慕斌 杨勇 邵宏斌
甘肃华亭煤电股份有限公司华亭煤矿 甘肃 平凉 744100
引言：根据《煤矿安全规程》和《煤矿测量规程》规定：建（构）物、水体下、铁路下及主要井巷煤柱开采，必须设立观测站，观测地表和岩层移动与变形，观测站一般设为剖面线观测站和网状观测站，剖面线观测站是目前矿区应用较多的一种布站形式，在主断面（倾斜和走向）方向上布点成直线，因工作面的长度不一，地形地貌不同，所以合理的观测线的长度的规划尤为重要。
二、观测线长度计算公式
剖面线观测站的布设形式如图1所示，可根据《煤矿测量规程》第257条规定按照工作面的长度确定观测线的方式和数量。走向观测线和倾向观测线长度一般公式计算如下：
图1
2.1走向观测线计算公式为：
S走向=2(H0-h)ctg(δ-Δδ)+2hctgφ+L+6S0
式中，h—松散层厚度； H0—观测线平均采深；
φ—松散层移动角，； δ—走向移动角；
Δδ—走向移动角的修正值°； S0—控制点之间点间距；
L1—工作面推进长度
2.2倾向观测线计算公式为：
S倾斜 =2hctgφ+(H1–h)ctg(β-Δβ)+( H2–h)ctg(γ-
Δγ)+L1cosα+6S0
式中，h—松散层厚度； H1—下山开采深度；
H2—上山开采深度； γ—上山移动角；
Δγ—上山移动角的修正值； β—下山移动角；
Δβ—下山移动角的修正值； L1—工作面倾斜长度；
α—工作面煤层倾角； φ—松散层移动角；
S0为控制点之间点间距；
三、分层开采观测线长度计算公式
对华亭煤矿250106-1工作面和250102-2工作面按照一般公式计算长度、补点，从岩移观测数据可知当工作面分层重复采动时地表下沉速度快，启动距离变短，地表塌陷破坏程度会更加剧烈,顶板下沉传递到地表所需要时间短。下沉系数q变大、水平移动系数b复=b初；主要影响范围角正切tanβ0较初次采动变大，由公式：r=H0/tanβ0
可知主要影响半径变小。当工作面在开切眼或停采线时，主要影响范围r0计算式为:
r0=（H0-h）/tanδ+h/tanφ
由此可得知，当近水平煤层重复开采时移动角的修正值可不加入到分层开采观测线长度计算当中。优化后观测线长度计算公式应为:
S走向=2（H0-h）ctgδ+2hctgφ+L+6S0
S倾向 =2hctgφ+(H1–h)ctgβ +( H2–h)ctgγ+L1cosα+6S0
三、经济效益
受采动影响的地表从原有标高向下沉陷，从而在采空区上方形成多个沉陷区域，空区危害及地压安全隐患问题逐渐显现严重，发生形式主要包括地面塌陷、地面沉降和地裂缝，通过计算开采地下矿产资源引起地表与上覆岩层的岩体遭到破坏而产生的位移量，避免了周边区域居民生活、道路、设施等遭受破坏，确保人身、设备安全生产，应注重加强相应的治理和防范措施，防止受大面积采动引起地质灾害，为矿山生产创造了安全的环境条件。通过对观测数据产生的报表、图形、曲线等进行数据分析，及时了解塌陷区的各项位移参数，掌握塌陷区地表位移规律，为塌陷区的复垦、治理提供基础资料。准确计算塌陷区岩层移动范围，控制土地流失，实现矿区安全稳定。
因为采区地表沟壑纵横，地势为大小不等梁峁相间的黄土低山丘陵地貌，观测线的长短对测点的埋设和观测尤为重要，此次岩移观测公式的优化，缩短了观测线的长度，从而节省了因为布点所产生的人力和物力的消耗，提高了安全保障，可以推广至临近近水平煤层分层开采的矿区。