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解析煤矿面岩移观测站设计技术

字号+ 作者:admin 来源:未知 2011-06-17 20:41 我要评论( )

1概述 济三煤矿123上04工作面位于工业广场的北部,幸福河与济东公路在工作面南部穿过,工作面上方地表还有秦庄、前卓庙、后卓庙、及金桥集团,其余大部分为农田及其附属设施,观测站的布设届时可根据地面实际情况作调整[删除]。 本次观测站位于123上04工作面

1概述
济三煤矿123上04工作面位于工业广场的北部,幸福河与济东公路在工作面南部穿过,工作面上方地表还有秦庄、前卓庙、后卓庙、及金桥集团,其余大部分为农田及其附属设施,观测站的布设届时可根据地面实际情况作调整[删除]。
本次观测站位于123上04工作面 (十二采区中部)的正上方,地势平坦,另外该工作面为十二采区首采工作面,受外界影响因素相对较少。
本工作面所采煤层为山西组煤3上,地质构造较简单,大部分煤厚在1.4m以上,最大厚度2.2m,平均厚1.72m,倾角0°~12°,平均为3°。
煤3上底板为泥岩、中砂岩及粉细砂岩互层,煤3上顶板为粉砂岩及细粉砂岩互层、粉砂岩;泥岩硬度系数f=2~4, 粉砂岩、细砂岩及细粉砂岩互层硬度系数f=4~6,中砂岩硬度系数为8~10。
工作面回采过程中预计出现顶板淋水及采空区涌水,以采空区涌水为主。预计123上04工作面最大涌水量200m3/h,正常涌水量60~100m3/h。
2建立观测站的目的和意义
建立地表移动观测站实测研究是开采沉陷规律研究的最可靠手段。本工作面已经进入了秦庄、前卓庙、后卓庙及金桥集团保护煤柱,属于建筑物下采煤范畴,另外工作面回采引起的地表移动将会对济东公路、幸福河及河堤造成影响;根据有关规程也必须设立地表移动观测站。因此,在工作面上方建立地表移动变形观测站的主要目的有:
(1)由于本矿煤3上采用综合机械化开采技术,设置观测站的目的主要是为了取得本地区因地下煤层开采后,采动地表的移动、变形及破坏规律,包括各种移动角、边界角、移动与变形预计参数,并为进行矿区总体规划、环境评价和矿井设计时,对于建筑物、水体、铁路及主要井巷的压煤开采论证提供评价依据;
(2)为安全合理的留设保安煤柱提供技术参数,也为安全合理开采保安煤柱提供理论依据;
(3)为开展建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱的开采提供变形预计方法,以便在进行“三下”采煤时,为合理布设工作面和选定开采顺序、制订建(构)筑物及河堤加固保护措施提供依据;
(4)由于综合机械化开采地表沉陷变形的特殊规律,为了寻求在观测站布设方法、观测手段、研究内容及分析方法等方面的合理性。
3观测站工作内容
地表移动变形观测站的基本工作内容可归纳如下:
(1)地表变形观测站设计;
(2)地表观测站实地布设;
(3)地表移动观测(包括联测、首次全面观测、重复水准测量、最终全面测量等);
(4)数据处理与分析;
(5)各阶段参数求取;
(6)地表移动观测总结报告编制。
4地表移动观测站设计依据
中华人民共和国煤炭工业局2005年五月颁布的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》。
5地表移动观测站设计方案
5.1观测站的布设形式
123上04工作面结构简单,[改为设计]形状规整,是十二采区首采工作面,受外界影响因素相对较少,地表移动观测站设计相对较易。
结合该工作面上方地表实际情况,初步设计布设两条观测线:一条倾向观测线和一条走向观测线。考虑到埋点的难易程度、方便后期观测等原因,在设计观测线时,特沿前卓庙西边的半条东西走向的道路布设半条倾向观测线,沿前卓庙西边一条南北走向的水渠布设半条走向观测线。
根据地表沉陷预计数据来确定地表移动盆地的边界范围(取下沉10mm为地表移动盆地边界),计算出倾向观测线全长598m,走向观测线、全长620m。
5.2观测点的数目及密度的确定
在采动过程中,需要定期观测测点的空间位置,以反映地表点的移动情况。因此,测点的埋设深度应在本地区冻土深度以下0.5m,并保证它和土层密实固结,以使测点和地表一起移动。因本地区开采深度较深,所以在预计下沉盆地的中央区域工作测点的设计采用等间距并使点间距为25m,而在其边缘区域工作测点的设计采用等间距并使点间距为25m[则各观测点的间距为25m]。根据观测线的长度可以在工作区域内倾向观测线上设置测点24[改为25]个,依次编号为Q1、Q2…Qn。在走向观测线上设置测点25[改为26]个,依次编号为Z1、Z2、…Zn。
在观测线长度以外设置观测站控制点。在观测站存在期间,以控制点的空间位置(x,y,z)做为观测站的起算数据,因此必须保证其坚固、稳定。为了保证观测资料的准确,应对控制点的稳定性定期进行检测。控制点埋设在观测线的两端,每端至少三个[根据现场实际情况,控制点埋设在观测线的一端,并设置3个控制点
],工作测点的外端至控制点的距离及控制点间的距离为80[改为50]m左右,其中倾向观测线的控制点号分别为KQ1、KQ2、KQ3,走向观测线上为KZ1、KZ2、KZ3。考虑到现场条件,实际布设点位置可做适当调整,但是尽量按设计布设。
5.3测点埋点要求
(1)在观测期间能可靠保存,并与地表牢固结合,不受冻害影响。
(2)便于观测高程与丈量距离。若标志露出地表不会被破坏时,用露头式测点比较方便,一般高出地面10~20㎝.如预计到地表下沉后测点可能被水淹没或者被其他充填物埋没,应该考虑选用便于日后加高的测点结构。[鉴于本工作面预计下沉量300mm左右,整个观测期间不会被水淹没,故采用露头式测点,一般高出地面约250mm]

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