岩移观测工作过程简介

岩移观测工作过程简介第第页第一节煤矿地表岩移观测点及观测线设计一、参数取值由于煤矿过去未开展过岩移工作，没有地表移动各项参数，因此采用类比的方法取用各参数。该煤系地层上覆岩性可定为中硬，参照《煤矿测量手册》取定各参数如下：走向移动角：δ=550上山移动角：γ=550下山移动角：β=550最大下沉角：θ=90-0.6α松散层移动角：Φ=450煤层移动角的修正值：Δγ=Δδ=Δβ=200α――为煤层倾角二、平面位置设计1、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。工作面地表岩移观测站沿走向布设一条观测线。2、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。3、观测线的长度设计观测线的长度应保证两端（半条观测线时为一端）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。设置走向观测线的具体做法：自开切眼向工作面推进方向，以角值(δ-Δδ)划线与基岩和松散层交接面相交，再从交点以Φ角划线与地表相交于H点。H点便是不受邻区开采影响的点。在工作面停采线处，向工作面外侧用(δ-Δδ)角划线与基岩和松散层的交接面相交于一点，再从此交点用Φ角划线与地表相交于F点。在HF方向上设走向观测线。要求走向观测线和倾斜观测线垂直、相交，并稍微超过交点一段距离得G点（G点不得超过E点），HF便是走向观测线的工作长度，如图（2）。走向观测线长度HF按下式计算：式中：h—表土层厚度H0—采深 —工作面走向长度工作面观测站沿走向布设一条观测线长约1000m。倾斜观测的长度是在移动盆地主断面上确定的。具体办法是：自采区的上、下边界分别以(γ-Δγ)和(β-Δβ)划线与基岩和松散层交接相交，再从交点以Φ角划线交于地表A、B点，AB即为倾斜观测线和工作长度。如图（3）。走向主断面图(2)倾向主断面图(3)AB段的长度可按下式计算：AB=2hctgΦ+(H1-h)ctg(β-Δβ)+(H2-h)ctg(γ-Δγ)+Lcosα式中：L—工作面的倾斜长度β，Δβ—下山移动角及其修正值；γ，Δγ－上山移动角及其修正值；H1，H2—分别为采区下边界和上边界的开采深度。观测站布设一条倾向观测线长约600m。共布设两条倾向观测线。4、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，由于本次采用GPS-RTK技术观测，观测的基准点布置在工广内已知的GPS点上。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，控制点与相邻工作测点之间的距离；可在50—100m范围内选定。工作测点之间的距离，可以根据采区的平均开采深度来定，如表（2）所示。开采深度与工作点间距关系表(2)开采深度(m)点间距离（m）开采深度(m)点间距离（m）<505200-3002050-10010>30025100-20015表上的测点下沉值达到10mm。由于该工作面的平均采深为431m，所以该矿的地表移动起动距约为0.21H。二、超前影响距和超前影响角在工作面的推进过程中，工作面前方的地表随采动影响而下沉，这种现象称为超前影响距。将工作面前方地表开始移动（即下沉10mm）的点与当时的工作面开采位置连线，此连线与水平线在与水平线在煤柱一侧的夹角为超前影响角，用w表示。开始移动的点与工作面的水平距离称为超前影响距。若已知超前影响距和开采深度，便可计算超前影响角，其公式为：式中：——超前影响距离H0—平均采深根据工作面垂直变形成果表中的下沉值表，并结合煤矿地表移动观测站平面图，我们可得到工作面前方85m看作为超前影响距。已知该工作面的平均采深为431m，所以超前影响角w可由下式求得：因此，该矿的超前影响距为85m，超前影响角为79°。三、最大下沉速度及其滞后距当地表达到充分采动后，在表下沉速度曲线上，最大下沉速度总是滞后于回采工作面一个固定距离，此固定距离称为最大下沉速度滞后距，用L表示。这种现象称为最大下沉速度滞后现象。把地表最大下沉速度点与相应的回采工作面开采位置连线，此连线和煤层（水平线）在采空区一侧之夹角，称为最大下沉速度滞后角，用表示，其公式为：式中：L—滞后距H0—平均采深根据下沉速度表和煤矿工作面地表移动观测站平面图，当某点达到最大下沉速度时，工作面在该点前方50m左右。这里的50m就是最大下沉速度滞后距L。所以就可以用下式计算最大下沉速度滞后角：=83.4°所以，最大下沉速度滞后角为83.4°四、最大下沉速度煤矿工作面下沉速度值如表（4）所示。最大下沉速度与地表最大下沉值、开采深度、露岩性质以及工作面推进速度有关，地表点最大下沉速度表示为：式中：K——下沉速度系数；V——工作面推进速度，m/dH0——平均开采深度，m；Wmax——本工作面的地表最大下沉值，mm根据煤矿工作面实测数据，计算得下沉速度系数为：K=1.4五、下沉速度特征由走向下沉速度发展图（14）可见，随着工作面向前推进，下沉速度最大值位置不断的向前，这与地表移动一般规律是一致的。2004年4月达到该工作面地表移动最剧烈时期，下沉速度最大值位置并不随工作面推进而变化，而是随着开采面积扩大，地表下沉速度增大。六、地表移动持续时间地表移动持续时间和活跃期主要与开采深度、工作面推进速度、覆岩性质等有关，煤矿移动时间可按下式计算：式中：T总——总移动时间，月；T活——活跃阶段时间，月C——工作面推进速度，m/月第四节一般岩移参数的确定一、下沉系数由最大下沉值的计算公式W=mqcosa可得：q=W/（mcosa）式中：q——下沉系数W——最大下沉值m——煤层厚度a——煤层倾角——倾斜方向采动系数——走向方向采动系数所谓采动系数，就是采空区倾斜方向或走向方向的实际长度与地表达到充分采动时，相应方向上最小长度之比。采动系数的计算公式表式为：=()=()——倾斜方向的采动系数——走向方向的采动系数——采空区倾斜方向的实际长度——采空区走向方向的实际长度——平均采深、——小于1的系数。煤矿的覆岩层为中硬偏软岩层，、可取0.8，已知采面采空区倾斜方向的实际长度为120m，走向的实际长度为732m，平均采深为431m，可用上式计算得到的采动系数为：=0.22=1(大于1时取1)采动系数=0.25，=1(大于1时取1)，已知该面煤层厚度为5m，煤层倾角为12，实测最大下沉值为1744mm。下沉系数计算公式表式为:q=W/（mcosa）=0.76所以，该矿的下沉系数为：0.76。二、水平移动系数由最大水平移动的计算公式=b可推得：b=/式中：——最大水平移动值——最大下沉值b——水平移动系数利用水平变形成果表中的水平移动值表和垂直变形成果表中的下沉值表，我们可分析得到最大水平移动值为654mm，最大下沉值为1744mm。水平移动系数的值为：b=/=0.37所以，该矿的水平移动系数为0.37。三、主要影响半径和主要影响角正切主要影响半径主要是指地表移动和变形值发生的范围，可根据打印出的倾斜值表和下沉值表，确定出最大倾斜值和最大下沉值，利用公式求得主要影响半径。已知最大倾斜值的主要影响半径计算公式为：=/r因此，主要影响半径的计算公式为：r=/式中：r——主要影响半径——最大下沉值——最大倾斜值由观测数据计算知，走向方向的最大倾斜值为：7.64mm/m，倾斜上山方向的最大倾斜值为7.64mm/m，倾斜上山方向的最大倾斜值为8.34mm/m，则工作面开采主要影响半径为：r=/i=1744/7.64=228mr=W/i=1626/7.64=212mr=W/i=1626/8.34=195m相应主要影响角正切为:tg=/r=431/228=1.9tg=/=417/212=2