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摘 要：煤炭工业是影响我国国民经济发展的主要支柱。现今，由于煤炭矿区大规模的开采，出现了明显的地表移动变形的问题。地表移动观测理论的研究，对于矿区地表建筑物保护、矿区煤炭资源的合理开发利用与矿区经济的可持续发展都有重要研究价值。地表移动观测是分析矿山开采后引起地表沉陷与破坏规律的重要手段，也是形成多种预计理论的依据。本文从地表移动变形观测、观测结果分析与质量控制两个方面进行一定的探讨，期望可以为矿区安全开采提供一定的理论依据。
关键词：煤炭；地质变形观测；质量控制
煤炭作为一次性能源，在我国的能源结构中占据着主要的地位，煤炭工业更是支撑我国国民经济发展的主要支柱。伴随着大规模的矿区开采，采矿活动对生态环境造成了严重的破坏，矿山开采引起地表移动变形非常明显。这些破坏不仅影响着矿区的安全生产，同时也使矿区经济的可持续发展受到了严重的制约。矿区灾害的产生，除了会受到矿区地质条件的影响外，最主要的是我们缺少对采动地表移动变形的观测。因此，研究煤矿采动地区的地质变形观测规律就显得比较重要。
1地表移动变形观测
地表移动观测，是分析矿山开采后引起地表沉陷与破坏规律的重要手段，也是形成多种预计理论的依据。采动地表移动观测工作，主要分为全面观测与日常观测。
1.1全面观测
（1）全面观测的设备。主要有高精度全站仪；对中杆；水准仪；气压计；小钢尺；对讲机；温度计等。
（2）高程测量一般使用常规水准测量法，对于观测点与控制点的高程测量应组成水准网。
（3）平面测量主要是将全站仪架在控制点上对准后视控制点，然后对观测线上的观测点当做导线点，组成闭合导线。每一个站都需要测定两个测回。同时将导线点当做支点，使用地形测量中碎布点的测量方法，分别测出其余近距离观测点的水平角与平距。对于各个碎布点都要测定一个测回。每次测量都应加上全站仪的气压改正值与温度。平面测量的各个控制点的距离通常为15m左右。观测点的水平移动观测，可以使用光电测距仪依据二级导线的标准进行。
1.2日常观测
日常观测主要就是指，在首次与末次全面观测之间增加的水准测量工作。当我们在进行矿区开采工作的时候，对于可能发生下沉的区域，可以选择多个工作测点，然后每隔几天进行一次水准测量，用于监控地表开始移动的情况。同时在地表移动的过程中，应交替进行全面观测与高程测量。在充分采动前，间隔半个月观测一次。在进行充分采动后，间隔一个月或两个月进行一次。水准观测次数，应该在移动活跃阶段、下沉较多的区域适当增加。观测点的水平移动观测，使用光电测距仪进行。水准测量依据四等水准测量的精度进行。每次观测，都测量了地表受到采动影响，进而产生的裂缝位置与塌陷要素。实测出了工作面位置；工作面推进速度；地质构造；煤层产状；实际采出厚度；顶板陷落等等。
2观测结果分析与质量控制
2.1超前影响角
工作面前方地表开始移动的点与当时工作面的连线和水平线在矿柱一侧的夹角称为超前影响角。知道开采超前影响角，可以确定采动地表动态的影响情况，同时可知道工作面推进过程中前方地表开始下沉的位置。超前影响角的计算公式为：
式中l为超前影响距，m。超前影响角 ω 的大小，可以影响到工作面开采速度、采动程度与采动次数。工作面开采过程中，在没有达到充分采动的之前，超前影响角会伴随开采的进行而逐渐增大，而达到充分采动的时候，会达到一个稳定值。因此，分析超前影响角就可以了解到工作面开采的情况。
2.2最大下沉速度滞后角
地表最大下沉通常形成在工作面推过该点以后。一般用最大下沉速度滞后距离 L与最大下沉速度滞后角来描述。具体的表现为，
式中Φ 为 最大下沉速度滞后角；L 为最大下沉速度点滞后工作面的距离，m；H0为 开采区的平均采深，m。
通常工作面推进越快、覆岩越硬、开采深度越大，地表点最大下沉时距工作面距离大，最大下沉速度滞后角相应较小。地表最大下沉速度滞后角的变化，可以掌握回采过程中，相应的地表移动剧烈的位置区间与时间。因此，对于采动地面的保护意义重大。
2.3起动距
地表移动起动距，可以提供地面观测时间、地面建筑物维修与加固的依据。地下开采达到一定深度后，煤层顶板断裂破坏向上传递。在一段时间后，覆岩移动开始涉及到地表，地表开始移动时工作面的推进距离叫做起动距。起动距主要与开采深度与覆岩岩性相关。将观测的结果代入起动距的计算公式中，就可以分析地表开始移动的数据。
3结语
地表移动变形规律，其诱导的因素主要是地下采矿活动。而从采动裂缝的形成过程可以看到，裂缝的发生过程是一个动态的过程。地下开采导致覆岩移动变形传至地表，进而出现地表岩土体发生变形。地表移动观测理论的研究，对于矿区地表建筑物保护；矿区煤炭资源的合理开发利用与矿区经济的可持续发展都有重要研究价值。
参考文献
[1] 钱鸣高.煤炭的科学开采[J].煤炭学报，2010，（4）：529-534.
[2] 许家林，钱鸣高，朱卫兵.覆岩主关键层对地表下沉动态影响研究[J].岩石力学与工程学报，2005，（5）：787-791.
[3]张俭让，余学义，任彦荣.韩家湾煤矿矿山压力显现规律与工作面安全开采[J].中国煤炭，2009，35（9） ：53～56.
[4] 王建春.全站仪的测量原理与发展概况[J].内蒙古煤炭经济，2009（02）：80～83.
[5]徐乃忠，戴华阳.厚松散层条件下开采沉陷规律及控制研究现状[J].煤矿安全学报.2008（11）：53～55.
[6] 张建民.煤炭工业仍将是 21 世纪我国能源工业的主力军[J].中国能源，2002，1：1
[7]王鹏. 韩家湾煤矿大采高开采地表移动变形规律研究[D]. 西安科技大学硕士学位论文，2012，06.
关键词：煤炭；地质变形观测；质量控制
煤炭作为一次性能源，在我国的能源结构中占据着主要的地位，煤炭工业更是支撑我国国民经济发展的主要支柱。伴随着大规模的矿区开采，采矿活动对生态环境造成了严重的破坏，矿山开采引起地表移动变形非常明显。这些破坏不仅影响着矿区的安全生产，同时也使矿区经济的可持续发展受到了严重的制约。矿区灾害的产生，除了会受到矿区地质条件的影响外，最主要的是我们缺少对采动地表移动变形的观测。因此，研究煤矿采动地区的地质变形观测规律就显得比较重要。
1地表移动变形观测
地表移动观测，是分析矿山开采后引起地表沉陷与破坏规律的重要手段，也是形成多种预计理论的依据。采动地表移动观测工作，主要分为全面观测与日常观测。
1.1全面观测
（1）全面观测的设备。主要有高精度全站仪；对中杆；水准仪；气压计；小钢尺；对讲机；温度计等。
（2）高程测量一般使用常规水准测量法，对于观测点与控制点的高程测量应组成水准网。
（3）平面测量主要是将全站仪架在控制点上对准后视控制点，然后对观测线上的观测点当做导线点，组成闭合导线。每一个站都需要测定两个测回。同时将导线点当做支点，使用地形测量中碎布点的测量方法，分别测出其余近距离观测点的水平角与平距。对于各个碎布点都要测定一个测回。每次测量都应加上全站仪的气压改正值与温度。平面测量的各个控制点的距离通常为15m左右。观测点的水平移动观测，可以使用光电测距仪依据二级导线的标准进行。
1.2日常观测
日常观测主要就是指，在首次与末次全面观测之间增加的水准测量工作。当我们在进行矿区开采工作的时候，对于可能发生下沉的区域，可以选择多个工作测点，然后每隔几天进行一次水准测量，用于监控地表开始移动的情况。同时在地表移动的过程中，应交替进行全面观测与高程测量。在充分采动前，间隔半个月观测一次。在进行充分采动后，间隔一个月或两个月进行一次。水准观测次数，应该在移动活跃阶段、下沉较多的区域适当增加。观测点的水平移动观测，使用光电测距仪进行。水准测量依据四等水准测量的精度进行。每次观测，都测量了地表受到采动影响，进而产生的裂缝位置与塌陷要素。实测出了工作面位置；工作面推进速度；地质构造；煤层产状；实际采出厚度；顶板陷落等等。
2观测结果分析与质量控制
2.1超前影响角
工作面前方地表开始移动的点与当时工作面的连线和水平线在矿柱一侧的夹角称为超前影响角。知道开采超前影响角，可以确定采动地表动态的影响情况，同时可知道工作面推进过程中前方地表开始下沉的位置。超前影响角的计算公式为：
式中l为超前影响距，m。超前影响角 ω 的大小，可以影响到工作面开采速度、采动程度与采动次数。工作面开采过程中，在没有达到充分采动的之前，超前影响角会伴随开采的进行而逐渐增大，而达到充分采动的时候，会达到一个稳定值。因此，分析超前影响角就可以了解到工作面开采的情况。
2.2最大下沉速度滞后角
地表最大下沉通常形成在工作面推过该点以后。一般用最大下沉速度滞后距离 L与最大下沉速度滞后角来描述。具体的表现为，
式中Φ 为 最大下沉速度滞后角；L 为最大下沉速度点滞后工作面的距离，m；H0为 开采区的平均采深，m。
通常工作面推进越快、覆岩越硬、开采深度越大，地表点最大下沉时距工作面距离大，最大下沉速度滞后角相应较小。地表最大下沉速度滞后角的变化，可以掌握回采过程中，相应的地表移动剧烈的位置区间与时间。因此，对于采动地面的保护意义重大。
2.3起动距
地表移动起动距，可以提供地面观测时间、地面建筑物维修与加固的依据。地下开采达到一定深度后，煤层顶板断裂破坏向上传递。在一段时间后，覆岩移动开始涉及到地表，地表开始移动时工作面的推进距离叫做起动距。起动距主要与开采深度与覆岩岩性相关。将观测的结果代入起动距的计算公式中，就可以分析地表开始移动的数据。
3结语
地表移动变形规律，其诱导的因素主要是地下采矿活动。而从采动裂缝的形成过程可以看到，裂缝的发生过程是一个动态的过程。地下开采导致覆岩移动变形传至地表，进而出现地表岩土体发生变形。地表移动观测理论的研究，对于矿区地表建筑物保护；矿区煤炭资源的合理开发利用与矿区经济的可持续发展都有重要研究价值。
参考文献
[1] 钱鸣高.煤炭的科学开采[J].煤炭学报，2010，（4）：529-534.
[2] 许家林，钱鸣高，朱卫兵.覆岩主关键层对地表下沉动态影响研究[J].岩石力学与工程学报，2005，（5）：787-791.
[3]张俭让，余学义，任彦荣.韩家湾煤矿矿山压力显现规律与工作面安全开采[J].中国煤炭，2009，35（9） ：53～56.
[4] 王建春.全站仪的测量原理与发展概况[J].内蒙古煤炭经济，2009（02）：80～83.
[5]徐乃忠，戴华阳.厚松散层条件下开采沉陷规律及控制研究现状[J].煤矿安全学报.2008（11）：53～55.
[6] 张建民.煤炭工业仍将是 21 世纪我国能源工业的主力军[J].中国能源，2002，1：1
[7]王鹏. 韩家湾煤矿大采高开采地表移动变形规律研究[D]. 西安科技大学硕士学位论文，2012，06.