摘要：根据矿区实际情况，设计合理的变形监测网实施方案，对煤层开采地表移动和变形进行监测，将变形监测数据进行处理，求出下沉的影响范围及分析移动变形规律。
关键字：开采沉陷,地表移动,充分采动
一、前言
开采引起的地表移动过程，受多种地质采矿因素的影响，因此，开采深度、开采厚度、采煤方法及煤层产状等因素的不同，地表移动和破坏的形式也不同。地下采矿对地表移动的影响主要有垂直方向的移动和变形(下沉、倾斜、曲率、扭曲)，水平方向的移动变形(水平移动、拉伸与压缩变形)以及地表平面内的剪应变三类。
二、地表移动变形监测与数据分析的基本理论
(一)监测方案
1.观测站设计时必须具备以下资料:
(1) 设站地区的井上对照图,以便确定观测地区井下开采和地面位置的关系.图的比例尺一般为1：1000或2：1000。
(2) 设站地区的地质和水文地址资料，包括：地形地质图、地质柱状图、煤层赋存条件、覆岩物理力学性质、水文条件等。
(3) 开采工作面设计资料，包括：巷道布设、采煤方法、顶板管理方法、开采厚度、工作面推进速度、回采时间及周围开采情况。
(4) 观测地区井上下测量资料，主要是;控制点、导线点和水准点的坐标。
(5) 矿区已有的开采沉陷资料，如：移动角、最大下沉角、充分采动角、松散层移动角及其他有关参数。若矿区尚无自己的沉陷参数时，可选用地质采矿条件相似矿区的参数进行设计。
2.观测站的布设形式
根据设站目的，合理地选择观测站的布设形式是十分重要的，目前我国矿区大多数采用剖面线状观测
站，在研究地表非主断面上任何点的移动时才设成网状观测站。剖面线状的地表移动观测站测线布设形状
如图1：
观测站一般由两条观测线组成，一条沿煤层走向方向，一条沿倾斜方向，它们互相垂直并相交。观测线布设形式主要考虑如下问题：
(1) 开采工作面尺寸是否达到充分采动;
(2) 目前工作面是否开采，开采工作面推进速度，测线设置的测点位置在设置前不应采动;
(3) 根据设站目的确定观测线的长度和条数;
(4) 设站区地面地貌和地物情况;如图2：
3.地表移动观测站的观测工作
表移动观测站,无论是短期观测站还是长期观测站均观测观测线上各测点在时间和空间上的位置变化。地表移动观测站的观测工作划分为：观测站的连接测量，全面观测，巡视测量，日常观测工作。
(二)表移动观测站成果整理
资料收集和整理以后，必须注意用正确的方法确定岩曾与地表移动的参数。煤层不制定的《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤住留设与压煤开采规程》中已统一了岩层与地表移动参数的确定方法。
1.一般参数，包括地表下沉系数q、水平移动系数b、边界角、移动角、裂缝角、充分采动角、最大下沉角、地表最大下沉速度、超前影响角。
2.特定参数的确定方法，主要采用概率积分法，其参数主要有五个：下沉系数、拐点偏距、主要影响角正切、水平移动系数、开采影响传播角。
特定参数，主要是指拐点偏距和主要影响角正切。
利用各个参数及相应公式计算各测点的移动和变形值及下沉速度等。
三、岩移观测站观测工作
(一)岩移观测站原始数据测量
1、岩移观测站坐标和边长原始数据测量
岩移观测站的平面坐标原始数据测量一般以各自井田范围内四等平面控制网中的GPS控制点为起算点，按井上一级导线精度要求进行两次独立观测，并将导线闭合差分配后的两次测量结果平均值作为岩移观测站各测点的原始坐标。各测点间的水平边长采用坐标反算方法求得。
2、岩移观测站高程原始数据测量
岩移观测站各测点的高程原始数据测量，一般以各自井田范围四等水准网中的三等水准点为高程起算点，按四等水准测量的精度要求，独立进行两次观测，并将高程闭合差分配后的两次观测结果的平均值作为观测站各测点的原始高程数据。
(二)观测点埋设要求
1.在观测期间能可靠保存，并和地表牢固结合，不受冻害影响。
2.便于观测高程和丈量距离。若标志露出地面不会被迫坏时，用露出式测点比较方便，一般高出地面10~20cm。如预计到地表下沉后测点可能被水淹没或被其它充填物埋设没，应考率日后便于加高的测点结构。
3.控制点和工作测点按设计要求用经纬仪标定，并尽量埋在同一方向线上，以便简化观测和计算。
4.费用低
为了保证观测站控制点的稳定性，应定期地进行从矿区水准点到观测控制点的水准测量。如果矿区水准基点离测站较远，在观测站附近1~2km处，至少要埋设两个水准基点。
四、观测数据的计算与整理
利用观测站各工作测点的高程日常观测值，分别计算出各工作测点的相邻两次观测站的下沉值和积累下沉值。利用每次测点间水平边长日常观测值，和测点的累计下沉值。计算出各工作测点的倾斜变形、曲率变形、水平变形、水平移动等移动变形值。
五、观测数据的总结和分析
根据所求得的数据，得出观测站各测点的各种移动变形值的大小，下沉速度的快慢，各观测线测点的最大移动值与《煤矿测量规程》中的临界变形值(倾斜变形值、曲率变形值 、水平变形值 )相差多少，分析地表移动变形的影响因素。
参考文献：
[1]何国清，杨伦等.矿山开采沉陷学[M].徐州：中国矿业大学出版社，1991
[2]刘宝琛，廖国华.煤矿地表移动基本规律[M].中国工业出版社，1983
