① 矿山地质环境监测内容与方法
矿山地质环境监测分为两大类：一是根据已发生的地质环境问题，监测其变化情况，如数量、危害程度等动态变化；二是根据已掌握的地质环境问题的隐患情况，监测其变化趋势，及时预警预报，减少财产损失。
根据湖南省矿山地质环境现状，结合主要的地质环境问题，确定全省矿山地质环境监测内容包括四个方面：矿山地质灾害（地面塌陷、地裂缝、地面不均匀沉陷、崩塌、滑坡、泥石流）；矿山地形地貌景观及土石环境，包括破坏地形地貌景观类型、土地资源的占用和破坏、固体废弃物的排放、水土流失的情况等；矿山水环境，包括地下水水位、水质、废水废液的排放等；矿山地质环境恢复治理及效果，包括尾砂库、废石堆的复垦复绿等。由于矿山地质灾害影响范围广，危害大，直接威胁到人民的生命及财产安全，因此，目前一般将矿山地质灾害、水环境作为重点监测内容，而矿山土石环境、矿山环境恢复治理作为次重点监测内容。
一、矿山地质环境监测内容
（一）矿山地质灾害监测内容
1.地面塌陷（采空塌陷、岩溶塌陷）监测
发生时间、塌陷坑数量、塌陷区面积、塌陷坑最大直径、最大深度、危害对象、直接经济损失、治理面积；采空区岩移范围或岩溶地下水强行疏干影响区内的民居建筑、井泉点、农田、道路交通等。
2.地裂缝监测
发生时间、地裂缝数量、最大地裂缝长度、宽度、深度、地裂缝走向、危害对象、直接经济损失、治理面积等。
3.地面不均匀沉陷监测
发生时间、沉降区面积、累计最大沉降量、年平均沉降量、危害对象、直接经济损失、治理面积；采空区岩移范围或岩溶地下水强行疏干影响区内的民居建筑、井泉点、农田、道路交通等。
4.崩塌监测
潜在的崩塌数量、崩塌体方量、危害对象、危险程度，崩塌隐患体上的建筑物变形特征及裂缝变化情况。
5.滑坡监测
潜在的滑坡数量、滑坡体方量、危害对象、威胁资产、危险程度、治理情况，滑坡隐患体上的建筑物、构筑物变形特征及地面微裂缝的变化情况。
6.泥石流监测
潜在的泥石流易发区数量、泥石流物源方量、危害对象、威胁资产、危险程度、治理情况。
（二）矿山水环境监测内容
1.地下水均衡破坏监测
矿区地下水水位最大下降深度、地下水降落漏斗面积、对人、畜、土地的影响；采空区岩移范围或岩溶地下水强行疏干影响区内的井泉点、农田。
2.地下水水质污染监测
地下水污染物种类、地下水污染物含量；矿区内出露的主要泉眼或主要的居民饮用水水井。
3.废水废液排放监测
废水废液类型、年产出量、年排放量、主要有害物质及含量、年循环利用量、年处理量；废水废液排污口，废水废液与溪沟、河流、水库或重要水源地的汇合处等。
（三）矿山地形地貌景观及土石环境监测内容
1.地形地貌景观监测
破坏地形地貌景观类型、方式、区位、面积、破坏程度及恢复治理难易程度。
2.占用破坏土地监测
侵占破坏土地方式、侵占破坏土地类型、面积、土地复垦面积、恢复治理难易程度。
3.固体废弃物排放监测
固体废弃物类型、占地面积及类型、主要有害物质及含量、年产出量、年排放量、年循环利用量、年处理量。
4.土壤污染监测
污染的土壤类型、面积、主要污染物及含量。
5.水土流失监测
矿区水土流失面积、土壤流失量、危害程度。
（四）矿山地质环境恢复治理及效果监测内容
主要监测已治理的矿山地质环境问题、投入治理的资金及资金来源、治理措施、治理面积、治理效果（社会效益、环境效益、经济效益）等。
二、矿山地质环境监测方式
根据监测手段的差异，矿山地质环境监测方式分为常规监测、专业监测、遥感监测和应急监测四类。具体方式的采取，根据其监测面积、地域、重点监测对象的差异性而定。
（一）常规监测
常规监测主要是指监测责任人对监测对象及监测点采取定期巡查监测，并填写技术表格的方式。
根据矿山类型，划定监测责任人。一般来说，采矿权人作为最大的受益人，也是破坏地质环境的责任主体，是常规监测的责任人。上级管理机构应该指派专员，对矿山企业开展指导，并适时开设培训班，分期催交监测技术表格，汇总分析技术资料，形成年报后再上报。对于责任主体灭失的矿山，其监测责任人应归咎于当地的国土资源主管部门，通过委托专业机构的方式开展监测。
此类监测通常采用简易的监测方法，如目测、尺测、贴片、埋简易桩等，少数引用专业设备进行监测。
（二）专业监测
专业监测主要是指通过专门的监测机构，采用先进的技术设备，对矿山地质环境问题开展监测，以监测示范区的形式推广。该监测方式与科学技术的发展紧密相连，并逐步向自动化、智能化靠拢。
以全省地质环境问题突出的大中型闭坑矿山和部分大中型国有生产矿山为单元，建立矿山地质环境监测示范区，开展矿山地质环境监测技术方法研究。原则上每个市（州）可建立1～2个矿山地质环境监测示范工程，根据“应急优先、典型示范”原则，作为示范区试点，由专门的监测机构具体实施，工作方法如下：
1）在开展示范区1∶5000精度矿山地质环境问题调查的基础上，以矿区地面沉陷变形、水环境、土石环境污染、占用破坏土地为主要监测内容，采用高新技术手段对矿区主要环境地质问题进行监测。
2）建立示范区地表塌陷监测网和深部位移监测点：广泛应用微电子技术、传感技术、通信技术和自动控制等技术监测矿山地质环境。采用多种监测技术（GPS、全站仪、水准仪、裂缝计、位移计、应变仪）定期开展地表塌陷与地表裂缝监测；采用钻孔倾斜仪、TDR定期开展深部位移监测；采用光纤光栅应变技术，三维激光扫描技术，实时监测矿山边坡、房屋开裂等的变化情况。
3）建立示范区水土污染监测网：合理布设监测网点，定期取水土样分析测试。引进先进的水环境自动检测技术，实时监控矿区水环境，分析矿区水土的污染原因、污染途径、污染程度，预防水土环境污染事故。
4）开发建立矿山地质环境示范区监测预警管理信息平台，实现自动监测、传输、管理、分析为一体的信息系统，实现远程无人自动化监控综合管理。
5）发现突变数据及时反馈地方政府，有效预防矿山地质灾害及水土环境污染事故。
6）开展多种监测技术方法研究和比较，优化监测技术手段，开展技术交流，对于各种监测方法的精度、优缺点进行比较，对各种监测技术方法进行总结及推广应用。提交年度成果和成果审查。
（三）遥感卫星监测
遥感卫星监测是指采用多波段、多时相和高分辨率遥感影像（Quick bird或SPORT卫星数据）InSAR技术，开展典型矿区地质环境动态遥感监测，建立基于遥感波谱的具有一定精度保证的主要矿山地物类型、土地与植被破坏、地面塌陷等自动识别模型与方法，实现地物面积变化监测。主要适用于大范围、矿业活动程度高、破坏大的密集型重点矿山集中开采区。
其工作步骤如下：
1）选取要监测的重点区域，充分了解研究区的地质环境背景，结合区内矿山分布，确定遥感监测方案。
2）遥感影像选取高分辨率卫星影像（QuickBird或SPORT）数据。
3）通过遥感影像对矿产开采区侵占土地、植被破坏、固体废物堆放、尾矿库分布、采空区地面沉陷、滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害、矿产开发引发的水土流失和土地沙化、矿区地表水体污染、土壤污染等矿山环境地质问题进行解译和判读。
4）收集研究区1∶10000地形图数据，将遥感影像配准到地形图上，采用目视解译、人机结合解译和计算机自动提取等方法将解译的内容按实际规模大小标在地形图上，并填写遥感解译记录表。
5）对卫星监测数据进行实地验证，总结遥感监测技术方法，开展技术交流，对于各种监测方法的精度、优缺点进行比较，对各种监测技术方法进行总结及成果推广。提交年度成果和成果审查。
（四）应急监测
矿山地质环境应急监测适用于湖南省采矿因素引发的重大突发地质灾害事件和矿山地下水污染事件。
1.应急监测响应分级
对应地质灾害和地下水污染事件分级，应急响应分为特大（Ⅰ级响应）、重大（Ⅱ级响应）、较大（Ⅲ级响应）和一般（Ⅳ级响应）四级。市、县分别负责较大（Ⅲ级）与一般事件（Ⅳ级）应急监测工作。特大（Ⅰ级）与重大（Ⅱ级）由省应急监测指挥部决策并指挥省级地质环境监测机构实施。
2.应急监测响应程序
省应急监测指挥部接到特大（Ⅰ级）与重大（Ⅱ级）突发性矿山地质灾害和地下水污染事件信息并确认需要监测的，立即向省政府和国土资源部报告，启动并实施应急监测预案。
3.应急监测组织
成立应急监测指挥部，设立应急监测中心，应急监测中心下设现场调查组、监测组、技术分析组、综合管理组、后勤组等五个工作组。
应急监测中心接到指令后立即启动应急监测工作，组织各工作组迅速赶赴现场开展应急监测工作，各工作组的任务职责如下：
1）现场调查组与监测组：立即赶赴现场开展调查，根据灾害事件的形成条件，制定监测方案，圈定监控范围、布置监测网点、监测项目、监测方法，制定应急监测实施方案并交技术组审核。监测人员按应急监测实施方案进行监测。
2）技术分析组：根据现场情况和技术条件及时审核应急监测实施方案并报上级批准后，交现场监测组实施，提出应急对策建议和方案，编制应急监测报告交综合管理组。
3）综合管理组：组织、协调所有人员按其职责开展应急工作；及时接转电话和传送文件、报告，认真做好值班记录，保持24小时联络畅通。及时向上级有关部门报告应急调查结果、应急监测结果、事态进展、发展趋势、处置措施及效果等情况。
4）后勤保障组：负责调度车辆运送应急监测人员、设备和物质，做好后勤保障以及现场监测人员的安全救护工作；开展摄影、摄像和信息编报工作。
4.应急监测处置
（1）信息接收
省应急监测中心综合组设专人专线电话负责全省矿山地质环境突发事件的信息接收，并及时向省应急指挥部报告。
（2）应急监测
1）向地方指挥部提出开展群测群防的建议。发动群众，针对应急监测对象以及毗邻区域开展群测群防监测。定期目视检查地质灾害体有无异常变化，如建筑物变形、地面裂缝扩展及地下水异常等；利用简易工具，采用埋桩法、埋钉法、上漆法或贴片法等监测裂缝变化。
2）对险情重、规模大、表象识别困难的滑坡体，结合目视监测和简易监测，布设专业监测网观测地质灾害体的动态变化情况，监测周期尽可能加密。专业监测对象以表层位移和地下水地表水为主。在阻滑段或者滑坡周缘的扩展部位，采用激光扫描、定点测量等方法，监测关键位置的位移及其变化情况。
3）对矿山地下水污染事件，应急监测有毒有害物种类、含量变化过程，水质状况变化过程、污染范围；污染事件造成河流严重污染导致下游地下水遭受严重威胁或污染的，说明污染水体前锋入境、污染水体过境和出境过程及有毒有害物含量变化过程。
5.信息报送
（1）报告时限和程序
确认发生特别重大（Ⅰ级）与重大（Ⅱ级）突发性矿山地质灾害事件后，应急监测指挥部立即向省政府和国土资源部报告有关应急监测信息。
（2）报告方式与内容
突发的矿山地质灾害和矿山地下水污染事件应急监测报告分为初报、续报和监测结果报告三类。
1）初报从发现事件后起4小时内上报，初报主要内容包括：突发灾害事件发生的时间、地点、灾害类型、受害或受威胁人员情况等初步情况以及初步采取的防范措施、应急监测对策和预期效果。
2）续报在查清有关基本情况后随时上报，续报内容是在初报的基础上，根据应急监测进程，报告有关确切数据、事件发生的原因、过程、进展情况、采取的应急措施和效果。
3）监测结果报告在事件处理完毕后上报，采用书面报告的形式，在总结初报和续报的基础上，详细报告下列内容：应急监测项目、监测频率、监控范围、采取的监测技术方法、手段等应急监测方案；应急监测预警技术所确定的关键地段，选定的预警模型与判据，校验复核；灾害体的成因、变化数据，变化趋势、危害特征、社会影响和后续消除或减轻危害的措施建议；对应急监测实施方案、采取的应急对策、措施和效果进行评价，总结经验教训。
三、矿山地质环境监测方法
（一）矿山地质灾害监测方法
1.地面塌陷
矿区塌陷面积较大的，采用遥感技术监测；重点矿区采用高精度GPS、钻孔倾斜仪、全站仪等监测；其他采用人工现场调查、量测。具体方法为：
1）地面和建筑物的变形监测，通常设置一定的点位，用水准仪、百分表及地震仪等进行测量，或可采用埋桩法、埋钉法、上漆法、贴片法等进行简易监测。
2）塌陷前兆现象的监测内容包括：抽、排地下水引起泉水干枯、地面积水、人工蓄水（渗漏）引起的地面冒气泡或水泡、植物变态、建筑物作响或倾斜、地面环形开裂、地下土层垮落声、水点的水量、水位和含沙量的突变以及动物的惊恐异常现象等。
3）地面、建筑物的变形和水点的水量、水态的变化，地下洞穴分布及其发展状况等需长期、连续地监测，以便掌握地面塌陷的形成发展规律，提早预防、治理。
4）采用测距仪或皮尺测量塌陷区面积、塌陷坑最大深度、直径等；现场调查塌陷坑数量及危害程度。
2.地裂缝
主要监测方法有大地测量法、GPS全球定位系统、简易人工观测、应力计、拉杆、光栅位移计自动监测等技术。
人工现场调查，现场调查地裂缝数量及危害程度，测量采集数据。测距仪、罗盘和皮尺测量最大地裂缝长度、宽度、深度、地裂缝走向；最大裂缝处两侧埋水泥墩、钢筋桩。
3.地面沉降
人工现场测量采集数据。重点矿山采用现场埋设基岩标自动监测，其他采用高精度GPS监测。
4.崩塌、滑坡
人工现场调查、测量采集数据。一般采用GPS定位（坐标、高程），测距仪和皮尺测量崩塌、滑坡体积，现场调查崩塌、滑坡数量及危害程度；对于危害严重的或大、中型规模的崩塌、滑坡隐患体由矿山企业监测其空间位移变化，具体方法根据实际情况确定。
滑坡裂缝采用的简易监测方法有埋桩法、埋钉法和贴片法。
埋桩法：如图7-11，在斜坡上横跨裂缝两侧埋桩，用钢卷尺测量桩之间的距离，可以了解滑坡变形滑动过程。
埋钉法：如图7-12，在建筑物裂缝两侧各钉一颗钉子，通过测量两侧两颗钉子之间的距离变化来判断滑坡的变形滑动。这种方法对于临灾前兆的判断非常有效。
贴片法：如图7-13，在横跨建筑物裂缝粘贴水泥砂浆片或纸片，如果纸被拉断，说明滑坡发生了明显变形，须严加防范。与上面三种方法相比，这种方法是定性的，但是，可以非常直接地判断滑坡的突然变化情况。
5.泥石流
泥石流监测采用测距仪和皮尺测量潜在的泥石流物源方量、现场调查泥石流易发区数量、危险程度；对于危害严重的或大、中型规模的泥石流易发区，由矿山企业监测降雨量大小与冲刷携带物体积，具体方法根据实际情况确定。
监测的目的和任务是为获取泥石流形成的固体物源、水源和流动过程中的流速、流量、顶面高程（泥位）、容重及其变化等，为泥石流的预测、预报和警报提供依据。监测范围包括水源和固体物源区、流通段和堆积区。泥石流的监测方法，在专门的调查研究单位已采用电视录像、雷达、警报器等现代化手段和普通的测量、报警设备等进行观测。如目前国内采用超声波泥位计对泥位进行监测的方式取得了较好的效果，图7-14。
图7-11 埋桩法监测示意图
图7-12 埋钉法监测示意图
图7-13 贴片法监测示意图
图7-14 泥石流泥位自动监测装置
群众性的简易监测，主要应用经纬仪、皮尺等工具和人的目估、判断进行，简易监测的主要有以下对象与内容。
（1）物源监测
1）形成区内松散土层堆积的分布和分布面积、体积的变化。
2）形成区和流通区内滑坡、崩塌的体积和近期的变形情况，观察是否有裂缝产生和裂缝宽度的变化。
3）形成区内森林覆盖面积的增减、耕地面积的变化和水土保持的状况及效果。
4）断层破碎带的分布、规模及变形破坏状况。
（2）水源监测
除对降雨量及其变化进行监测、预报外，主要是对地区、流域和泥石流沟内的水库、堰塘、天然堆石坝、堰塞湖等地表水体的流量、水位，堤坝渗漏水量，坝体的稳定性和病害情况等进行观测。
（3）活动性监测
泥石流活动性监测，主要是指在流通区内观测泥石流的流速、流位（泥石流顶面高程）和计算流量。各项指标的简易观测方法如下：
1）观测准备工作。
建立观测标记。在预测、预报的基础上，对那些近期可能发生泥石流的沟谷，选择不同类型沟段（直线型、弯曲型），分别在两岸完整、稳定的岩质岸坡上，用经纬仪建立泥位标尺，作好醒目的刻度标记。划定长100m的沟段长度，并在上、下游断面处作好断面标记和测量上、下游的沟谷横断面图。
确定观测时间。由于泥石活动时间短，一般仅几分钟至几十分钟，故自开始至结束需每分钟观测一次，特别注意开始时间、高峰时间和结束时间的观测。
2）流速观测。
浮标法。在测流上断面的上方丢抛草把、树枝或其他漂浮物（丢物时注意安全）分别观测漂浮物通过上、下游断面的时间。
阵流法。在测流的上、下断面处，分别观测泥石流进入（龙头）上断面和流出下断面的时间。
流速计算。
3）流位观测。在沟谷两岸已建立的流位标尺上，可读出两岸泥石流顶面高程。
4）流量计算。流量可用下式概略计算。
湖南省矿山地质环境保护研究
式中：Qs为泥石流流量，m3/s；Vs为泥石流流速，m/s；As为断面面积，m2。
上面各项观测资料均应做好记录，主要包括观测时间和各种观测数据，并绘制时间与观测值之间的相关曲线和计算有关指标。反映变化情况，作为预测、预报和警报的依据。
（二）矿山占用破坏土地监测方法
1.固体废料场、尾矿库、地面塌陷区、露采场
人工现场调查、测量采集数据及采用遥感监测手段。采用GPS定位、测距仪和皮尺测量固体废料场、尾矿库、地面塌陷区、露采场压占土地面积；现场调查压占土地类型；压占面积较大的重要矿区辅以遥感影像监测其面积变化。
2.矿区土壤污染及水土流失监测
人工现场调查、测量、取样室内分析，辅以土壤污染自动监测仪采集数据及遥感监测。测距仪和皮尺测量土壤污染及水土流失面积；取样分析污染物的种类、含量；现场调查污染土地类型及年土壤流失量；对于重要矿区采用遥感技术监测和人工现场调查、测量相结合的方式进行监测。
（三）矿山水环境监测方法
1.地下水均衡破坏监测
人工现场调查采集数据。采用水位自动监测仪及测绳监测水位变幅；采用GPS定位监测井泉干枯的坐标、高程；现场调查干枯井泉的数量，以及对人、畜、土地的影响和地下水降落漏斗面积。具体做法为定期进行观测，参照国家地下水动态监测方法，监测人员每月逢五逢十对区内泉眼、观测井进行观测，泉点主要是纪录泉水的流量变化情况、是否干枯；观测井主要是纪录观测井水位变化情况。定期对收集的数据进行统计分析，确定地下水位变化趋势，确定采矿活动对区内地下水位超常下降影响范围。
2.废水废液排放监测
现场调查、取样，室内分析。采用流速仪或堰板监测矿坑水、选矿废水、堆浸废水、洗煤水的排放量；定期对矿山对外排放的废水进行水质检测，检查废水的pH、重金属元素、放射性元素、砷等有害组分含量是否达到相关排放标准；定期检查矿山废水影响范围内农作物生长状况、水塘中鱼类活动是否正常。
四、矿山地质环境监测技术要求
1）矿山地质灾害监测应采用专业监测与群测群防相结合的方法。专业监测方法有水准仪、全站仪、GPS及卫星遥感测量。监测网点布设及监测周期应符合《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》（DZ/T0221—2006）和《地面沉降水准测量规范》（DZ/T 0154—1995）的相关规定。
2）土地资源占用破坏监测采用地面测量、卫星遥感测量和土壤取样分析方法。占用土地面积可一年监测一次。土壤污染取样分析应符合《土壤环境监测技术规范》（HJ/T166—2004）的相关规定。
3）地形地貌景观破坏监测采用地面测量、卫星遥感测量和地面调查方法，可一年监测一次。
4）地下水资源破坏监测采用布点量测和取样分析方法，布点及监测频次应符合《地下水动态监测规程》（DZ/T0133—1994）规定。
五、矿山地质环境监测成果应用
（一）矿山地质环境监测成果
矿山地质环境监测应形成如下成果：
1）单个矿山地质环境监测表、监测半年报、年报；
2）省、县两级矿山地质环境监测汇总表及监测网络图；
3）省、县两级矿山地质环境监测半年报、年报；
4）省、县两级矿山地质环境监测通报。
（二）成果应用
1）作为行政机关掌握全省矿山地质环境的资料依据；
2）作为行政主管部门奖励、处罚矿山企业或督促、安排矿山地质环境恢复治理的依据；
3）作为相关政策制定、规划编制的依据；
4）作为相关科研工作的资料依据。
② 采煤工作面水害条件探查
在工作面回采巷道形成后，应进行工作面水文地质条件探查，查明工作面底板灰岩含水层富水性，探查导水裂隙带的存在及分布情况，煤层底板隔水层厚度，L1-3灰岩或奥陶系灰岩水导升高度等，从而为工作面防治水提供依据。
工作面水文地质条件探查采用钻探和井下音频电透视、井下直流电法等物探方法进行。工作程序是，首先进行井下音频电透视或井下直流电法物探，确定工作面导水断层或导水裂隙带的存在及分布，L5-6灰岩含水层的富水性情况；利用钻探对物探方法确定的薄弱带、富水段进行验证，同时确定煤层底板隔水层厚度、L1-3灰岩和奥陶系灰岩水导升高度。
（一）井下物探手段
1.井下音频电透视
音频电透视方法是在上回风巷、下顺槽施工，探测工作面内部煤层底板下0～50m层段含水层中富水性异常的分布范围、走向及其富水性的相对强弱等情况，探查隔水层裂隙发育带及其分布规律，为综合分析煤层底板隔水层性能提供依据。
2.直流电法探测
采用矿井高分辨电测深技术在工作面的上回风巷、下顺槽施工，探测底板下80m深度范围内含水性异常的分布位置与深度，分析含水层的富水特征。
上述两种井下探测手段是矿井开采中较为常用的方法，且探测方法相对简单。
首先在西翼采区22121工作面和东翼采区21091工作面进行井下音频电透视和直流电法探测，研究超化煤矿特定物性条件下不同物探方法的适用性及其解释规律，并推广应用于其他工作面。
（二）煤层底板隔水层隔水性能的探查及评价
深部煤层开采将受到下伏奥陶系灰岩承压含水层的底板突水威胁，因此煤层底板隔水层的隔水性能的探查及评价是带压开采研究的主要内容之一。主要包括以下内容：
1）奥陶系灰岩水原始导升高度和富水性的探查与研究。
2）煤底板原位地应力测试。
3）煤层底板薄层灰岩水入侵动态监测及水情预报。
（三）二1煤下伏灰岩水的原始导升高度和富水性探测
据统计，华北型煤田在灰岩含水层顶部富集地段，煤层底板岩层底部都存在着不同程度的导升现象。灰岩水沿煤层底板隔水层裂隙的侵入，既降低底板隔水层的有效厚度，又在裂隙中积蓄了致裂的能量，产生裂隙尖端应力异常，在矿压作用下导致裂隙扩展。因此，探查导升高度对突水评价具有重要意义。
探测导升高度较为有效的方法就是电法，另外，该法还可以探测灰岩的深度。这项工作开展之前应由水文地质技术人员作出设计，探测结果，也应由水文地质技术人员参与确定导升高度和煤层隔水层的有效厚度，并对工作面的水文地质条件进行简单的评价。
电法探测一般是沿工作面的上下巷布置，具体采用直流电法还是音频电透视法，应由水文地质技术人员确定。由于超化煤矿西翼采区突水系数较大，理论上对于每个工作面都应进行该项工作。
（四）底板原位地应力普查与监测
原位地应力的测量对底板突水评价非常重要，底板岩体的应力大小是底板破裂的主要原因，是评价底板阻水性能的重要数据。应力主要的构成因素有：岩性，构造地应力（包括新构造应力和残余构造地应力），水压派生地应力和采矿派生地应力。
地应力的测量方法主要有水压致裂法、套芯法、套筒法和弹性波法等，其中水压致裂法和套芯法工艺复杂，井下实施困难，弹性波法受岩体物理性质参数影响很大，精度较差。这样，套筒法就成了矿井原位地应力测量行之有效的方法。
原位地应力测量分采前未受扰动底板地应力测量和开采过程中扰动地应力测量两个阶段，采前测到的地应力为静态地应力（初始应力），在反演求参和正演模拟中作为初应力应用。采动过程中测得的地应力为动态地应力，作反演求参的拟合对象和判别采矿底板破坏深度的依据，根据岩石力学参数和初始地应力就可以用电算法计算地应力场和底板破坏情况。这种方法的优点是可直接得到岩体的强度和破坏深度，缺点是没有考虑水压的作用，测点和测试时间短，对水的动态无法监测。
原位地应力测量将分两个阶段进行，第一阶段为原位地应力普查阶段，第二阶段为地应力监测阶段，各阶段探测的意义和工程布置如下：
原位地应力普查：本规划所涉及的块段地质构造相对简单，局部有断层发育。通过原位地应力普查，了解采前底板的原位地应力场，为底板阻水性评价提供依据。
拟分别安排在西翼采区的22101和23051工作面内进行原位地应力普查。测试工作在两个钻孔中进行，总进尺约70m。测试将分采前和采动过程中两次进行，第一次测试应在距切眼60m以外的钻孔内完成，第二次测试应在距工作面10～30m范围内的钻孔内进行。每次测试应在同一工作班内完成，以减少工作面推进对应力产生的影响。每个岩性分层中都必须布置测点，对于较厚的岩层，每3m应设置一个测点。孔深6～15m范围内，每1m布置一个测点，以较多的观测数据来判定采矿对底板的破坏深度。每次测试的数据处理应在现场完成，以便发现问题及时补救。
具体的操作方法和施工要求将另行设计。
（五）底板突水条件监测预警
1）监测目的：通过对薄层灰岩岩溶水和底板地应力的动态变化监测，预测底板水情，确定底板岩体力学参数、导升裂隙发育高度和采动底板破坏深度，为采煤工作面的水文地质评价提供依据。
2）监测内容：水压，水温，应力，应变。
3）监测方法：在采矿过程中，由于煤层底板的应力场和渗流场均会发生变化，承压水的入侵高度也将向上发展，产生递进导升现象，以致造成底板突水。因此，底板突水伴有岩体应力变化，水压、水温变化，水量增加等一系列征兆。这些征兆就是突水预测预报的依据。通过传感器可把这些征兆转变成电磁信号，然后再将电磁信号转换成地质信息。根据这些信息就可了解水情的变化，实现动态监测。
突水前兆监测系统由主控台（总站）、数据采集器（分站）和传感器组成。总站设在地面调度室或地测科，分站设在工作面的风巷或机巷内，传感器置于钻孔内。
4）预测方法：将原位测试得到的静态地应力作为初应力，监测的地应力增量作拟合的目标值，反求岩体力学参数和渗透系数。再用这些参数正演模拟开采过程，实现煤层底板突水条件的预警，并将正演结果以仿真图形的形式输出，实现可视化监测。
根据以往的力学计算，对于超化煤矿底板的厚度，监测范围宜在采前和采后各60m的区段内进行。
底板突水检测技术曾在淮北矿务局、皖北矿务局、澄合矿务局、韩城矿务局、肥城矿务局和临城矿务局应用过，取得了很好的效果。其中，在韩城矿务局马沟渠煤矿成功地预报了一次突水；淮北矿务局杨庄煤矿的检测避免了工作面疏干降压或底板加固工程。
该方法的优点是：①具有可视化功能。地面检测中心（总站）可以用图形的形式在屏幕上显示出监测到的各种曲线和底板剖面应力场、渗流场动态等值线和底板的变形与破坏状态。②具有预测功能。以原位测试得到的原始应力为初应力，利用有限元方法模拟开采，并计算出应力场、位移场和渗流场的动态值。以实现40～60m的超前预测，并以图形显示。③具有实时性特点。各种监测的物理量都可以在现场及时处理并显示出结果。
缺点是：无法测到原位地应力，电算时初始应力值需借用原位地应力测试值或用理论值。
本项工作与底板原位地应力普查同步进行可相互补充，预测效果更佳，拟先在西翼采区的22101和东翼采区的23051工作面内进行，最终的工作面将根据生产情况由生产单位和科研单位确定。测试工作面需要两个钻孔，总进尺约70m，监测位置将根据工作面的情况而定。监测方法可推广应用于后续工作面，监测之前应进行设计，详细方法和措施将在设计中说明。
（六）矿井防突水保障信息系统
煤矿防治水是一项经常性、综合性的系统工程，需要对多种信息进行及时准确的分析、计算，绘制所需图、表，仅靠人力通过传统的数据管理方法，不能满足矿井防治水快速、及时、准确的要求。应尽快建立和完善矿井防突水保障信息系统，包括地测信息系统（已建立）、煤层底板阻水性能综合评价体系、水化学快速判别系统。
1.煤层底板阻水性能综合评价体系
煤层底板隔水层的阻水性能是决定防治水策略的重要因素，是带压开采的基础，建立煤层底板阻水性能综合评价体系，才能正确评价隔水层的阻水性能。隔水层的阻水性能是指在煤层底板承压含水层水压和采动压力作用下阻止承压水涌出的能力，与隔水层的岩性、厚度、组合情况以及空隙特征有关。
煤层底板阻水性能综合评价体系将通过煤层底板强度测试、现场压水或注水试验、室内模拟等方法建立。
2.水化学快速判别系统
不同的水源具有不同的水化学成分，因此根据水化学成分的不同可以判断水的来源。矿井突水情况下，快速判断突水水源，对于正确制定抢险救灾方案，恢复矿井生产，减少突水损失都是至关重要的。水化学快速判别系统可根据矿井涌水的水化学成分，简洁、高效地确定突水水源，其成本之低也是其他方法无法比拟的。因此，它是矿井防治水的重要手段。
③ 井下采矿权实测
井下采矿权实测包括：井上、井下联系测量，井下平面控制测量，井下高程控制测量和采掘工程测量。
（一）实测对象
实测对象主要为矿井的井巷系统、采区系统和采空区。井巷系统包括主井、副井、运输大巷、一般巷道、石门、井底车场等；采区系统包括采掘工作面、采区运输巷、上下山、回风巷、人行道等；采空区主要收集矿山地测数据，一般不必实地测量。对于尚未进行开采的采矿权，应实测井口位置。
如果采矿权人已完成控制测量、采掘工程测量任务，编制有采掘工程平面图或类似图件，应选取3～5特征点进行实测检验，检验符合要求的，不必重复测量工作。最近完成的采掘工程图中上没有标明的，需补测。
（二）实测要求
1.运输巷道测量
对于开拓工程的运输巷道、回风巷道、石门、上下山、各种硐室等采用全站仪测中心线拐点的坐标和高程，量取巷道宽度的办法。对于有图的矿业权收集主要巷道分布图，在末端检测2～3个点，大量点位于碹体、梁棚顶部，需要量取巷道的高度。
2.掘进巷道测量
对于掘进巷道，只测中心线拐点。使用全站仪有困难时，可以使用挂线罗盘、钢尺等低精度设备进行测量，使用图解法标定巷道位置。
3.采面导线测量
碎部导线测量的目的，是在巷道和回采工作面建立控制点，控制巷道和回采工作面的平面位置和高程，然后根据导线点测绘巷道和回采工作面平面图。下面分述采面导线测量的方法。
选点：在巷道两帮适当位置选定点，用桩或铁钉等作为标志，写明点号。为了便于悬挂仪器，导线采用对角线的形式，两帮各选一点。前后两点间必须畅通无阻，距离不要大于20米。导线的第一点必须是井下的高级控制点，如果井巷中有经纬仪导线点，必须与它相连接。
测定方位：用挂罗盘仪测量导线边的磁方位角时，先用细线绳拴在前后两点的铁钉上，挂好仪器，使仪器00指向线路的前进方向。等磁针静止后，从磁针北端读出测线的磁方位角值。一般应在绳的两端各测一次，取其平均值。
量距：两个测量点间的距离，通常用皮尺丈量，量到厘米为止。距离也应当丈量两次，取其平均值。
坡度（高程）测量：用测斜仪测坡度时，先在前后两点拴紧细绳，把测斜仪分别挂在绳的两端1/3处各测一次，读出倾斜角度，取其平均值，当场记录在测量记录表倾角栏内。
量点高：用钢尺测量测点小钉（桩）到矿层（或巷道）底板的垂高。
记录：按测量记录表的格式当场把实测数据详细记录下来。
4.采面和碎部测量
外业测定方位，量距记录应当场详细校核。磁方位角应用挂罗盘在导线边的两端观测，两端测得磁方位角的差值，不得超过1°；碎部导线的边长可用钢尺或检查过的皮尺丈量两次，读数可取至厘米，同一边长两次丈量结果的差值不得超过边长的1/200。
碎部导线边大都是倾斜的，丈量得到的长度也是倾斜长度。在绘制平面图以前，必须把倾斜长度换算成水平长度。计算高程：标高的计算，可分两步进行。第一步根据斜长和倾斜角计算高差，第二步根据已知点的高程和求得的高差及测点点高计算测点的高程。展绘碎部导线：罗盘仪测量成果，通常不计算坐标，直接利用量角器和三棱尺按测量成果进行展绘。
（三）井上、井下联系测量
1.基本要求
为了井上、井下采用统一的平面坐标系统和高程系统，应进行联系测量。联系测量至少独立进行两次，在互差不超过限差时，采用加权平均值或算术平均值作为测量结果。
在进行联系测量工作前，必须在井口附近建立近井点、高程基点和联测导线点，同时在井底稳固的岩石中或碹体上埋设不少于4个永久导线点和3个高程基点（也可以用永久导线点作为高程基点）。
通过斜井或平硐的联系测量，可以从地面近井点开始，用测距高程导线或水准方法进行。
各矿井应尽量使用陀螺经纬仪定向，只有在不具备此条件时，才允许采用几何定向。
采用几何定向的测量方法，从近井点推算的两次独立定向结果的互差，对两井定向和一井定向测量分别不得超过1＇和2＇。当一井定向测量的外界条件较差时，在满足采矿工程的前提下，互差可放宽至3＇，矿井一翼长度小于300米的，两次独立定向结果的互差可适当放宽，但不得超过10＇。
通过立井井筒导入高程时，井下高程基点两次高程的互差，不得超过井筒深度的1/80000
在矿井范围内，对各种通往地面的井巷，原则上都应进行联系测量，并在井下用导线连接起来进行检验和平差处理。
井下使用的仪器规定如下：
经纬仪：J2级、J6级光学经纬仪；防爆速测仪；激光经纬仪；陀螺经纬仪。
水准仪：S1、S2级、S3、S10级水准仪。
测距仪：防爆光电测距仪、中短程红外线测距仪、防爆全站仪。
其他仪器：电子平板仪、矿井挂罗盘、测斜仪等辅助测量仪器及地质罗盘；激光指向仪、钢尺、皮尺、测绳等。
2.近井点测量
在井口附近建立的近井点和高程基点应满足下列要求：尽可能埋设在便于观测、保存和不受开采影响的地点；近井点至井口的联测导线边数不超过3个；高程基点不少于2个，近井点可以作为高程基点使用。
近井点可以在矿区基础控制点的基础上，用插网法测定，本次核查对于没有基础控制的矿区可以一起考虑近井点的布设，以求近井点的精度更好。对于插网法测定的近井点，其点位中误差不得超过±7厘米，后视方位角中误差不得超过±10″。
为了满足一些重要井巷测量精度的要求，近井点布设时应尽可能使各近井点位于一个控制网中，并使相邻井口近井点构成一条边或力求间隔边数最少。
由近井点向井口定向连接测角中误差不超过±5″的支导线或不超过±10″的闭合导线。
井口基点的高程联测应按四等水准要求进行，各点的高程中误差不超过±20毫米。
3.定向投点
为了减少投点误差，投点和联测期间停止风机运转，特殊情况下，可以采取隔离或降低风速等措施。
定向投点用的设备应符合下列要求：绞车各部件必须能承受投点时所承受荷重的3倍，滚筒直径不得小于250毫米，必须有双闸，导向滑轮直径不得小于150毫米，钢丝上悬挂的重铊，其悬挂点四周的重量应相互对称。
投点用的钢丝尽可能采用直径小的高强度钢丝，必须保证足够的抗拉强度，重铊的重量应是钢丝抗拉强度的60%。
垂线放下后，必须检查重铊与桶壁、筒底间及垂线与井壁、井筒间有无接触之处。采用几何定向，一井定向的两垂线间井上、井下量的距离互差不超过2毫米。
采用标尺法或定中盘法确定摆动垂线稳定位置时，应按垂线摆动最大幅度在标尺上的位置，必须连续读取13次以上（奇数）的读数，并取左右读数平均值作为垂线在标尺上的稳定位置。按上述方法连续进行两次，结果不超过1毫米。如垂线摆幅很小，可采用仪器直接观测垂线的方法进行。
4.几何定向
一井定向一般采用三角形连接法，如图5-1所示。要求：DC>20米；γ＋α＜2°；a/c最小。
图5-1 三角形连接法示意图
井上、井下连接三角形应满足下列条件：两垂线间距离应尽量大；三角形锐角γ＋α应小于2°；a/c值应尽量小；CD边应尽量大，当CD小于20米时，在C点观测水平角，仪器要求对中3次，每次对中将照准部位置变换120°
一井定向使用仪器、测回数和限差应符合表5-1规定。
表5-1 几何定向测量要求
丈量连接三角形各边长度，应对钢尺施以检定比长时的拉力，记录测量时的温度，在垂线稳定的情况下以不同起点丈量6次，同一边长各次观测值互差不大于2毫米。
在垂线摆动的情况下，应将钢尺沿所量三角形的各边方向固定，然后用摆动观测法，确定钢尺在标尺上的位置，以不同起点丈量6次，同一边长各次观测值互差不大于3毫米。
为了检查连接三角形的结果应将解算的C 边的长度与实际丈量结果进行比较，其互差在井上不得超过2毫米；井下连接三角形不得超过4毫米。
在进行两井定向测量之前，应根据一次定向中误差不超过±20″的要求，用预计方法确定井上、井下连接导线的实测方案。两井定向计算所得井上、井下两垂线距离之差，经投影改正后，应不超过井上、井下连接测量中误差的两倍。
5.导入高程测量
通过立井导入高程测量，可采用钢尺法、钢丝法或其他方法。井上、井下高程基点与钢丝上相应标志间的高差，应用水准仪两次仪器高进行测量，其互差不得超过4毫米。
测量钢丝上、下两标志间的长度，可将钢丝拉伸，放在平坦地面上，施加导入高程时所用重铊重量相同的拉力，用光电测距仪测量。
用钢尺法、钢丝法导入高程的计算，应加入温度、钢尺比长和钢丝自重伸长改正。当钢尺下端悬挂的重铊重量大于比长钢尺的拉力时，还应计算钢尺加重的伸长改正数。
（四）井下平面控制测量
1.基本要求
井下平面控制分为基本控制和采区控制两类，两类控制点都应敷设成闭合导线或复测支导线。基本控制导线按测角精度分为±7″，±15″两级，采区控制导线分为±15″，±30″两级，各矿井根据采掘工程的实际需要，依矿井和采区大小选定。主要技术指标如下：基本控制导线应符合表5-2要求；采区控制导线应符合表5-3要求。
表5-2 基本控制导线精度要求
表5-3 采区控制导线精度要求
基本控制导线沿矿井主要巷道（斜井、平硐、井底车场、水平运输巷道、总回风道、集中上下山、集中运输石门）敷设。采区控制导线沿采区上、下山，中间巷道或片盘运输巷道及其他巷道敷设。
在布设井下基本导线时，一般每隔1.5～2.0千米，应加测陀螺定向边。7″、15″基本导线的陀螺经纬仪定向精度分别不低于±10″，±15″。
对于已建立井下控制的矿井，应在导线末端检测2～3个点。条件允许时，应加测陀螺定向边改建井下控制网，以提高精度。记录格式使用测距高程导线的格式（见附录H）。井下使用陀螺经纬仪，应严格遵守井下安全规定。
为井下采矿权所做的控制点，高程是按放宽要求的特殊情况做的，要求取控制点高程和矿用高程的差值并在单个矿业权图上注明。对于开采不规范、以前没有图的小型采矿权实测精度可适当放宽，各种井口，井下开拓巷道要求准确测绘，其他巷道，采面等可用罗盘、皮尺等简单工具图解法测定。
2.导线点设置
井下导线点分为永久点和临时点两种，永久点应设在碹顶或巷道顶板稳定岩石中，临时点可设在顶板岩石或牢固的梁棚上。
永久导线应设在主要巷道中，一般每300～500米设置一组，每组至少有3个相邻点，有条件时，也可在主要巷道中全部布设永久点。
3.水平角和边长测量
井下经纬仪导线水平角观测，所采用的仪器和作业要求应符合表5-4的规定。
在倾角小于30°的井巷中，经纬仪导线水平角观测限差应符合表5-5的规定。
表5-4 井下导线精度要求
表5-5 经纬仪导线水平角观测限差精度要求
在倾角大于300的井巷中，各项限差可按表5-5放宽1.5倍。倾角大于15°或视线一边水平、另一边倾角大于15°的，水平角宜用测回法，在观测过程中，水准气泡偏离不得超过1格。
井下使用测距仪或全站仪量边。气压读到100Pa，气温读到1℃。有的全站仪可以将气象数据安置在仪器中，需将仪器取出后等待10分钟再安置。每条边测回数不少于2个，每测回读数两次，1测回读数差不大于10毫米，单程测回间不大于15毫米，往返水平距离互差小于1/6000。井下使用仪器遵守安全规定。
井下允许使用钢尺量距，测回数不少于3个，每尺段以不同起点读数3次，估读到0.1毫米，长度互差小于1 毫米。温度计贴近钢尺读数，单程比长结果不大于1/100000。丈量基本控制导线，分段不得小于10米，定线偏差小于5厘米，每尺段读数3次，长度互差小于3毫米，对钢尺施以比长时的拉力。导线边长必须往返丈量，加入各种改正数后的水平边长误差不大于1/6000。在长度小于15米，或倾角15°以上，往返水平边长允许适当放宽，但不得大于1/4000。
井下测量使用测距高程导线的记录格式（附录H）。角度秒值、边长米以下数字不允许涂改。
（五）井下高程控制测量
1.基本要求
井下高程点和经纬仪导线点的高程在水平巷道中，应用水准测量方法测定，在其他巷道可以采用测距高程导线方法测定。水准测量使用精度不低于DS3级水准仪和普通水准尺进行，井下高程点应设在巷道顶、底板或两帮稳定的岩石中，可以用永久导线点作为高程点。一般每隔300～500米，设置一组，每组由3个高程点组成。
2.水准测量
井下每组水准点间的高差应用往返测量的方法测定。往返测量高差的较差不大于±50毫米
3.测距高程导线
测距高程导线，往返高差互差，不大于10毫米＋0.3毫米×L,L为导线水平边长，以米为单位。允许使用经纬仪三角高程，三角高程闭合差不应大于±100毫米〓，L为导线长度，以千米为单位。边长可用钢尺丈量，两次互差不超过4毫米。
高程闭合差按导线边长分配。
④ 安全隐患评估哪三种
一、定性评估法。也称经验评估法，是按生产系统或生产工艺过程，对系统中存在的各种危险危害因素进行定性的分析、研究、评估，得出定性评估结论的评估方法。
本方法通常采用安全评估表，根据经验将需要检查评估的内容以列表的方式逐项列出，现场逐条对应评估。安全评估表内容还可根据项目危险程度，将评估项目内容划分为安全否决项（不可控危险）和可控项（中等或可控危险）两部分，存在否决项时，停止评估，向上一级管理层报告；不存在否决项时，对可控项进行赋值，得分不低于规定的临界值，定性为具备安全建设条件；
可控项得分低于临界值，停止作业，制定措施进行整改，整改完毕后再进行重新评估。
本方法适用于简单系统、大型装备，工作条件和环境相对稳定的区队开工和岗位的评估。
二、专业评估法。是指集体检查分析、专业综合评估或两者相结合的评估方式，依据现场条件、检测结果、临界指标，运用类比分析等方法，对系统运行环境、设备设施、工艺和人员技术能力、安全措施、制度、管理水平等方面进行评估的方法。
本方法适用于复杂的系统、工艺、装置以及“四新”试验应用等方面的评估。
三、危险与可操作性分析法。是通过分析生产运行过程中工艺状态参数的变动和操作控制中可能出现的偏差，以及这些变动与偏差对系统的影响及可能导致的后果，找出出现变动及偏差的原因，明确装置或系统内及建设过程中存在的主要危险、危害因素，并针对变动与偏差产生的后果提出应对安全措施的评估方法。
本方法主要分析步骤是：
1. 建立研究组，确定任务、研究对象。一是建立一个有多方面专业组成的研究组，研究组的人员应包括设计、管理、使用和监察等各方面人员。二是明确研究组的任务，如研究的最终目的是解决系统安全问题，还是产品问题、环境问题，或者是综合问题。三是充分了解分析对象，准备有关资料。
2. 划分单元，明确功能。将分析对象划分为若干单元，明确各单元的功能，说明其运行状态和过程。在连续过程中单元应以管道为主，在间歇过程中单元应以设备为主。
3. 定义关键词表，按关键词，逐一分析每个单元可能产生的偏差。
4. 分析发生偏差的原因及后果。
5. 制定对策。
四、预先危险分析法。是在危险物质和装置设计、施工和建设前，对系统中存在的危险性类别、出现条件、导致事故的后果进行分析评估的方法。
本方法主要步骤：
1. 危害辨识
通过经验判断、技术诊断等方法，查找系统中存在的危险、有害因素。
2. 确定可能事故类型
根据过去的经验教训，分析危险、有害因素对系统的影响，分析事故的可能类型。
3. 针对已确定的危险、有害因素，制定预先危险性分析表。
4. 确定危险、有害因素的危害等级，按危害等级排定次序，以便按计划处理。
5. 制定预防事故发生的安全对策措施。
本方法适用于固有系统中采取新的方法，接触新的物料、设备和设施的危险性评估。
五、故障假设分析法。是由熟悉工艺的人员对系统工艺过程或操作过程，通过提问（故障假设）的方式来发现可能的潜在的事故隐患（实际上是假想系统中一旦发生严重的事故，找出促成事故的潜在因素，在最坏的条件下，这些因素导致事故的可能性）的分析评估法。
本方法适用于工程项目的各个阶段的评估。
六、“五步”评估法。是作业人员按照“停、想、评、定、做”五个步骤，对本岗位职责范围内的环境、设备、设施和自身上岗条件进行安全评估的方法。本方法中的“停”即停止作业，实施评估；“想”即辨识、排查危险危害因素；“评”即评估危险程度，及时汇报；“定”即制定安全措施，消除或管控危险；“做”即按照规程、措施和“手指口述”进行作业。
本方法适用于各岗位作业人员上岗作业前的安全评估。
七、“三位一体”评估法。跟班矿长、班组长、安全员三人进行现场安全评估的方法。
煤矿单位一般由跟班矿长、安全员、班组长负责，通常采用安全评估表，对作业现场环境、设备、安全设施和工程质量等逐项进行评估。
本方法适用于岗位作业人员上岗作业前的评估。