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    嵩山煤礦關于趙城區(qū)域地表巖移沉降的監(jiān)測設計方案

    2012-12-19 08:54:36河南煤化集團永華能源嵩山煤礦鄒雨霖
    河南科技 2012年21期
    關鍵詞:觀測線觀測站觀測點

    河南煤化集團 永華能源嵩山煤礦 鄒雨霖

    隨著嵩山煤礦2204綜采工作面的推進,即將推進至趙城水庫附近下部,有可能對趙城水庫附近農(nóng)田及其他設施產(chǎn)生影響。因此,必須加強對趙城附近區(qū)域進行地表巖移沉降進行實時觀測。本文,筆者依據(jù)在趙城區(qū)域設置不同的沉降觀測點,結合下沉活躍情況按周期進行沉降觀測,采取了計算比較相對高差位移的方法。

    一、2204工作面地質采礦條件

    2204 工作面北臨2202 工作面采空區(qū),東部、西部及北部皆無采動影響,無村莊保護煤柱。本煤田可采煤層為二1煤層,2204工作面上方表土層厚度平均為84 m,工作面設計簡單,形狀規(guī)整,受外界影響因素相對較少,但由于上方為趙城水庫,地表移動觀測站設計相對較難。夏季雨水相對較多,表土遇水較黏,對外業(yè)觀測有一定影響,冬季凍土層較薄。

    二、巖移沉降觀測線位置的確定

    1.設計參數(shù)的選取。為準確反映地表巖移情況,觀測線應設置在能夠達到充分采動的地表移動盆地的主斷面上,故根據(jù)臨近礦區(qū)地表移動規(guī)律選用設計參數(shù)。各參數(shù)的選?。荷仙揭苿咏铅?75°,上山移動角的修正值△γ=20°,下山移動角β=78°-0.6 α,下山移動角的修正值△β=15°,走向移動角δ=75°,走向移動角的修正值△δ=20°,最大下沉角θ=90°-0.4α,松散層移動角ψ=45°。

    2.傾斜觀測線位置的確定。用公式:

    公式(1)中,δ為走向移動角,△δ為走向移動角的修正值,H0為回采工作面平均開采深度,H 為松散層厚度,Ψ為松散層移動角。參數(shù)根據(jù)臨近礦區(qū)地表移動規(guī)律選用:

    D2≥0.7H0=0.7×339=237.3 m。

    為保證觀測線設在移動盆地主斷面上(因受趙城水庫影響),D2取267 m,即停采線向開切眼方向偏移267 m為傾向觀測線位置。

    3.走向觀測線位置的確定。根據(jù)一般規(guī)律為使走向觀測線建立在主斷面上,用經(jīng)驗公式:

    公式(2)中,α為為煤層平均傾角,θ為為最大下沉角,k 為為系數(shù),k取0.4,α取15°,代入公式θ=84°。

    由公式OM=H0×cotθ=423×cot84°=44.213 m,取OM=44 m,OM為沿傾斜方向從工作面中心平移的距離,即為走向觀測線位置。

    4.觀測線長度的確定。傾斜觀測線長度的確定:

    取825 m。

    5.走向觀測線長度的確定。由于走向觀測線受地理條件限制,故布設半條觀測線:

    取700 m。

    6.地表巖移觀測站如圖1所示。

    圖1 地表巖移觀測站

    三、巖移觀測點的數(shù)目及密度的確定

    在采動過程中,需要定期觀測測點的空間位置,以反映地表點的移動情況。因此,測點的埋設深度應在本地區(qū)凍土深度以下0.5 m,并保證它和土層密實固結,以使測點和地表一起移動。因本地區(qū)開采深度較深(平均深423 m),則各觀測點的間距為30 m。根據(jù)觀測線的長度可以在工作區(qū)域內傾向觀測線上設置測點27個,依次編號為Q1,Q2,…,Qn。在走向觀測線上設置測點23個,依次編號為Z1,Z2,…,Zn。

    四、沉降觀測點的觀測

    在觀測點埋設好10~15 d、點位固結之后,首先進行觀測站控制點與礦區(qū)控制網(wǎng)之間的聯(lián)測,以確定控制點的平面位置和高程。然后再根據(jù)它來測定工作測點的平面位置。連接測量可按定向基點的測量精度(點位誤差小于7 cm)要求進行。觀測線工作測點的平面位置,從已知坐標的控制點,按5 導線測量的精度要求確定。

    五、觀測數(shù)據(jù)分析

    根據(jù)布設的觀測點進行周期觀測,并將各次觀測的記錄結果檢查無誤后,進行閉合差測量,得出各測點的高程,然后計算個觀測點的沉降移動量,確定2204綜采工作面回采期間對趙城水庫區(qū)域產(chǎn)生的影響大小、范圍等,根據(jù)成果數(shù)據(jù)及時制定相應的措施。

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