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摘要：测绘技术在矿山开采过程中发挥了不可替代的作用。文章阐述了测绘技术在矿山开采中的运用：沉陷过程中的测量工作，在矿区建立各种形式的观测站，对地表移动过程进行系统观测，确保矿山安全开采生产。
关键词：测量技术；沉陷定量；观测站；
1矿山开采沉陷定量评估指标
矿山开采由刚开始的岩体移动和破坏到地表，受采动的地表收到影响而沉降，在采空区上方形成了一个比采空区更大的沉陷区域。地表发生沉陷后，原有的地表形态受到改变，导致地表水平位置产生变化、地表标高，即地表下沉或水平移动或倾斜，曲率变化、水平变形等指标。平面坐标、高程、距离和裂缝测量是地表移动观测器的观测点，通过测量工作可以计算以下数据：测点的下沉w和下沉速度v，测点的水平移动u和点间的水平变形s，测点在垂直面内的移动向量W；测点在平面上的移动向量U、空间的移动向量U和坐标方位角a；同时，可以获得测量区域的地形图：，观测线地质断面图，观测线垂直下沉曲线图，观测点水平移动与水平变形曲线图，观测点在垂直面内的移动向量图。
上述指标可以定量分析地表移动的规律，这些指标是地表沉陷预计的理论基础。地表沉陷的预计基础是测量数据的准确性。所以对测量工作来说，通过测量来获取地表点的沉陷数据然后绘制出上述定量的指标曲线，从而更好地预测和估计沉陷规律，保证矿山开采工作安全及顺利。
2矿山开采沉陷过程中的测量工作
2.1矿区地面平面、高程控制测量
用三角网、边角网、测边网和导线网等布网方法是矿区地面平面控制网采用的主要几种方法。矿区首级平面控制网与矿区远景发展关系密切，通常一般在国家一、二等平面控制网基础上布设，其等级应依矿区走向长度参照表1选定。
水准测量和三角高程则是矿区地面高程控制网建立的主要方法。水准测量测量精度高，适用于平坦的地区；山区和丘陵地带的高程控制和平面控制网点的高程测定多采用三角高程测量。矿区地面高程首级控制网，一般应采用水准测量方法建立，其布设范围和等级选择应符合表2的规定。
2.2 矿区地上地下平面、高程联系测量
采用联系测量是为了使地上、地下采用统一的高程系统和平面坐标系统。地上的坐标和高程数据通过平硐或斜井的联系测量传递到地下；在井口处采用陀螺经纬仪进行定向测量可以减少投点误差。
2-3矿区地下平面、高程控制测量
基本控制和采区控制是地下平面控制的2类。这2类控制导线都应布设成闭（附）合导线或复测支导线。基本控制导线的主要技術指标参照表3选定。
表3基本控制导线的技术指标
采区控制导线的主要技术指标参照表4选定。
2.4 矿区施工测量
在地面建（构）筑物和井巷、露天矿工程施工中，施工工程的设计位置应根据已批准的各种施工设计图纸资料标定于现场，并进行检查测量。在施工测量前，应熟悉设计图纸，验算与测量有关的数据，核对图上的平面坐标和高程系统、几何关系及设计与现场是否相符等。
2.5 矿区地上地下地形测量
可根据实际需要绘制矿区1：500、1：1000或1：2000的地形图并加注各种地物及其他注记，绘制地表和地下的横、纵断面图，以及分采或分工作面的局部采掘工程平面图，及时填图并定期将图上资料转绘到分层采掘工程平面图上。
2.6 矿区地表沉陷的监测
矿山开采沉陷工程监测常用的方式是通过常用的仪器、方法和技术对地表、道路及其建筑物上出现的移动变形进行实时监测，然后再根据监测结果分析其定性和定量规律得出开采沉陷预计方法。现场实地监测是矿山开采沉陷工程的重要研究方法之一，测定岩土及其建（构）筑物上各测点在不同时刻的空间位置。通过测绘仪器和测量方法，得出测点的空间位置并把它用数据形式或图纸描述出来，这是工程测量的目的和任务。
3 矿山沉陷区测量的实施
由于矿山开采强度的增加，引起地表松动进而破坏地表原有的地貌，引发火面积的沉陷，这就迫切地要求开展地表移动预计的研究工作。矿山开采沉陷引起的岩层和地表移动的过程非常复杂，它是地质条件、水文条件、开采条件、地形条件等多种因素综合影响的结果。要认识这一复杂过程，主要的手段是在现场设立观测站进行实地观测。
3.1沉陷区平面、高程控制测量
通过已有的地形图资料和控制测量成果来了解测区的行政划分、交通运输情况、物资供应、社会治安、地域风情、气象和地质等相关资料，同时，到现场勘查需携带收集的测区地形图、控制展点图、点之记等资料。依据矿山测量相关的规程规范开展工作，按照工程设计意图和对控制网的精度要求，制定好合理的布网方案，利用测区地形地物特点在图上设计一个图形结构强的网。埋石工作一般选在在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方。
根据矿区地面建立的控制点，按矿区测量的要求向沉陷区域引观测站测量点，并测定观测线交点或某一个控制点的平面坐标和高程。观测站与地面控制网连测后，应对观测站的各测点进行开采前的最初2次全面观测。
3.2 沉陷区地表移动观测站的监测
3.2.1地表移动观测站的布设原则
通过设置网状观测站可以详细的研究整个移动盆地。地表移动观测站通常设倾斜观测线和走向观测线各一条，二者垂直相交。设2条倾斜观测先的前提是回采工作面的走向长度大于1.4H0+50m（式中H0为平均开采深度），且至少相距50m，而且应距开切眼或停采线0.7H以上。
为了保证开采沉陷的预计参数和角度参数，确保观测资料可靠准确，在地表移动观测站的布设中需遵循以下原则：
观测线应设在地表移动盆地的主断面上；设站地区在观测期问不受邻近开采的影响；观测线的长度要大于地表移动盆地的范围；观测线上的测点应有一定的密度；观测站的控制点要设在移动盆地范围之外，埋设要牢固。
确定各观测线的位置和长度是地表移动观测站设计的目的。图纸上设计好的观测站在工作面回采之前或工作面已回采但未波及观测前的时候标定于实地。利用矿区内的等级控制点，根据设计的角度和边长，利用全站仪，首先标定观测线的控制点和走向观测线与倾向观测线的交点，然后依次标定其他各个测点的位置。
3.2.2 地表移动观测站的观测过程
连接测量。矿山未被采动之前且观测站各测点埋设固结后，观测站的某一控制点需与矿山控制网进行连接测量，这是为了确定观测站与工作面之间的相互位置关系，从而确定该观测站控制点的高程和平面坐标。连接测量需独立进行2次，平面连接测量的点位误差应小于7mm，采用边交会、角交会、边角交会、导线测量和GPS测量进行。高程连接测量应以不低于兰等水准测量的精度要求进行。
全面测量。全面测量要求需独立观测2次且2次观测时间间隔小于5d。全面观测在工作面开采前10～15d时进行。测点的高程测量、各测点偏离观测线方向的支距测量、各测点问的距离测量和地表特征状况记录与素描均是全面测量的内容要点。
高程测量一般按三等水准测量的精度要求直接从观测站控制点开始。附和水准测量一般是观测站两端均有控制点时采用；如只有一端控制点则要往返水准测量，各测点高程经平差后取得。如果观测站地形起伏较大，则采用三角高程测量或GPS定位测量。距离测量可以通过全站仪或GPS直接测定各测点的高程和平面位置，再运用平面坐标泛酸，确定各测点的支距和相邻测点的距离。
巡视观测、加密水准测量和地表变化特征素描、摄影均为日常观测。确定观测站是否受到开采的影响，地表移动是否稳定及地表移动的剧烈程度可以通过巡视测量来获取，是全面观测和加密水准观测的依据。地表移动速度决定加密水准测量，通常隔1-3个月测量一次，水准测量次数岁地表活跃期而增加。
4 结语
开采沉陷参数的依据是通过开采沉陷的预计参数和利用智能的测量仪器和先进的测绘技术布设矿区控制网并建立地表移动观测站获得的。建立地表移动观测站定期观测，保证数据的准确与可靠性，结合工作面的布置和采煤方法等细节因素，最终寻求地区地表与岩层移动的预计方法和参数。掌握地表的移动规律，有利于矿山开采工作的安全，避免人力物力的损失。
关键词：测量技术；沉陷定量；观测站；
1矿山开采沉陷定量评估指标
矿山开采由刚开始的岩体移动和破坏到地表，受采动的地表收到影响而沉降，在采空区上方形成了一个比采空区更大的沉陷区域。地表发生沉陷后，原有的地表形态受到改变，导致地表水平位置产生变化、地表标高，即地表下沉或水平移动或倾斜，曲率变化、水平变形等指标。平面坐标、高程、距离和裂缝测量是地表移动观测器的观测点，通过测量工作可以计算以下数据：测点的下沉w和下沉速度v，测点的水平移动u和点间的水平变形s，测点在垂直面内的移动向量W；测点在平面上的移动向量U、空间的移动向量U和坐标方位角a；同时，可以获得测量区域的地形图：，观测线地质断面图，观测线垂直下沉曲线图，观测点水平移动与水平变形曲线图，观测点在垂直面内的移动向量图。
上述指标可以定量分析地表移动的规律，这些指标是地表沉陷预计的理论基础。地表沉陷的预计基础是测量数据的准确性。所以对测量工作来说，通过测量来获取地表点的沉陷数据然后绘制出上述定量的指标曲线，从而更好地预测和估计沉陷规律，保证矿山开采工作安全及顺利。
2矿山开采沉陷过程中的测量工作
2.1矿区地面平面、高程控制测量
用三角网、边角网、测边网和导线网等布网方法是矿区地面平面控制网采用的主要几种方法。矿区首级平面控制网与矿区远景发展关系密切，通常一般在国家一、二等平面控制网基础上布设，其等级应依矿区走向长度参照表1选定。
水准测量和三角高程则是矿区地面高程控制网建立的主要方法。水准测量测量精度高，适用于平坦的地区；山区和丘陵地带的高程控制和平面控制网点的高程测定多采用三角高程测量。矿区地面高程首级控制网，一般应采用水准测量方法建立，其布设范围和等级选择应符合表2的规定。
2.2 矿区地上地下平面、高程联系测量
采用联系测量是为了使地上、地下采用统一的高程系统和平面坐标系统。地上的坐标和高程数据通过平硐或斜井的联系测量传递到地下；在井口处采用陀螺经纬仪进行定向测量可以减少投点误差。
2-3矿区地下平面、高程控制测量
基本控制和采区控制是地下平面控制的2类。这2类控制导线都应布设成闭（附）合导线或复测支导线。基本控制导线的主要技術指标参照表3选定。
表3基本控制导线的技术指标
采区控制导线的主要技术指标参照表4选定。
2.4 矿区施工测量
在地面建（构）筑物和井巷、露天矿工程施工中，施工工程的设计位置应根据已批准的各种施工设计图纸资料标定于现场，并进行检查测量。在施工测量前，应熟悉设计图纸，验算与测量有关的数据，核对图上的平面坐标和高程系统、几何关系及设计与现场是否相符等。
2.5 矿区地上地下地形测量
可根据实际需要绘制矿区1：500、1：1000或1：2000的地形图并加注各种地物及其他注记，绘制地表和地下的横、纵断面图，以及分采或分工作面的局部采掘工程平面图，及时填图并定期将图上资料转绘到分层采掘工程平面图上。
2.6 矿区地表沉陷的监测
矿山开采沉陷工程监测常用的方式是通过常用的仪器、方法和技术对地表、道路及其建筑物上出现的移动变形进行实时监测，然后再根据监测结果分析其定性和定量规律得出开采沉陷预计方法。现场实地监测是矿山开采沉陷工程的重要研究方法之一，测定岩土及其建（构）筑物上各测点在不同时刻的空间位置。通过测绘仪器和测量方法，得出测点的空间位置并把它用数据形式或图纸描述出来，这是工程测量的目的和任务。
3 矿山沉陷区测量的实施
由于矿山开采强度的增加，引起地表松动进而破坏地表原有的地貌，引发火面积的沉陷，这就迫切地要求开展地表移动预计的研究工作。矿山开采沉陷引起的岩层和地表移动的过程非常复杂，它是地质条件、水文条件、开采条件、地形条件等多种因素综合影响的结果。要认识这一复杂过程，主要的手段是在现场设立观测站进行实地观测。
3.1沉陷区平面、高程控制测量
通过已有的地形图资料和控制测量成果来了解测区的行政划分、交通运输情况、物资供应、社会治安、地域风情、气象和地质等相关资料，同时，到现场勘查需携带收集的测区地形图、控制展点图、点之记等资料。依据矿山测量相关的规程规范开展工作，按照工程设计意图和对控制网的精度要求，制定好合理的布网方案，利用测区地形地物特点在图上设计一个图形结构强的网。埋石工作一般选在在通视良好、交通方便、地基稳定且能长期保存的地方。
根据矿区地面建立的控制点，按矿区测量的要求向沉陷区域引观测站测量点，并测定观测线交点或某一个控制点的平面坐标和高程。观测站与地面控制网连测后，应对观测站的各测点进行开采前的最初2次全面观测。
3.2 沉陷区地表移动观测站的监测
3.2.1地表移动观测站的布设原则
通过设置网状观测站可以详细的研究整个移动盆地。地表移动观测站通常设倾斜观测线和走向观测线各一条，二者垂直相交。设2条倾斜观测先的前提是回采工作面的走向长度大于1.4H0+50m（式中H0为平均开采深度），且至少相距50m，而且应距开切眼或停采线0.7H以上。
为了保证开采沉陷的预计参数和角度参数，确保观测资料可靠准确，在地表移动观测站的布设中需遵循以下原则：
观测线应设在地表移动盆地的主断面上；设站地区在观测期问不受邻近开采的影响；观测线的长度要大于地表移动盆地的范围；观测线上的测点应有一定的密度；观测站的控制点要设在移动盆地范围之外，埋设要牢固。
确定各观测线的位置和长度是地表移动观测站设计的目的。图纸上设计好的观测站在工作面回采之前或工作面已回采但未波及观测前的时候标定于实地。利用矿区内的等级控制点，根据设计的角度和边长，利用全站仪，首先标定观测线的控制点和走向观测线与倾向观测线的交点，然后依次标定其他各个测点的位置。
3.2.2 地表移动观测站的观测过程
连接测量。矿山未被采动之前且观测站各测点埋设固结后，观测站的某一控制点需与矿山控制网进行连接测量，这是为了确定观测站与工作面之间的相互位置关系，从而确定该观测站控制点的高程和平面坐标。连接测量需独立进行2次，平面连接测量的点位误差应小于7mm，采用边交会、角交会、边角交会、导线测量和GPS测量进行。高程连接测量应以不低于兰等水准测量的精度要求进行。
全面测量。全面测量要求需独立观测2次且2次观测时间间隔小于5d。全面观测在工作面开采前10～15d时进行。测点的高程测量、各测点偏离观测线方向的支距测量、各测点问的距离测量和地表特征状况记录与素描均是全面测量的内容要点。
高程测量一般按三等水准测量的精度要求直接从观测站控制点开始。附和水准测量一般是观测站两端均有控制点时采用；如只有一端控制点则要往返水准测量，各测点高程经平差后取得。如果观测站地形起伏较大，则采用三角高程测量或GPS定位测量。距离测量可以通过全站仪或GPS直接测定各测点的高程和平面位置，再运用平面坐标泛酸，确定各测点的支距和相邻测点的距离。
巡视观测、加密水准测量和地表变化特征素描、摄影均为日常观测。确定观测站是否受到开采的影响，地表移动是否稳定及地表移动的剧烈程度可以通过巡视测量来获取，是全面观测和加密水准观测的依据。地表移动速度决定加密水准测量，通常隔1-3个月测量一次，水准测量次数岁地表活跃期而增加。
4 结语
开采沉陷参数的依据是通过开采沉陷的预计参数和利用智能的测量仪器和先进的测绘技术布设矿区控制网并建立地表移动观测站获得的。建立地表移动观测站定期观测，保证数据的准确与可靠性，结合工作面的布置和采煤方法等细节因素，最终寻求地区地表与岩层移动的预计方法和参数。掌握地表的移动规律，有利于矿山开采工作的安全，避免人力物力的损失。