淺談如何做好煤礦地表移動觀測

朱曉君

【摘要】煤炭作為我國的主要資源，國家對煤礦十分重視，尤其是安全問題。對采區(qū)的觀測站的定期觀測，可以確定這些測點的空間位置及其相對位置的變化，掌握開采沉陷的規(guī)律，以此來減少開采帶來的影響。可見，煤礦的開采地表觀測是十分有意義而且必要的。文章對此進行了探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦地表沉陷觀測連接測量

地表移動觀測的基本內(nèi)容是：在采動過程中，定期地、重復(fù)地測定觀測線上各測點在不同時期內(nèi)空間位置的變化。地表移動觀測站的觀測工作可分為：觀測站的連接測量，全面觀測，單獨進行的水準測量，地表破壞的測定和編錄。

一、觀測站的布設(shè)

（一）設(shè)站時間要求

在工作面開始回采之前，將設(shè)計好的觀測站標定到實地上。控制點和觀測點的標定和埋設(shè)，最好埋設(shè)后能經(jīng)過雨天，使點位下沉穩(wěn)定，避免觀測期間測點自身下沉。

（二）布設(shè)方法

根據(jù)礦區(qū)地面控制網(wǎng)，按近井點測量的要求測量觀測線交點。或某一個控制點的平面坐標和高程。其余控制點的平面坐標可用一級導(dǎo)線觀測方法求得。

依據(jù)設(shè)計點位，從礦區(qū)控制點開始，根據(jù)設(shè)計圖上控制點坐標計算方位角B和邊長L標定點K1，再標定出走向觀測線AB的方向以及觀測線交點O。再在O點撥直角標定出傾向觀測線CD的方向。然后從。點開始在兩條觀測線的方向上，根據(jù)設(shè)計的測點間距依次標出各測點的平面位置，并對各測點進行編號（走向觀測線AB方位角為33°，傾向觀測線CD方位角為123°）。

（三）控制點、觀測點的構(gòu)造及其埋設(shè)方法

觀測站的控制點和觀測點用預(yù)制的測點埋設(shè)。具體方法：在標定位置挖一個直徑0.4米，深度不小于0.6米的坑，用混凝土預(yù)制的中間用10mm的圓鋼筋作為標志，標志的頂部加工成球形，并鉆一個深5mm、直徑不小于2mm的孔作為測點標志的中心。在非凍土地區(qū)，測點的埋設(shè)深度應(yīng)不小于0.6m。控制點和工作測點按設(shè)計要求用2″級全站儀標定，并按要求將觀測點盡量布設(shè)在設(shè)計的方向線上。

二、地表移動觀測站的觀測工作

地表移動觀測的基本內(nèi)容是：在采動過程中，定期的、重復(fù)地測定觀測線上各測點在不同時期內(nèi)空間位置的變化。地表移動觀測站的觀測工作可分為：觀測站的連接測量（控制測量），全面觀測，單獨進行的水準測量，地表破壞的測定和編錄。

（一）觀測站與礦區(qū)控制網(wǎng)的連接

在觀測點埋設(shè)10-15天、點位穩(wěn)定后，在觀測站地區(qū)受采動影響之前，為了確定觀測站與開采工作面之間的相互位置關(guān)系，首先應(yīng)在觀測站的某一個控制點與礦區(qū)控制網(wǎng)之間進行測量，以確定這個控制點的平面位置和高程，然后再根據(jù)它來測定其余的控制點和工作測點的平面位置。這項工作面稱為觀測站的連接測量。

根據(jù)該站區(qū)與該礦的地理位置及高等級控制點分布情況，由于地勢原因，林網(wǎng)密布，野外通視條件差，因此連接測量盡量采用先進的GPS衛(wèi)星定位技術(shù)。擬采用地面控制網(wǎng)兩個D級GPS控制點作為該站區(qū)平面控制的起算點，在觀測線各端頭附近分別設(shè)置一組相互通視的加密控制點，作為此次觀測站施工放樣和觀測的控制點。加密控制點間距離為25米。GPS定位測量按E級控制測量要求進行施測。

（二）全面觀測

1.全面觀測的內(nèi)容

觀測站與地面控制網(wǎng)連測后、地表開始移動之前，應(yīng)對觀測站的各測點進行開采前的最初兩次全面觀測。兩次觀測的時間間隔不超過5天。全面觀測的內(nèi)容包括各測點平面位置和高程、各測點間的距離、各測點偏離觀測線方向的距離（即支距），記錄地表原有地物的破壞情況。

2.全面觀測的時間及要求

（1）采動前期初始觀測

全面測量：為了準確地測定工作測點在地表移動前的空間位置，在聯(lián)測后、地表開始移動之前，應(yīng)該獨立進行兩次全面觀測（兩次觀測時間間隔不超過5天）。采動前所進行的兩次全面觀測，要求同一測點高差不大于10mm，同一邊長差不大于4mm，取其平均值作為觀測站的原始觀測數(shù)據(jù)。

（2）采動地表移動活躍期觀測

為了獲取地表移動過程的全部資料，除了進行采動后第一次全面觀測（地表移動初期）外，還應(yīng)在活躍期（即緩傾斜煤層每月下沉值大于50mm）應(yīng)開始進行全面觀測。

（3）采動后期末次觀測

為了確定移動穩(wěn)定后地表各點的空間位置，在地表穩(wěn)定后需進行最后一次全面觀測。地表移動穩(wěn)定的標志是：連續(xù)6個月觀測地表各點的累計下沉均小于30mm，以最后一次觀測時間作為地表移動穩(wěn)定的時間。方法：在采區(qū)停采線上方走向觀測線上選擇幾個觀測點，直到觀測點在6個月內(nèi)累計下沉值小于30mm時，即認為地表移動結(jié)束，以最后一次觀測時間作為地表移動穩(wěn)定的時間。

（三）日常觀測工作

日常觀測站工作是首次和末次全面觀測之間適當(dāng)增加的測量工作。在移動中，要進行日常測量工作及重復(fù)進行高程測量。

1.時間及次數(shù)要求

日常觀測每季度進行一次。在移動活躍期，應(yīng)增加測量次數(shù)。為了保證獲得的觀測資料的準確性，每次觀測應(yīng)在盡量短的時間內(nèi)完成。特別是在移動活躍階段，測量工作必須在一天內(nèi)完成，并力爭做到高程測量和平面測量同時進行。

2.水準測量：測量方法、儀器及精度要求

在兩個水準基點間選用S2級自動安平水準儀按四等水準測量要求施測。水準路線可選用單程的附和水準或者水準支線的往返測量。采動穩(wěn)定后期，對一條觀測線上所有點的高程測量必須從礦區(qū)水準點開始，應(yīng)盡可能在一日內(nèi)完成。（因地勢復(fù)雜，礦井采用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)在測量觀測點位置的情況下同時測量觀測點高程）

在整個移動過程中，全面觀測的次數(shù)取決于設(shè)站目的。如果設(shè)站只是為了研究穩(wěn)定后（靜態(tài)）的地表移動規(guī)律，只要進行首次和末次全面觀測即可。為了便于比較和分析，也可在移動過程中適當(dāng)增加1～3次全面觀測。在薄煤層開采引起的地表最大下沉值小于開采厚度的10～20%時，采動過程中可不增加全面觀測的次數(shù)。如設(shè)站目的在于研究采動過程中的動態(tài)地表移動規(guī)律，就須在移動過程中，特別是在移動的活躍階段，加密全面觀測次數(shù)，并保證其觀測質(zhì)量。