摘要：对于煤矿来讲，一方面要实现安全高效的生产，另一方面，又要考虑到地面村庄、道路与桥梁等地物的保护问题。因此，如何实现开采保护直接关系到矿山可持续发展。没有达到充分采动，使确定的地表岩移参数有局限性。为了准确地确定唐阳矿区地表岩移参数，做好矿区的“三下”开采设计，及塌陷土地赔偿、综合治理等项工作，监测采动区地表岩移数据，准确的岩移参数，分析辛庄村内建筑物采动影响程度，对唐阳煤矿安全生产具有重要指导意义。
关键词：煤矿；“三下”开采；岩移参数；指导意义
一、地表岩层移动观测项目提出
230工作面采宽为140m，长度为592m，工作面煤3为气煤;总煤厚4.5～6.0m，平均5.2m，煤层结构简单，煤层倾角在10゜至15゜之间，平均12゜。煤层普式硬度系数f=3。上山埋深为342m，下山埋深为396m，平均埋深为369m，地势平坦，地面标高在+40.0~+42.6m。四周均未采动。
该项目研究目标：确定首采区230综采面地表岩层移动参数及地表移动规律，做到预测预报，确保安全生产。
二、综采面观测站设计及布设
为了充分反映地表移动与变形规律，分别沿矿体走向和主断面布设观测线。为保证其观测质量，观测线应有足够的长度。
1、观测站设计
（1）设计所用参数的确定
唐阳煤矿煤系地层上覆岩性可定为中硬，参照《煤矿测量手册》及以前开展的地表岩移观测数据，并类比地质采矿条件类似矿山，走向、上山及下山移动角值均取75゜，并考虑调整值20゜。
（2）平面位置设计
(a)走向观测线的设计
根据最大下沉值，在倾向主断面上确定出地表最大下沉点，通过该点沿矿体走向做
剖面线，即得到走向观测线平面位置，并且依据移动角值确定开采影响范围的边界点。230综采面地表岩移观测站沿走向布设一条观测线。
(b)倾向观测线的设计
倾向观测线位于主断面内，和走向观测线垂直，在走向主断面图上自开切眼用(δ-
Δδ)角和Φ角向工作面推进方向划线交地表于E点，倾向线必须在工作面推进方向上超过E点的位置。观测站布设两条倾向观测线。
(c)观测线的长度设计
观测线的长度应保证两端超出采动影响范围，以便建立观测线控制点和测定采动影响边界。设站时移动盆地边界是根据地质采矿条件类似的其它矿区的沉陷参数类比确定的。
230综采面开采区域观测站沿倾向布设观测线长约800m。倾向共布设二条观测线。
(d)控制点与工作测点设计
为了确保观测成果的可靠性，观测站的控制点应布设在地表不受采动影响的稳定区域。工作测点的编号，倾斜观测线按自下而上的方向顺序编号，走向观测线按工作面推进方向顺序编号。
(e)测点结构及埋设方法
观测点用混凝土预浇灌，标石上面150×150mm，下面250×250mm，高500mm，埋450mm，露50mm。
本次岩移观测共需埋设测点80个，观测线长度超出工作面边界的长度均大于350m。
2、观测站的标设
唐阳煤矿230综采面开采工作面地表岩层移动观测站共布设三条观测线，其中沿走向布设一条观测线，沿倾向布设二条观测线。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
观测站的标设方法为：在观测设计图上量取计算各观测线各测点坐标，在观测站测点标设时，如用基准点直接，可采用矿工广内已知点，工广内是稳定的，不受采动影响，能够满足固定基准的要求。
三、综采面开采区域塌陷观测工作
地表移动观测的基本内容是：在采动过程中，定期地、重复地测定观测线上各测点在不同时期内空间位置变化。地表移动观测工作可分为：观测站的连接测量，全面观测，单独进行水准测量，地表破坏的测定和编录。
1、连接测量
在井下未采动前，为了确定观测站与开采工作面之间的相互位置关系，首先需要测定各控制点的坐标。本次连接采用矿GPS点为起始点与起始方向，用全站仪一次测至230综采面开采区域观测线的控制点上。
高程连接测量采用Ⅲ等水准测量，组成闭合水准路线，采用S1水准仪按Ⅲ等水准测量要求进行施测，观测站联测：采用唐阳煤矿内的为起始点及起始方向，在首采区内地表布设了5″级闭合导线，各监测点平面坐标是以5″级导线点为基础上，直接测定的。
2、全面观测
为了准确地确定工作测点在地表开始前的空间位置，在连测后，地表开始移动之前，应进行全面观测。全面观测的内容包括：测定各测点的平面位置和高程，各测点的距离，各测点偏离方向的距离，记录地表原有的破坏状况，并作出素描。
（1）、高程测量
在确认观测站控制点未遭碰动，其高程值没有变化的前提下，可直接从观测站控制点开始进行水准测量。所布设的走向观测线的两端和倾向观测线两端设有控制点，水准测量应附合到两端的控制点上。高程测量S3型水准仪配合红黑面尺按四等水准的测量规范要求采用附合水准路线进行观测的。
（2）、平面位置测量
水平角观测及距离测量按Ⅰ级导线规范要求,采用日本尼康厂生产的DTM830观测一个测回,允许闭合差±10√n。倾角观测一测回。
3、日常观测工作
日常观测工作，指的是首次和末次全面观测之间适当增加的水准测量工作。首先，为判定地表是否开始移动，在回采工作面推进一定距离后，在预计可能首先移动的地区内，选择几个测点，在短期的时间间隔内进行多次水准测量，以便及时发现测点下沉的趋势，确定地表开始移动的时间。开采过程中，仍需要进行日常观测工作，即重复进行水准测量，重复测量的时间间隔视地表下沉的速度而定，一般是每隔0.5—3个月观测一次。
地表移动全过程，按下沉速度划分成三个时期：
（1）初始期：<50mm/月
（2）活跃期：>50mm/月
（3）衰退期：<50mm/月
连续6个月观测地表各点的累计下沉值均小于30mm，确定地表移动过程稳定。
四、观测资料整理分析
每次观测结束，应对观测成果进行检查，使其满足《煤矿测量规程》的有关规定，然后进行各种改正数的计算和平差计算，确保观测成果的正确性。
根据计算，可分析研究230综采面开采区域开采后在地表产生的移动盆地的范围、形状、大小以及各种角值参数；地表移动盆地某断面上的移动和变形分布及其特征，移动和变形最大值的位置；工作面推进过程中移动和变形的发展过程及相应的主要参数；地表移动过程中，地表移动的变化以及与工作面的相应关系；地表移动各个阶段的持续时间以及地表移动持续的总时间；工作面回采到地表开始下沉的时间等。
地表移动和变形的主要计算参数是根据最后一次全面观测结果计算得到的各测点移动变形值，以概率积分预计方法和求参程序为基础，引入位移反分析理论，结合曲线拟和的方法，利用专门的计算机程序来求取。
本次观测分析研究，最终可获得：不同时期的移动变形情况，地表移动变形的一般规律及移动变形的计算参数等，综合开采地表移动与变形特征，观测中做到预测预报，确保安全生产。
论文作者:殷善栋
论文发表刊物:《知识-力量》2019年9月35期
论文发表时间:2019/8/8
标签：地表论文; 观测站论文; 工作面论文; 测量论文; 水准论文; 走向论文; 煤矿论文; 《知识-力量》2019年9月35期论文;