地表移动观测站设计

旬邑县宋家沟煤矿

xunyixiansongjiagoumeikuang

2026综采工作面地表移动观测站

设计方案

编制单位：地测科

编制日期：2013.06.01

前言

为了获得2026综采工作面最可靠的地表移动参数，掌握该工作面地质采矿条件下的地表移动规律，我矿决定建立2026综采工作面地表移动观测站，进行该工作面地表移动的观测和研究工作。

2026工作面地表移动观测与研究的主要内容：

1、掌握地质采矿条件与地表移动的变形关系；

2、获得综采条件下地表移动与变形的分布规律；

通过对2026工作面地表移动观测站的研究，为我矿保护煤柱的留设和实现煤矿安全生产等提供科学依据，并进一步探求地表移动规律，丰富和发展我矿采煤技术。

2026综采工作面地表移动

观测站设计方案

一、2026工作面地质采矿条件

2026工作面走向长度为1110米，倾向宽150米，面积约16.65万㎡，平均采深为227米，工作面平均倾角12°，该工作面4-2煤层厚度在2.4-3.0米之间，平均2.7米，采用走向长壁垮落采煤法，综合机械化采煤。本工作面掘进水文地质条件简单，顶底板均为泥岩、粉砂岩，隔水性能好；该工作面老顶为粉砂岩或砾岩，厚度为5.75-75米，该层非常坚硬；直接顶为泥岩、砂质泥岩厚度为1.46-6.67米，直接底为细砂岩、砂质泥岩，岩性变化不大，厚度约2.47米，具有膨胀性，上部松散层厚度约为145米。

二、地表移动观测站的设计

1、观测站设计原则

为了能够获得准确、可靠、有代表性的观测资料，在观测站设计中应遵循以下原则：

（1）观测线应设在地表移动盆地的主剖面上；

（2）观测线在观测期间不受临近开采的影响；

（3）观测线的长度要大于地表移动盆地的范围；

（4）根据开采深度和设站目的，观测线上的测点应有一定的密度；

（5）观测站的控制点要设在移动盆地范围以外，埋设要牢固。

2、角量参数的选定

由于该观测站为我矿第一个观测站，角度参数的选定只能参照我矿采矿条件，地质地层结构实际揭露，矿区地表移动观测成果等资料。

矿区的角度参数为：

α= 10°，β= 78°

γ= 72°，δ= 85°~ 88°

由矿区地表移动经验公式得：

δ掘=γ掘=88°- 78 * m/H0 –20* h/H0±4.5°=74.3°±4.5°

β掘=85°- 72 * m/H0 – 20* h/H0±1.9°= 71.4°±1.9°

其中：

α---- 松散层移动角

γ、β---- 倾向移动角

δ---- 走向移动角

m ---- 煤层平均厚度2.7

h ---- 松散层厚度145

H0---- 回采工作面平均开采深度227

3、观测线位置的确定

根据观测站设计原则，在2026工作面上方地表布置两条观测线，A号观测线为工作面走向方向并超出工作面长度两侧各50米的位置，B号观测线为工作面中部沿倾向布置的采空区上方，超出工作面宽度两侧各50米的位置。

附：1、图1：A号观测线剖面图

2、图2：B号观测线剖面图

3、观测站平面位置设计见附图。

4、观测线长度的确定

根据《煤矿测量规程》有关规定，调整△β、△γ、△δ取20°，以剖面法求得A号和B号观测线长度分别为1200米和250米，共计1450米，如图1所示。

A号观测线长度按下式计算：

A1A20 = 2（H0-h）cot（δ-△δ）+L

式中：L---工作面走向长度

△δ---为走向移动角的修正值

同理可得B号观测线的长度：

B1B15 = H1 cot（β-△β）+cot H2 cot（γ-△γ）+ Lcosa

式中：△γ、△β分别为倾向移动角的修正值

L---工作面倾斜长度；

H1、H2----分别为工作面下边界和上边界的开采深度

三、控制点及工作测点的个数和埋设方法

1、控制点及工作测点数

按《煤矿测量规程》规定，工作测点间距为50m，控制点间距为20m，由观测线长度计算得各测线控制点和工作测点的个数，见表1。

表1 控制点和工作测点个数

观测线编号控制点（个）工作测点（个）合计（个）

A 4 25 29

B 4 5 9

合计8 30 38

2、控制点和工作测点结构

所有控制点为混凝土制桩，钢筋露出水泥桩的高度为5mm，工作测点为木桩上部配钢钉制作，如图2和图3所示。

图2 控制点图图3 工作测点图

3、埋设方法

（1）埋设控制点应用全站仪根据施工测量要求按设计坐标在实地标定其位置，工作测点用全站仪标定，尽量使其中心位于同一方向线上，用木桩配钢钉制作。

（2）挖坑前先把点位引到1米外的四个临时十字桩上，在所标定位置挖一直径为0.5米左右，控制点坑深为0.7m以上，坑底捣实，先铺一层0.1米厚的混凝土后放置预制桩，并用混凝土固定控制点周围，固定高度分别为0.3米，由十字桩拉线指示测点位置，控制点的偏心不要大于1cm，工作测点偏心不要大于5cm，观测线上为三个控制点，先埋设两端点，然后用全站仪标埋中间控制点；

（3）在整个观测期间必须采取有效措施对控制点和工作测点严加保护，如有破坏应及时补埋；

（4）部分控制点和工作测点标定坐标见表2；

（5）观测站各控制点和工作测点的埋设工作应与2013年3月25日前完成。

表2 控制点和工作测点坐标

点号纵坐标（X）横坐标（Y）备注

E1 3890034.123 36540623.904

E2 3890057.046 36540628.111

F1 3890294.656 36541860.106

F2 3890315.722 36541858.688

C1 3890473.451 36541225.946

C2 3890449.217 36541222.261

D1 3890056.012 36541319.658

D2 3890074.938 36541327.930

A1 3890096.965 36540620.626

A25 3890397.693 36541800.271

B1 3890149.762 36541329.541

B5 3890390.044 36541268.313

A15(B3) 3890269.923 36541298.931

四、观测项目、方法、精度和时间

1、连接测量

①控制点的平面位置采用全站仪导线控制，点位误差不得大于10mm，全站仪导线布置如图4所示。