置，并且应设置成直线。
在每条观测线上工作面以内，布设两个岩移观测点。
②、横向观测线和纵向观测线的长度，由于没有相当的数据可供参考，由施工方根据相应的资料进行设计确定。
③、观测线上点的距离为15—20米。
④、每条观测线用二级导线进行施测。
对于不设测站的观测点以DJ2级仪器一次对中两个测回。
4、控制点和观测点的设置应符合下列要求：
①．埋设的控制点和观测点必须用全站仪按设计标定，并应尽可能使观测点中心位于控制点连线的方向上；
②在非冻土地区，测点的埋设深度应不小于0．6m。
在冻土地区，测点的底面一般应在冻结线0．5m以下。
测点采用浇注式或混凝土预制件；
③．当地表至冻结线下0．5m内有含水层时，一般应采用钢管式测点；
④．埋设的测点应便于观测和保存。
如预计地表下沉后测点可能被水淹没，则点的结构应便于加高；
⑤．在一般情况下，倾斜观测线上观测点编号应自下山向上山方向顺序增加，走向观测线上观测点编号应按工作面推进方向顺序增加。
五、施工标准
基准点、工作控制网和地表岩移观测分别用四等导线、一级导线和二级导线。
其成果资料要达到下表值：
等级
附（闭）合导线长度（km）
一般边长
（km）
测距相对
中误差
测角中误差
（″）
导线全长相对闭合差
四等导线
10
1—2
1:
100000
±2.5
1/40000
一级导线
5
0.5
1:
30000
±5
1/20000
二级导线
3
0.25
1:
20000
±10
1/10000
导线水平角观测的技术要求应符合下表：
等级
测角中误差
（″）
测回数
方位角最大闭合差（″）
DJ1
DJ2
DJ6
四等导线
2.5
6
8
—
5
一级导线
5
—
4
6
10
二级导线
10
—
2
4
20
水平角的观测限差应不超过下表的规定：
仪器级别
半测回归零差（″）
一测回内2c互差（″）
同一方向值各测回互差（″）
DJ1
6
9
6
DJ2
8
13
9
DJ6
18
—
24
三角高程测量的技术要求应符合下表：
经由路线
仪器级别
测回数
倾斜角互差（″）
指标差互差（″）
对向观测高差较差（mm）
附合或环线闭合差（mm）
中丝法
三丝法
三、四等点
DJ1
DJ2
4
2
10
15
100S
50
一、二级导线
DJ2
2
1
15
15
六、观测工作
1、观测所用仪器必须具有国家有相关资质的机构单位所出据的检验合格证。
2、观测的基本要求：
①、每次观测前应采用相同的观测线路和观测方法。
②、使用同一台仪器和设备。
③、固定主测人员。
④、尽可能在基本相同的环境和条件下工作。
3、在观测站各点埋设10~15天后，即可进行观测。
4、基准点与工作控制网连测后，应对观测站的各测点进行开采前的最初两次全面观测。
工作网按闭合导线平差后的资料为成果，观测线以附合导线的平差后的资料为成果。
5、当地表下沉达到50~l00mm时，应开始进行采动后的第一次全面观测。
为了获得地表移动过程的全部资料，在一般情况下除应进行采动后第一次和地表移动稳定后的最后一次全面观测外，还须在活跃期（即缓倾斜地表每月下沉值大于50mm，采动线经过观测线一月内），进行不少于四次全面观测，并适当加密高程测量。
为了求得较精确的下沉速度，还应在活跃期对最大下沉点附近的数个点，增加高程测量次数。
6、在地表移动的初始期和衰退期，一般可根据开采深度、回采工作面推进速度和顶板岩性等具体条件，每隔1~3个月测量一次各观测点的高程。
当地表下沉值达到l0mm时，即进入地表移动的初始期以后，应按时进行高程测量。
衰退期的水准测量直到六个月内的下沉值不超过30mm时为止。
7、进行采动后全面观测时，对一条观测线上所有点的导线测量应尽可能在一日内完成。
每条观测线观测前必须对控制点进行检查角检查。
对控制点的发生疑问时，应及时与矿区基准点进行连测检查。
最后一次全面观测，必须从矿区基准点开始。
此外，还应测量地表受采动影响后产生的裂缝位置和塌陷要素，并注明发现日期。
8、每次观测时，还必须实测回采工作面位置、煤层厚度，采高，并记录采矿、地质和水文地质情况等。
七、观测资料的整理与分析
1、每次观测工作结束后，应及时完成下列计算工作：
①．检查外业手簿；
②．计算所有观测点的高程；
③．计算相邻点间的水平距离在观测线方向上的投影长度；
④．按观测线计算各种移动与变形，包括各观测点的下沉值W及水平移动值U；相邻各点间的垂直变形（倾斜i与曲率κ）与水平变形ε（拉伸与压缩）；测点的下沉速度Vω（可只计算个别观测点）。
2、采动后每次观测求得的各观测点高程附合差和边长附合差，应进行近似平差，并按平差结果计算各种移动和变形值。
3、观测计算完成后，应按设计要求绘制移动与变形曲线及其它图标，各种移动与变形曲线的垂直比例尺应根据具体情况确定，以在地质断面图上能清楚地表示为宜。
4、地表移动和变形的主要参数和各种移动值的求得，应根据最后一次全面观测的结果进行。
5、一个观测站结束后，应及时编写技术总结。
多个观测站结束后，应进行综合分析，以总结矿区地表移动和变形的基本规律。
6、内业计算的取位应符合下表规定。
边长和高程（m）
各种改正数（mm）
下沉值
（mm）
倾斜
（mm）
曲率
（10-3/m）
水平移动
（mm）
水平变形
（mm）
下沉速度
（mm/d）
0.001
0.1
1.0
0.1
0.01
1.0
0.1
0.1
八、成果的提交
1、每次观测结束后应及时提交外业观测记录和数据成果
2、整个工程结束后，施工方必须提交以下资料：
1.所有外业观测的原始记录手薄，不得有涂写和篡改。
保证观测结果是真实可靠的。
2.每一次观测的数据都有内业计算平差结果和精度评定，以及每次观测线剖面图和点位坐标变化的曲线图、表。
为技术总结报告提供数据依据。
3.技术总结报告。
其主要内容应包括：
●本工作面的地质、地形概况。
●观测线变动前后的剖面图。
●观测工作的基本情况。
包括日期、天气、精度、工作面的推进度、观测所用仪器等情况。
●应总结出移动角β、γ（或λ）、δ；边缘角β0、γ0（或λ0）、δ0；裂缝角β′、γ′（或λ′）、δ′；最大下沉角θ；充分采动角ψ1、ψ2、ψ3；超前影响角ω；最大下沉速度滞后角φ的规律值等。
4.技术总结报告必须一式6份提交。
3、资料成果必须经过验收合格，工程才能完成。
验收必须经过内业检查和外业核实。
内业检查必须经过原始计录是否清晰完整无改动、导线计算平差无差错、精度评定附合限差、成果参数齐全；外业核实必须在实地用相应的仪器，选择任意的角和边进行检查实测，附合限差后方认为合格。
附录1：
《5201工作面地质说明书》
附录2：
观测站设计图
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