浅谈如何做好煤矿地表移动观测

朱晓君

【摘要】煤炭作为我国的主要资源，国家对煤矿十分重视，尤其是安全问题。对采区的观测站的定期观测，可以确定这些测点的空间位置及其相对位置的变化，掌握开采沉陷的规律，以此来减少开采带来的影响。可见，煤矿的开采地表观测是十分有意义而且必要的。文章对此进行了探讨。

【关键词】煤矿地表沉陷观测连接测量

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的变化。地表移动观测站的观测工作可分为：观测站的连接测量，全面观测，单独进行的水准测量，地表破坏的测定和编录。

一、观测站的布设

（一）设站时间要求

在工作面开始回采之前，将设计好的观测站标定到实地上。控制点和观测点的标定和埋设，最好埋设后能经过雨天，使点位下沉稳定，避免观测期间测点自身下沉。

（二）布设方法

根据矿区地面控制网，按近井点测量的要求测量观测线交点。或某一个控制点的平面坐标和高程。其余控制点的平面坐标可用一级导线观测方法求得。

依据设计点位，从矿区控制点开始，根据设计图上控制点坐标计算方位角B和边长L标定点K1，再标定出走向观测线AB的方向以及观测线交点O。再在O点拨直角标定出倾向观测线CD的方向。然后从。点开始在两条观测线的方向上，根据设计的测点间距依次标出各测点的平面位置，并对各测点进行编号（走向观测线AB方位角为33°，倾向观测线CD方位角为123°）。

（三）控制点、观测点的构造及其埋设方法

观测站的控制点和观测点用预制的测点埋设。具体方法：在标定位置挖一个直径0.4米，深度不小于0.6米的坑，用混凝土预制的中间用10mm的圆钢筋作为标志，标志的顶部加工成球形，并钻一个深5mm、直径不小于2mm的孔作为测点标志的中心。在非冻土地区，测点的埋设深度应不小于0.6m。控制点和工作测点按设计要求用2″级全站仪标定，并按要求将观测点尽量布设在设计的方向线上。

二、地表移动观测站的观测工作

地表移动观测的基本内容是：在采动过程中，定期的、重复地测定观测线上各测点在不同时期内空间位置的变化。地表移动观测站的观测工作可分为：观测站的连接测量（控制测量），全面观测，单独进行的水准测量，地表破坏的测定和编录。

（一）观测站与矿区控制网的连接

在观测点埋设10-15天、点位稳定后，在观测站地区受采动影响之前，為了确定观测站与开采工作面之间的相互位置关系，首先应在观测站的某一个控制点与矿区控制网之间进行测量，以确定这个控制点的平面位置和高程，然后再根据它来测定其余的控制点和工作测点的平面位置。这项工作面称为观测站的连接测量。

根据该站区与该矿的地理位置及高等级控制点分布情况，由于地势原因，林网密布，野外通视条件差，因此连接测量尽量采用先进的GPS卫星定位技术。拟采用地面控制网两个D级GPS控制点作为该站区平面控制的起算点，在观测线各端头附近分别设置一组相互通视的加密控制点，作为此次观测站施工放样和观测的控制点。加密控制点间距离为25米。GPS定位测量按E级控制测量要求进行施测。

（二）全面观测

1.全面观测的内容

观测站与地面控制网连测后、地表开始移动之前，应对观测站的各测点进行开采前的最初两次全面观测。两次观测的时间间隔不超过5天。全面观测的内容包括各测点平面位置和高程、各测点间的距离、各测点偏离观测线方向的距离（即支距），记录地表原有地物的破坏情况。

2.全面观测的时间及要求

（1）采动前期初始观测

全面测量：为了准确地测定工作测点在地表移动前的空间位置，在联测后、地表开始移动之前，应该独立进行两次全面观测（两次观测时间间隔不超过5天）。采动前所进行的两次全面观测，要求同一测点高差不大于10mm，同一边长差不大于4mm，取其平均值作为观测站的原始观测数据。

（2）采动地表移动活跃期观测

为了获取地表移动过程的全部资料，除了进行采动后第一次全面观测（地表移动初期）外，还应在活跃期（即缓倾斜煤层每月下沉值大于50mm）应开始进行全面观测。

（3）采动后期末次观测

为了确定移动稳定后地表各点的空间位置，在地表稳定后需进行最后一次全面观测。地表移动稳定的标志是：连续6个月观测地表各点的累计下沉均小于30mm，以最后一次观测时间作为地表移动稳定的时间。方法：在采区停采线上方走向观测线上选择几个观测点，直到观测点在6个月内累计下沉值小于30mm时，即认为地表移动结束，以最后一次观测时间作为地表移动稳定的时间。

（三）日常观测工作

日常观测站工作是首次和末次全面观测之间适当增加的测量工作。在移动中，要进行日常测量工作及重复进行高程测量。

1.时间及次数要求

日常观测每季度进行一次。在移动活跃期，应增加测量次数。为了保证获得的观测资料的准确性，每次观测应在尽量短的时间内完成。特别是在移动活跃阶段，测量工作必须在一天内完成，并力争做到高程测量和平面测量同时进行。

2.水准测量：测量方法、仪器及精度要求

在两个水准基点间选用S2级自动安平水准仪按四等水准测量要求施测。水准路线可选用单程的附和水准或者水准支线的往返测量。采动稳定后期，对一条观测线上所有点的高程测量必须从矿区水准点开始，应尽可能在一日内完成。（因地势复杂，矿井采用GPS卫星定位技术在测量观测点位置的情况下同时测量观测点高程）

在整个移动过程中，全面观测的次数取决于设站目的。如果设站只是为了研究稳定后（静态）的地表移动规律，只要进行首次和末次全面观测即可。为了便于比较和分析，也可在移动过程中适当增加1～3次全面观测。在薄煤层开采引起的地表最大下沉值小于开采厚度的10～20%时，采动过程中可不增加全面观测的次数。如设站目的在于研究采动过程中的动态地表移动规律，就须在移动过程中，特别是在移动的活跃阶段，加密全面观测次数，并保证其观测质量。