基于cad和vba地表移動觀測站數據處理系統畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 將單位一致的變形量繪在同一坐標下，如將下沉與水平移動繪在一起，同時進行坐標標注。豎直比例尺的選取應使曲線能清楚反應地表變形規律為宜。在此用比例因子表示，則圖上1m代表實際1mm；。因此，從量取曲線上任一點到橫軸的距離，再乘以該曲線比例因子，即得該點的精確值。4實例應用山西陽泉盂縣東坪煤業有限公司（以下簡稱東坪煤礦）位于盂縣縣城東南3km處礦區地理坐標為北緯38176。02′13″~38176。04′51″，東經113176。26′21″~113176。26′37″。東坪煤礦礦井位于盂縣境內南部，公司工業廣場位于盂縣縣城東南處的東坪村，與縣城直距3km，行政區劃屬盂縣孫家莊鎮管轄。省道S313橫穿井田北部；北經S214省道至原石太鐵路線約40km；東距G207國道17km，南距陽泉市40km，至陽泉可轉接太舊高速公路和石太鐵路線，交通條件十分便利。 東坪煤礦交通示意圖東坪煤礦1959年建井，1960年投產，設計生產能力30萬噸/年；經過技術改造和資源整合，現實際生產能力可達120萬噸/年。東坪煤礦批準開采15號四層煤，采用斜井單水平開拓。主副井筒均石砌石暄，主井擔負著提升、進風、下料等任務；副井擔負著進風、行人任務；風井采用抽出式通風。運輸大巷布置在15煤層底板。早期采煤方法為短壁式、炮采落煤，一次性采全高開采9號煤層，采用全部垮落法管理頂板；15號煤層為預留煤柱法，采區工作面為木柱支護，運輸巷為木棚。現在主要開采15號煤層，采煤方法已改造為長壁綜合機械化放頂煤采煤法，全部垮落法管理頂板。東坪煤礦井田位于太行山西側，屬低山丘陵地貌，溝谷縱橫，梁嶺綿延，地形十分復雜，縱觀全井田，其中南部為低山區，溝深坡陡，溝谷多呈“V”字形，向西、北、東三面漸次過渡為丘陵區，山間溝谷逐漸變開闊寬緩，井田總體地勢南高北低，地形最高點位于井田南部南莊溝山，最低點位于井田北部邊界東坪村附近。 東坪煤礦井田地面衛星影像圖 井田內含煤地層為山西組及太原組。太原組為一套海陸交互相含煤地層，含海相灰巖3層、含煤8層，編號自上而下為1113及15號，其中15號煤層為全井田發育、全部可采之穩定煤層，8號、9號、煤層為井田內大部發育、大部可采之穩定煤層，其余為不可采煤層。山西組為一套陸相含煤建造，含煤3層，編號自上而下分別為5號，其中4號煤層為井田內較穩定之可采煤層，其余為不可采煤層。井田內可采煤層共4層，為山西組的4號煤層及太原組的15號煤層，其特征如下：4號煤層：賦存于山西組上部， m， m，井田內局部可采，但其西部埋藏較淺，古窯密布，破壞大，為該礦棄采部分，僅東部由該礦正在開采，煤層結構簡單，一般不含或含1層炭質泥巖夾矸，較穩定為二型煤層，頂底板均為泥巖。8號煤層：位于太原組上段， m， m， m， m，屬井田內大部發育、大部可采之穩定煤層，煤層結構簡單，一般不含夾矸，煤層頂板底板為砂質泥巖、泥巖。9號煤層：位于太原組上段， m， m， m， m，為井田內大部發育、大部可采之穩定煤層，煤層結構簡單，含01層炭質泥巖夾開，煤層頂板為砂質泥巖、泥告，底板為中細砂巖、砂質泥巖。15號煤層：位于太原組下段， m， m。煤層厚度5. ， m，為全井田發育全部可采之穩定煤層。煤層結構較復雜多含13層泥巖夾矸，煤層頂板為K2石灰巖，底板為砂質泥巖。 東坪煤礦15412工作面地質采礦條件15412工作面位于東坪煤礦井田南部，工作面上方主要是低山丘陵地貌，溝壑縱橫，高低起伏很大，地表基本上為有植被的風化砂土荒坡。夏季地表灌木叢生，野外測量工作困難。地表最大標高1061m，最小標高1020m，平均1042m。15412工作面面長150m、推進長度258m，；所采煤層為15號煤層，近水平，，平均采深約200m。煤層賦存穩定，采用綜采放頂煤工藝開采。 15412工作面地質采礦條件平均采厚（m）平均采深（m）面長（m）推進長度（m）開采面積（萬m2）采煤方法頂板管理辦法200150258長壁綜采全部垮落 15412地表影像圖（1）觀測站設計的主要依據①《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》，國家煤炭工業局，2000年5月；②《工程測量規范》（GB500262007）；③《全球定位系統（GPS）測量規范》（GB/TT183142009）；④煤礦測量規程2010版；⑤陽泉東坪礦15412工作面回采地質說明書；⑥陽泉東坪礦15412工作面井上下對照圖。（2）移動觀測站設計原則①觀測線應設在地表移動盆地的主斷面上；②設站地區，在觀測期間不受鄰近開采的影響；③觀測線的長度要大于地表移動盆地的范圍；④觀測線上的測點應有一定的密度，這要根據開采深度和設站的目的而定；⑤觀測站的控制點要設在移動盆地以外，埋設要牢固。在凍土地區，；⑥地表移動觀測站的觀測線一般應設置成直線，并與煤層走向垂直或平行；在受地面建筑物設施或地形限制的情況下，也可布設成折線，或因地制宜布設成其它形狀；⑦埋設的測點應便于觀測和保存。根據15412工作面及其周圍情況，南北方向的觀測線應該遠離其東側的采空區。南北方向觀測線長度確定方法如下： （41）式中— 走向移動角； — 走向移動角的修正值； — 回采工作面平均開采深度；— 松散層厚度；— 松散層移動角；— 工作面在南北方向的長度。根據15412工作面及其周圍情況，東西方向的觀測線布置在開采工作面中央。東西方向觀測線長度確定方法如下： （42）式中— 走向移動角； — 走向移動角的修正值； — 回采工作面平均開采深度；— 松散層厚度；— 松散層移動角；— 工作面在東西方向的長度。最終確定南北方向觀測線長436m，東西方向觀測線長648m。因工作面上方地形復雜，觀測站無法布設在一條直線。考慮到地形條件和GPS觀測工作的方便，觀測線布設呈折線形式。 觀測站點位布置情況（1）控制點位置及觀測站點密度的確定按《煤礦測量試行規范》規定，地表移動觀測站測點間距為20m。在實際工作中基本按照規范規定的間距布點，個別觀測站測點間距受地形條件影響有所改變。在采動影響區范圍外布置了NHNHNH4，三個基準控制點。此外，應東坪礦測量任務要求，同時布置了FJ0FJ02兩個控制點。 控制點和觀測站測點個數控制點南北觀測線（v線）東西觀測線（h線）合計5263061（2）點的埋設情況控制點采用常規的標石埋設；由于地形條件的限制，觀測站測點采用混凝土澆筑；~螺紋鋼打入巖層作為測點。測點露出地表2~4cm。 混凝土澆筑測點 15412工作面觀測站布設示意圖地表移動觀測站觀測工作的基本內容是：在采動過程中，定期的、重復的測定觀測線上各測點在不同時期內空間位置的變化。觀測的具體工作可分為：觀測站的連接測量，全面觀測，日常觀測，地表破壞的測定和編錄[1]。根據礦區已有的數據資料，平面連接測量采用E級GPS網控制。在井口附近已有的3個GPS控制點（ZJ0ZJ0ZJ03）的基礎上擴展，已有控制點為礦區獨立坐標系下坐標。根據GPS測量規范和今后觀測工作的需要，經過現場踏勘、比選，確定新增5個GPS點，分別是風井井口附近的控制點FJ01和FJ0泥河村附近的控制點NH0NH03和NH04。最終的控制網由8個點組成。 礦區控制網示意圖采用GPS處理軟件將各控制點WGS84坐標轉換為北京54坐標。，控制點的平面坐標轉換精度約3mm，高程精度約1cm。 北京54至礦區獨立坐標平面轉換參數DxDy旋轉參數比例參數1176。11′″ 工作面上方地表移動觀測站應在未受開采影響之前，進行初次全面觀測，獨立觀測兩次，取兩者的平均值作為原始數據。地表移動穩定后進行末次全面觀測，獨立觀測兩次，取兩者平均值為末次全面觀測數據。 由于觀測站布設在山區，無法實施水準測量，地表高低起伏大，全站儀的三角高程測量精度低。所以15412工作面的全面測量工作采用適應山區的GPSRTK方法。在未知點架設基準站，向流動站發送差分信號。在控制點NH0NH03和NH04做點校正。 觀測站的平面坐標和高程都用RTK流動站測量，為了減小誤差，增加數據的可靠性，提高測量精度，每個觀測站獨立測量十次：兩次豎直測量，八次傾斜測量，通過“球心擬合”的方法計算出觀測站最終的平面坐標和高程值。 球心擬合示意圖15412工作面地表移動觀測站，于2010年10月21至22日實施了首次全面觀測，進行了兩次重復觀測，兩次觀測差值均方根值（x、y、h）、 、平均后精度可提高至1cm以內。，將兩次觀測均值作為首次全面觀測成果。 采動影響前兩次重復觀測差值為了獲取地表移動的動態規律，在首次和末次全面觀測之間適當加密觀測次數。在判定地表開始移動后，視具體情況按期進行測量工作。自2010年11月至2012年2月共進行了9次日常觀測工作，測量觀測站的同時記錄和拍攝地表破壞（裂縫）情況。 15412工作面推進位置及觀測時間觀測期數首次第1期第2期第3期第4期第5期觀測日期. 9推進位置ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ推進距離(m)1571118150211258回采速度(m/d)22/觀測期數第6期第7期第8期第9期末次觀測日期推進位置ⅥⅥⅥⅥⅥ推進距離(m)258258258258258回采速度(m/d)///// 各次觀測時間對應工作面推進位置2011年5月份開采了15412工作面西側的15413工作面，15413工作面距15412工作面254m，面長150m，推進長度353m，采厚6m，平均采深140m。該工作面的開采影響到了測點h01h12，致使第8期（）、第9期（）、末次（）觀測結果是兩工作面開采后共同影響下的結果。15413工作面與測點h1h12相對位置。 工作面推進情況某礦為掌握該礦區地下開采引起的地表移動與變形規律，評價未來地表塌陷范圍、損害等級，在首采工作面上建立了地表移動觀測站。布設了一條全走向觀測線和一條全傾向觀測線，如圖3。 觀測線布置平面圖采前全面觀測后，共進行了9期觀測。以走向觀測線第6期觀測成果為例，說明所編軟件的使用。走向觀測線上除兩端控制點外，公布設了36個監測點。在此取點S1與N1作為走向線的基準點。走向線與開切線交點作為所需輸入的開切眼，此時工作面推進490m。繪圖時，下沉曲線、傾斜曲線、曲率曲線、水平移動曲線、、。 觀測數據文件 計算成果文件 移動變形曲線地表移動參數所指的是主斷面上的參數。這些參數大都是根據走向和傾向觀測線的實測資料求得。對于位于主斷面上的觀測線，可以按照傳統的幾何作圖法來求出這些參數。但由于受山區地形的限制，很多觀測點不能嚴格布設在主斷面上，并且觀測線也可能偏離主斷面。15412工作面的走向觀測線布設在了主斷面上，傾向觀測線布設在了傾向主斷面的西側約60m處。地表移動參數的求取還需結合工作面上方地貌情況，進行綜合分析各方面影響因素。地表移動角量參數反映了地下開采對地表移動的影響程度、大小、范圍，角量參數與開采方法、巖石物理力學性質、煤層傾角、開采厚度和開采深度、采動次數、采空區尺寸大小、地形、地貌、松散層厚度等有關。而15412工作面上方為典型的山區地貌，沿走向工作面中央處于山谷（），點h20剛好位于山谷中央。：邊界角、移動角、充分采動角。由于傾向觀測線并未布置于傾向主斷面上，：邊界角、移動角，但該角值參數非傾向主斷面角量參數。所求取角量參數在圖中均由CAD準確自動標注，具體結果見表 。由于該礦區尚無確定的表土層移動角，因此，在此所求邊界角和移動角為綜合邊界角和綜合移動角。表 角量參數表走向主斷面角量參數傾向觀測線角量參數邊界角(176。)移動角(176。)充分采動角(176。)邊界角(176。)移動角(176。)δ綜0右δ綜左δ綜右φ左φ右γφ 走向觀測線最終地表移動變形曲線（參數分析） 動態參數的求取1)地表移動超前影響角超前影響角是確定采動過程中地表移動動態盆地影響范圍的參數。超前影響角ω一般可按式計算，因所繪CAD圖中各點沿走向水平距離、采深均為實際長度，所以各其超前影響距l、 超前影響角ω均在圖中自動標注。 工作面推進過程中的超前影響 采動過程中工作面各期超前影響距觀測期數采前第1期第2期第3期第4期第5期超影響距(m)//影響角(176。)/62525154/推進速度(m/d)/22/2)地表最大下沉點和下沉速度曲線1．求最大下沉點下沉速度的求取地表下沉速度反應了地表移動的劇烈程度。觀測站地表傾向觀測線最大下沉點為h21。將h21號點作為原點，工作面推進方向為正方向。即工作面尚未推過h21號點時的距離為負號，推過h21號點時的距離符號為正號。 最大下沉點h21號點下沉速度計算表次數日期下沉