淺談曉明礦巖移觀測現狀

摘 要：隨著經濟的不斷發展，我國煤礦企業迅速發展，由于煤炭的不斷開采，造成礦區地下形成大量采空區，破壞了巖體內部的力學平衡狀態，在周圍巖體中產生采動影響，以致使巖體本身及巖體內的地下工程結構物、地面地形等發生變形，從而產生極大的危害。曉明礦根據自身的實際生產情況，結合《煤礦測量規程》及集團公司的有關規定，在北三采區地表建立長期的專門觀測站，對高壓線及鐵路進行長期觀測，為曉明礦的巖移觀測與研究提供數據，從而指導井下生產與地面建設。

關鍵詞：巖移觀測；觀測站；連接測量；下沉數據

鐵煤集團曉明煤礦北三采區地面多為村莊及公路、鐵路，該采區回采后造成一定程度的地表沉降，為了保護礦區井上、下建筑物等免受開采的有害影響，在礦區設立巖移觀測站，定期進行觀測，從而掌握巖層的變化程度及規律，以便指導生產與建設。

1 曉明礦地理概況及生產現狀

1.1 曉明礦地理概況

鐵法煤田位于遼寧省調兵山市境內，曉明井田位于鐵法煤田的中西部。

1.1.1 井田地理位置

東經 123°34′14.7″～123°38′19.6″

北緯 42°26′43.5″～ 42°29′33″

1.1.2 平面直角坐標

經距：41546959～41552492

緯距： 4701355～4706623

1.1.3 井口座標。本礦采用立井石門開拓方式。在井田中央偏東北開鑿豎井三個（主井、副井、中央風井）。另外在井田西部可采邊界外開一個風井。各井口座標如表2。

2 巖移簡介

2.1 巖移

井下煤層開采破壞了巖體內部平衡，巖丑怪出現了移動變形。當采空區面積達到一定范圍，移動和變形就到達了地表。使房屋、河流、鐵路、管線破壞。

2.2 巖移觀測站的建立

2.2.1 觀測站設計原則。不受鄰近開采影響；觀測線在地表移動斷面；觀測線長度大于地表范圍；觀測站控制點在移動盆地范圍外；觀測線有一定密度。

2.2.2 觀測站布設形式。根據設站目的，合理地選擇觀測站的布設形式是十分重要的。目前我國礦區大多采用剖面現狀觀測站。

2.2.3 觀測站設計內容。觀測站設計包括編寫設計說明書和繪制設計圖兩部分工作。

2.2.4 觀測站地點選擇。觀測站設站地點的選擇取決于設站的目的。通過設站觀測獲得的資料，反映各種地質采礦條件的綜合影響，因此要查明各種因素的影響，必須進行長期觀測。

2.3 觀測站的觀測工作

2.3.1 全面觀測。在設站地區沒有影響之前，獨立做好觀測，對不同的測量結果進行認定，高程差小于10mm、支距差小于30mm，取平均值作為觀測站原始觀測數。根據實際情況，把相應數據清晰標注到各測點設計平面圖中，這樣才能形成有力的分析數據，保證分析結果正確。要想確保移動穩定地表各點空間位置精度，需要地表穩定后做出最后觀測，這也叫做末次觀測結果，設定好移動穩定標，通過連續半年的觀測，保證地表各點下沉值小于30mm為宜。

2.3.2 連接測量。可以提前在觀測點埋好10～15天、點位固結，在采動前，做好位置確認，保證相互關系不發生大的變化，一是要在觀測站某一控制點與礦區控制網間做出正確的測量，這樣才能找到控制點平面位置和高程距離，根據已知點位測定其余控制點和測點平面位置，也叫作觀測站連測。通過連測，能夠把觀測站和礦區控制網有機聯系起來，使井上下形成良好的對應。連測也要進行兩次，形成獨立操作，依據礦區控制點分布和不同的地形特征，分別采用邊交會、角交會、邊角交會或導線測量等方式進行測量。

3 曉明礦地表巖移觀測

曉明礦現有主采區為北二采區、北三采區，其中有大部分已進行了回采，工作基本已經結束，而地下采空區面積過大，其地表有數條高壓線及一條鐵路在上面通過，曉明礦建立地表觀測站，定期對高壓線及鐵路進行巖移觀測。

3.1 控制點與測點埋設方法

找到有效的控制點，標石應采用鋼筋混凝土預置標——條件允許可以通過現場混凝土澆注，建立可見的標樁，突出半球標志。標樁規格一定要任命要求設計，可以參照《煤礦測量規程》四等水準點標石進行全面的設計與制作，底部埋設深度一定要保證低于凍土深度2.5m，確保和土層形成密實固結的狀態，這樣測點和地表才能形成聯動效果，在運動時能夠同時進行移動。測點標志較為主要，一般在現場進行事先埋設，埋點的時候，需要在標定位置挖好一個直徑在0.2～0.3m、深度大于0.6m的坑，同時通過混凝土灌注形成標點位置，16～20mm的鐵桿是有效的標志，中間頂部加工成球形并刻一個能夠看見的十字細槽，這樣形成了測點標志中心區。對北方凍土區，標志澆灌深度一定要在凍土線以下0.5m左右，并對周邊填緊土石，保證穩定，使測點部分影響減少。觀測線觀測點數目及密度也非常重要，一般受開采深度和設站的影響。可以把相關的工作測點設立到預計移動盆地范圍內的相應觀測線附近，確保移動盆地中央向兩邊進行平移。在采動的時候，需要不斷修正觀測點空間位置，找到精度分布情況，掌握相應的移動規律，按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》的相關規定，設立好礦區地表移動觀測點間距，可以設定為25m。

3.2 觀測站（點）布設

觀測站的作用較多，多是在地表進行架設，巖層內部觀測站和專門觀測站也有一部分存在，主要在鐵路、建筑物、邊坡滑動部位。

（1）沿高壓線布置一組GPS控制點和水準點（在每個高壓線桿下就近布設），以便定期對高壓線附近地表進行觀測，根據數據確定地表巖移情況。（2）沿鐵路線在路基邊上每隔100m設一個水準點及GPS點，隨時掌握地表巖移情況，了解路基變化情況。

3.3 所需儀器及觀測

每月對所設站（點）進行觀測，并記錄好數據。

（1）利用全站儀進行傾斜觀測。（2）利用水準儀進行高程觀測。（3）利用GPS進行水平方向的坐標觀測。（4）結論。通過分析所得數據，對比每次觀測結果，得出巖移觀測結論。

4 結束語

通過對高壓線及鐵路路基的觀測，掌握了采區地表巖層移動的情況，通過上報集團公司，不但對指導井下生產起到了一定的作用，也為采區地表安全生產活動及建設起到了一定的輔助作用。

作者簡介：趙東東（1979-），男，工程師，2009年畢業于遼寧工程技術大學測繪工程專業，現任鐵法煤業（集團）有限責任公司曉明礦工程地測大隊技術員。