摘要：根據礦區實際情況，設計合理的變形監測網實施方案，對煤層開采地表移動和變形進行監測，將變形監測數據進行處理，求出下沉的影響范圍及分析移動變形規律。

　　關鍵字：開采沉陷,地表移動,充分采動

　　一、前言

　　開采引起的地表移動過程，受多種地質采礦因素的影響，因此，開采深度、開采厚度、采煤方法及煤層產狀等因素的不同，地表移動和破壞的形式也不同。地下采礦對地表移動的影響主要有垂直方向的移動和變形(下沉、傾斜、曲率、扭曲)，水平方向的移動變形(水平移動、拉伸與壓縮變形)以及地表平面內的剪應變三類。

　　二、地表移動變形監測與數據分析的基本理論

　　(一)監測方案

　　1.觀測站設計時必須具備以下資料:

　　(1) 設站地區的井上對照圖,以便確定觀測地區井下開采和地面位置的關系.圖的比例尺一般為1：1000或2：1000。

　　(2) 設站地區的地質和水文地址資料，包括：地形地質圖、地質柱狀圖、煤層賦存條件、覆巖物理力學性質、水文條件等。

　　(3) 開采工作面設計資料，包括：巷道布設、采煤方法、頂板管理方法、開采厚度、工作面推進速度、回采時間及周圍開采情況。

　　(4) 觀測地區井上下測量資料，主要是;控制點、導線點和水準點的坐標。

　　(5) 礦區已有的開采沉陷資料，如：移動角、最大下沉角、充分采動角、松散層移動角及其他有關參數。若礦區尚無自己的沉陷參數時，可選用地質采礦條件相似礦區的參數進行設計。

　　2.觀測站的布設形式

　　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，目前我國礦區大多數采用剖面線狀觀測

　　站，在研究地表非主斷面上任何點的移動時才設成網狀觀測站。剖面線狀的地表移動觀測站測線布設形狀

　　如圖1：

　　觀測站一般由兩條觀測線組成，一條沿煤層走向方向，一條沿傾斜方向，它們互相垂直并相交。觀測線布設形式主要考慮如下問題：

　　(1) 開采工作面尺寸是否達到充分采動;

　　(2) 目前工作面是否開采，開采工作面推進速度，測線設置的測點位置在設置前不應采動;

　　(3) 根據設站目的確定觀測線的長度和條數;

　　(4) 設站區地面地貌和地物情況;如圖2：

　　3.地表移動觀測站的觀測工作

　　表移動觀測站,無論是短期觀測站還是長期觀測站均觀測觀測線上各測點在時間和空間上的位置變化。地表移動觀測站的觀測工作劃分為：觀測站的連接測量，全面觀測，巡視測量，日常觀測工作。

　　(二)表移動觀測站成果整理

　　資料收集和整理以后，必須注意用正確的方法確定巖曾與地表移動的參數。煤層不制定的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤住留設與壓煤開采規程》中已統一了巖層與地表移動參數的確定方法。

　　1.一般參數，包括地表下沉系數q、水平移動系數b、邊界角、移動角、裂縫角、充分采動角、最大下沉角、地表最大下沉速度、超前影響角。

　　2.特定參數的確定方法，主要采用概率積分法，其參數主要有五個：下沉系數、拐點偏距、主要影響角正切、水平移動系數、開采影響傳播角。

　　特定參數，主要是指拐點偏距和主要影響角正切。

　　利用各個參數及相應公式計算各測點的移動和變形值及下沉速度等。

　　三、巖移觀測站觀測工作

　　(一)巖移觀測站原始數據測量

　　1、巖移觀測站坐標和邊長原始數據測量

　　巖移觀測站的平面坐標原始數據測量一般以各自井田范圍內四等平面控制網中的GPS控制點為起算點，按井上一級導線精度要求進行兩次獨立觀測，并將導線閉合差分配后的兩次測量結果平均值作為巖移觀測站各測點的原始坐標。各測點間的水平邊長采用坐標反算方法求得。

　　2、巖移觀測站高程原始數據測量

　　巖移觀測站各測點的高程原始數據測量，一般以各自井田范圍四等水準網中的三等水準點為高程起算點，按四等水準測量的精度要求，獨立進行兩次觀測，并將高程閉合差分配后的兩次觀測結果的平均值作為觀測站各測點的原始高程數據。

　　(二)觀測點埋設要求

　　1.在觀測期間能可靠保存，并和地表牢固結合，不受凍害影響。

　　2.便于觀測高程和丈量距離。若標志露出地面不會被迫壞時，用露出式測點比較方便，一般高出地面10~20cm。如預計到地表下沉后測點可能被水淹沒或被其它充填物埋設沒，應考率日后便于加高的測點結構。

　　3.控制點和工作測點按設計要求用經緯儀標定，并盡量埋在同一方向線上，以便簡化觀測和計算。

　　4.費用低

　　為了保證觀測站控制點的穩定性，應定期地進行從礦區水準點到觀測控制點的水準測量。如果礦區水準基點離測站較遠，在觀測站附近1~2km處，至少要埋設兩個水準基點。

　　四、觀測數據的計算與整理

　　利用觀測站各工作測點的高程日常觀測值，分別計算出各工作測點的相鄰兩次觀測站的下沉值和積累下沉值。利用每次測點間水平邊長日常觀測值，和測點的累計下沉值。計算出各工作測點的傾斜變形、曲率變形、水平變形、水平移動等移動變形值。

　　五、觀測數據的總結和分析

　　根據所求得的數據，得出觀測站各測點的各種移動變形值的大小，下沉速度的快慢，各觀測線測點的最大移動值與《煤礦測量規程》中的臨界變形值(傾斜變形值、曲率變形值 、水平變形值 )相差多少，分析地表移動變形的影響因素。

　　參考文獻：

　　[1]何國清，楊倫等.礦山開采沉陷學[M].徐州：中國礦業大學出版社，1991

　　[2]劉寶琛，廖國華.煤礦地表移動基本規律[M].中國工業出版社，1983