吕沟煤矿高水充填开采地表移动和变形监测研究
观测站设计说明书
河南理工大学 2013.7
目 录
1.矿井概况 ........................................................................................... - 1 -
1.1 位置交通和自然地理 ................................................................................. - 1 -
1.1.1 位置与交通 ....................................................................................................... - 1 - 1.1.2 自然地理 ........................................................................................................... - 2 -
1.2 矿井开采技术条件 ..................................................................................... - 2 - 1.3 矿井地质 ..................................................................................................... - 3 -
1.3.1 矿区地层 ........................................................................................................... - 3 - 1.3.2水文地质条件 .................................................................................................... - 3 -
1.4 矿井构造 ..................................................................................................... - 4 -
2、设立观测站的目的和任务 ............................. - 5 -
2.1 目的和意义 ................................................................................................. - 5 - 2.2 主要任务 ..................................................................................................... - 6 -
3、工作面地质采矿条件 ..................................................................... - 8 -
3.1 工作面位置 ................................................................................................. - 8 - 3.2 煤层赋存情况、煤质及顶底板情况 ......................................................... - 8 - 3.3 地质构造情况 ............................................................................................. - 8 - 3.4水文地质条件 .............................................................................................. - 8 - 3.5 工作面开采技术条件 ................................................................................. - 9 - 3.6 采煤方法及回采工艺 ................................................................................. - 9 -
4、地表移动观测站设计 ................................................................... - 10 -
4.1 观测站设计的原则 ................................................................................... - 10 - 4.2 观测站类型及布设形式 ........................................................................... - 10 - 4.3 观测线设计所用参数分析 ....................................................................... - 12 - 4.4 观测线位置确定 ....................................................................................... - 19 -
4.4.1倾斜观测线位置的确定 .................................................................................. - 20 - 4.4.2 走向观测线位置的确定 ................................................................................. - 21 - 4.5 观测线长度的确定 .................................................................................................... - 21 -
4.5.1 走向观测线长度的确定 ................................................................................. - 21 -
4.5.2 倾斜观测线长度的确定 .................................................................................. - 22 -
4.6 测点数目及其密度 ................................................................................. - 23 -
5、观测站的设置 ..................................... - 24 -
5.1 设置时间 ................................................................................................... - 25 - 5.2 设站要求 ................................................................................................... - 25 -
6、观测站的观测工作 ....................................................................... - 28 -
6.1 测量作业依据及测量控制系统 ............................................................... - 28 -
6.1.1 测量作业的依据 ................................................................................. - 28 - 6.1.2 测量控制系统 ..................................................................................... - 28 -
6.2 观测内容及要求 ....................................................................................... - 28 -
6.2.1 连接测量 ............................................................................................ - 28 - 6.2.2 全面观测 ............................................................................................ - 30 - 6.2.3 日常观测工作 ..................................................................................... - 31 -
7、观测资料的整理与分析 ............................................................... - 33 -
7.1 实测资料处理和分析的内容 ................................................................... - 33 - 7.2 观测数据的处理 ....................................................................................... - 33 -
7.2.1 观测数据的整理 ................................................................................. - 33 - 7.2.2 移动和变形的计算 .............................................................................. - 34 - 7.2.3 移动和变形曲线图的绘制 ................................................................... - 36 - 7.2.4 观测成果 ............................................................................................ - 36 -
8、附 图............................................................................................ - 37 - 9、主要参考文献 ............................................................................... - 38 -
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吕沟煤矿高水充填开采地表岩移观测研究
观测站设计说明书 1.矿井概况
1.1 位置交通和自然地理 1.1.1 位置与交通
吕沟煤矿北东距禹州市10km、东距许昌市50km。矿区北有许昌—神后地方窄轨铁路至许昌市与京广铁路相接，北有许昌—洛阳的豫31公路，往东至许昌市与107国道和京珠高速公路相连。区内沥青公路与周围各县市相通，简易公路四通八达，交通较为便利。见图1-1。
图1-1 交通位置图
吕沟煤矿位于河南省禹州煤田三峰山—米托寺矿区，地理坐标为东经113°19′41″～113°22′49″，北纬34°05′44″～34°07′16″。矿区东西长4.8km，南北宽1.9~2.7km，面积10.33km2。
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1.1.2 自然地理 (1)地形、地貌
矿区属于以构造剥蚀类型为主之低山丘陵区，地势西高东低。煤系顶部之“平顶山砂岩”，因耐剥蚀力较强，在区内形成沿地层走向延展之单面山地形，自东而西构成三峰山、玉皇山、凤翅山、大刘山、牛颈山、云盖山。标高300~704m，地形比高东部约110m，西部达380m，煤系地层因松软易风化，形成低凹丘陵地形，标高一般为200~300m，西部较高，约400~500m。 (2)水文
区内冲沟较多，无长年有水河流。区外西部仅有一条常年性有水河流—兰河，虽流量不大，但雨季流量倍增。据1964年3月到1965年2月对该河的观测，流量0.527~3.288m3/s，1957年7月涧渡村附近最高洪水位+142.96m。 1.2 矿井开采技术条件 （一）瓦斯
吕沟矿属低瓦斯矿井，全矿井瓦斯绝对涌出量一般为1.906~2.487m3/min，瓦斯相对涌出量一般为1.986~2.892m3/t·d；二氧化碳绝对涌出量一般为4.447~4.595m3/min，相对涌出量一般为4.652~5.345m3/t·d；六2煤瓦斯绝对涌出量一般为1.226~1.262m3/min，瓦斯相对涌出量一般为1.359~2.210m3/t·d；二氧化碳绝对涌出量一般为2.082~2.212m3/min，相对涌出量一般为2.242~3.987m3/t·d；七
4煤瓦斯绝对涌出量一般为
0.675~0.835m3/min，瓦斯相对涌出量一般
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