移动角的确定及移动观测

研究地表移动的目的之一是确定移动角，以便设计保护煤柱。 目前确定移动角的方法有实测法和类比法两种。实测法是在采空区上方的地面上，建立地表移动观测站，测定各点高程与水平距离的变化；然后，根据观测资料进行分析、研究，确定移动参数。类比法是借用地质条件相类似的矿区所测得的移动参数。

一、地表移动观测站确定移动角

表15-1 观测点之间的距离

1.地表移动观测站

为了研究地表移动的大小、范围、速度、移动及变形分布、移动持续的时间等，在地表出现移动之前，沿移动盆地的主断面设立若干测点，组成地表移动观测站；由这些观测点连接成的直线，称为观测线；观测线延伸至移动盆地之外，与新设的控制点相连。观测点之间的距离应尽可能相等，其大小与开采深度有关（表15-1）。

选择建立观测站的地点，应尽量满足如下条件：煤层赋存稳定，地质条件较为简单，无大断层，开采深度为100～300m，仅采一层煤，四周无采空区，且地势较为平坦。

图15-5 观测站位置图

图15-5为某矿设置的地表移动观测站示意图。图中，沿倾向主断面与走向主断面设置AB、 CD两条观测线，R1、 R2、R3、 R4点为新设置的控制点，控制点与工作测点相距50～100m。一般在观测线的每端（沉陷范围以外）应布设不少于两个控制点，其间距应不小于50m。如因条件限制，也可只在一端设立控制点，但数目应不少于3个。2.地表移动的外业观测工作

在采区开始回采之前，应在矿区控制网的基础上，测量出所有控制点与各测点的高程和平面位置。然后，在地表移动过程中，定期观测各测点的高程和平面位置的变化。

外业测量工作的主要内容包括：水准测量、距离测量、支距测量。支距测量是测出各测点偏离观测线的程度，以便掌握测点沿观测线方向的横向移动规律，方法是用经纬仪定出观测线，以小钢尺量取测点到观测线的距离。

观测线控制点的高程用三等水准测量的方法， 自矿区高程控制点起引测。开采前测定控制点和观测点高程时，应组成水准网，按三等水准测量的要求进行。而沉陷期间和采后测定观测点高程时，以观测线控制点为起点和终点，采用单程附合水准路线或往返测水准支线，按四等水准测量的要求进行。对于一条观测线上所有点的高程测量，应尽可能在一天内完成。观测线控制点的高程应定期进行检查，其时间间隔可为一年左右。

图15-6 下沉曲线

地表移动的全过程通常分为初始期、活跃期与衰减期三个阶段。当采动影响地表下沉值达10mm时，即进入初始期，初始期每隔1～3个月观测一次；当开采缓倾斜和倾斜煤层时，每月下沉值大于50mm，开采急倾斜煤层时，每月下沉值大于30mm，即进入活跃期，活跃期每半个月至一个月观测一次，但观测次数不得少于四次；此后，在回采工作结束后，当每月下沉值小于50mm时，即进入衰减期，此时在停采线两侧选择若干观测点进行定期的水准测量，观测的时间间隔视开采深度和顶板岩性等具体条件而定，一般为1～3个月，直至地表各观测点在6个月内的下沉量都不大于30mm为止，即认为移动终止，此时可进行采后的最后一次全面观测。

3.观测成果的内业整理及制图

根据正确的外业测量成果，经过内业计算和成果整理，即可获得各点的下沉值和水平位移值，然后绘出每条观测线的剖面图，并在其上绘制地表下沉曲线、倾斜曲线、曲率曲线以及水平移动和水平变形曲线，分别在这些曲线上找出对建筑物有危险的边界点。然后从其中最外边的一个点向采空区边界点作连线，连线在煤柱一侧与水平线所成的夹角，即为岩层沿走向主断面上的移动角δ（图15-6）。同法在沿倾向主断面上求出上山移动角γ和下山移动角β。

二、用类比法确定移动角

在新矿区或未进行岩层移动观测的矿区，可以采用类比法确定移动角值。这种方法是把本矿区的地质采矿特征、上覆岩层的岩石性质、煤层倾角、煤厚及开采深度等条件，与已研究过的矿区进行类比，选择和确定设计保护煤柱的移动角值。这种与同类煤田对比求岩层移动角的方法，称为类比法。