淺談曉明礦巖移觀測現(xiàn)狀

摘 要：隨著經濟的不斷發(fā)展，我國煤礦企業(yè)迅速發(fā)展，由于煤炭的不斷開采，造成礦區(qū)地下形成大量采空區(qū)，破壞了巖體內部的力學平衡狀態(tài)，在周圍巖體中產生采動影響，以致使巖體本身及巖體內的地下工程結構物、地面地形等發(fā)生變形，從而產生極大的危害。曉明礦根據(jù)自身的實際生產情況，結合《煤礦測量規(guī)程》及集團公司的有關規(guī)定，在北三采區(qū)地表建立長期的專門觀測站，對高壓線及鐵路進行長期觀測，為曉明礦的巖移觀測與研究提供數(shù)據(jù)，從而指導井下生產與地面建設。

關鍵詞：巖移觀測；觀測站；連接測量；下沉數(shù)據(jù)

鐵煤集團曉明煤礦北三采區(qū)地面多為村莊及公路、鐵路，該采區(qū)回采后造成一定程度的地表沉降，為了保護礦區(qū)井上、下建筑物等免受開采的有害影響，在礦區(qū)設立巖移觀測站，定期進行觀測，從而掌握巖層的變化程度及規(guī)律，以便指導生產與建設。

1 曉明礦地理概況及生產現(xiàn)狀

1.1 曉明礦地理概況

鐵法煤田位于遼寧省調兵山市境內，曉明井田位于鐵法煤田的中西部。

1.1.1 井田地理位置

東經 123°34′14.7″～123°38′19.6″

北緯 42°26′43.5″～ 42°29′33″

1.1.2 平面直角坐標

經距：41546959～41552492

緯距： 4701355～4706623

1.1.3 井口座標。本礦采用立井石門開拓方式。在井田中央偏東北開鑿豎井三個（主井、副井、中央風井）。另外在井田西部可采邊界外開一個風井。各井口座標如表2。

2 巖移簡介

2.1 巖移

井下煤層開采破壞了巖體內部平衡，巖丑怪出現(xiàn)了移動變形。當采空區(qū)面積達到一定范圍，移動和變形就到達了地表。使房屋、河流、鐵路、管線破壞。

2.2 巖移觀測站的建立

2.2.1 觀測站設計原則。不受鄰近開采影響；觀測線在地表移動斷面；觀測線長度大于地表范圍；觀測站控制點在移動盆地范圍外；觀測線有一定密度。

2.2.2 觀測站布設形式。根據(jù)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(qū)大多采用剖面現(xiàn)狀觀測站。

2.2.3 觀測站設計內容。觀測站設計包括編寫設計說明書和繪制設計圖兩部分工作。

2.2.4 觀測站地點選擇。觀測站設站地點的選擇取決于設站的目的。通過設站觀測獲得的資料，反映各種地質采礦條件的綜合影響，因此要查明各種因素的影響，必須進行長期觀測。

2.3 觀測站的觀測工作

2.3.1 全面觀測。在設站地區(qū)沒有影響之前，獨立做好觀測，對不同的測量結果進行認定，高程差小于10mm、支距差小于30mm，取平均值作為觀測站原始觀測數(shù)。根據(jù)實際情況，把相應數(shù)據(jù)清晰標注到各測點設計平面圖中，這樣才能形成有力的分析數(shù)據(jù)，保證分析結果正確。要想確保移動穩(wěn)定地表各點空間位置精度，需要地表穩(wěn)定后做出最后觀測，這也叫做末次觀測結果，設定好移動穩(wěn)定標，通過連續(xù)半年的觀測，保證地表各點下沉值小于30mm為宜。

2.3.2 連接測量。可以提前在觀測點埋好10～15天、點位固結，在采動前，做好位置確認，保證相互關系不發(fā)生大的變化，一是要在觀測站某一控制點與礦區(qū)控制網(wǎng)間做出正確的測量，這樣才能找到控制點平面位置和高程距離，根據(jù)已知點位測定其余控制點和測點平面位置，也叫作觀測站連測。通過連測，能夠把觀測站和礦區(qū)控制網(wǎng)有機聯(lián)系起來，使井上下形成良好的對應。連測也要進行兩次，形成獨立操作，依據(jù)礦區(qū)控制點分布和不同的地形特征，分別采用邊交會、角交會、邊角交會或導線測量等方式進行測量。

3 曉明礦地表巖移觀測

曉明礦現(xiàn)有主采區(qū)為北二采區(qū)、北三采區(qū)，其中有大部分已進行了回采，工作基本已經結束，而地下采空區(qū)面積過大，其地表有數(shù)條高壓線及一條鐵路在上面通過，曉明礦建立地表觀測站，定期對高壓線及鐵路進行巖移觀測。

3.1 控制點與測點埋設方法

找到有效的控制點，標石應采用鋼筋混凝土預置標——條件允許可以通過現(xiàn)場混凝土澆注，建立可見的標樁，突出半球標志。標樁規(guī)格一定要任命要求設計，可以參照《煤礦測量規(guī)程》四等水準點標石進行全面的設計與制作，底部埋設深度一定要保證低于凍土深度2.5m，確保和土層形成密實固結的狀態(tài)，這樣測點和地表才能形成聯(lián)動效果，在運動時能夠同時進行移動。測點標志較為主要，一般在現(xiàn)場進行事先埋設，埋點的時候，需要在標定位置挖好一個直徑在0.2～0.3m、深度大于0.6m的坑，同時通過混凝土灌注形成標點位置，16～20mm的鐵桿是有效的標志，中間頂部加工成球形并刻一個能夠看見的十字細槽，這樣形成了測點標志中心區(qū)。對北方凍土區(qū)，標志澆灌深度一定要在凍土線以下0.5m左右，并對周邊填緊土石，保證穩(wěn)定，使測點部分影響減少。觀測線觀測點數(shù)目及密度也非常重要，一般受開采深度和設站的影響?？梢园严嚓P的工作測點設立到預計移動盆地范圍內的相應觀測線附近，確保移動盆地中央向兩邊進行平移。在采動的時候，需要不斷修正觀測點空間位置，找到精度分布情況，掌握相應的移動規(guī)律，按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》的相關規(guī)定，設立好礦區(qū)地表移動觀測點間距，可以設定為25m。

3.2 觀測站（點）布設

觀測站的作用較多，多是在地表進行架設，巖層內部觀測站和專門觀測站也有一部分存在，主要在鐵路、建筑物、邊坡滑動部位。

（1）沿高壓線布置一組GPS控制點和水準點（在每個高壓線桿下就近布設），以便定期對高壓線附近地表進行觀測，根據(jù)數(shù)據(jù)確定地表巖移情況。（2）沿鐵路線在路基邊上每隔100m設一個水準點及GPS點，隨時掌握地表巖移情況，了解路基變化情況。

3.3 所需儀器及觀測

每月對所設站（點）進行觀測，并記錄好數(shù)據(jù)。

（1）利用全站儀進行傾斜觀測。（2）利用水準儀進行高程觀測。（3）利用GPS進行水平方向的坐標觀測。（4）結論。通過分析所得數(shù)據(jù)，對比每次觀測結果，得出巖移觀測結論。

4 結束語

通過對高壓線及鐵路路基的觀測，掌握了采區(qū)地表巖層移動的情況，通過上報集團公司，不但對指導井下生產起到了一定的作用，也為采區(qū)地表安全生產活動及建設起到了一定的輔助作用。

作者簡介：趙東東（1979-），男，工程師，2009年畢業(yè)于遼寧工程技術大學測繪工程專業(yè)，現(xiàn)任鐵法煤業(yè)（集團）有限責任公司曉明礦工程地測大隊技術員。