遥感技术监测采煤塌陷区的应用研究

利用遥感技术动态监测开滦煤矿地面塌陷区积水情况,从而监测矿区的采煤塌陷。采用了TM传感器4个时相的遥感图像数据研究开滦煤矿1988~1994年的积水动态发展变化规律。结果表明,通过对4个时相遥感信息的提取,得到了开滦煤矿地面塌陷积水的动态信息,从而反应出采煤地面塌陷情况。     

大峪沟矿区采煤塌陷对土壤含水率的影响

为了研究了大峪沟矿区采煤塌陷对土壤含水率的影响,对研究区干旱期和丰水期的采煤塌陷区和非塌陷区土壤含水率进行了研究。结果表明:在干旱期,采煤塌陷区土壤含水率低于非塌陷区土壤含水率;在丰水期,采煤塌陷区土壤含水率高于非塌陷区土壤含水率。由此可见采煤塌陷与土壤含水率之间有很强的相关性。     

应用GIS技术对采煤塌陷区综合管理

为了保证采煤塌陷区生态环境、区域经济的可持续发展,基于对采煤塌陷区塌陷地综合管理的重要性,在介绍我国现阶段采煤塌陷现状的基础上,分析了采煤塌陷带来的危害及对塌陷治理工作的不足.并结合实例应用GIS新技术中的ARCGIS软件建立塌陷区管理平台,利用塌陷区图纸资料及土壤质量等数据建立了完善的空间及属性数据库,并应用ARCGIS软件强大的功能来实现塌陷区空间数据和属性数据的连接,以方便实现对塌陷区数据随时更新,对塌陷区土壤等属性信息随时查询、随时管理.结果表明:应用GIS新技术平台中强大的输入输出功能、检索功能、分析功能等来实现对塌陷区土壤、塌陷区地质、塌陷区复垦等信息的分析和管理.     

基于InSAR监测采煤沉陷区形变特征

采用时序InSAR技术对某煤矿2个采煤工作面导致的地面塌陷进行了形变监测,利用干涉效果较好的开挖公路区域实现对采煤塌陷区较好的监测效果。采用2016年6月～12月期间共计8景RADARSAT-2数据,利用小基线集技术处理得出采煤沉陷区地表形变速率及时序累积形变结果,通过与采煤工作面的时间空间分布情况对比,研究得出时序InSAR对采煤塌陷具有较好的指示作用,InSAR监测采煤沉陷区变形结果与采空区的范围对应良好。     

河南省煤矿采煤塌陷区特征及治理措施研究

论述了河南省采煤塌陷区的发育分布现状及危害,根据河南省采煤塌陷区的自然特点和塌陷状况,将河南省采煤塌陷区分为三类,并详细论述各类塌陷区的特征。同时,提出了不同采空塌陷区的综合防治措施。     

采煤塌陷青苗补偿范围的确定和标定

确定采煤塌陷青苗补偿范围是矿方与塌陷区权利人争论的焦点,本文针对济宁二号煤矿采煤塌陷青苗补偿地设计和标定进行了总结,为以后的此类工作指明了方向.     

动态沉陷复垦在高潜水位采煤塌陷区中的应用

高潜水位地区采煤塌陷后陆地生态环境退变为水生生态环境，大面积采煤塌陷地在地表形成积水移动盆地，复垦难度大，复垦率低，运用动态沉陷复垦可提高复垦率，降低复垦费用，减少塌陷补偿费用，动态沉陷复垦在高潜水位采煤塌陷区具有广阔的应用。     

采煤塌陷区监测技术研究现状及发展趋势

本文在综合分析采煤塌陷区监测技术研究的基础上,重点论述了"3S"技术在该领域的应用情况,分析表明应用"3S"技术进行采煤塌陷区动态监测具有快速、准确、方便等优点。     

皖北矿区采煤塌陷区治理问题分析

从皖北矿区采煤塌陷区的实际情况出发,通过对皖北矿区煤炭开采造成地表村庄及土地塌陷现状进行研究;分析实施压煤村庄搬迁及采煤塌陷土地综合治理存在的问题;给出解决问题方案和保障措施的建议;提出解决采煤塌陷问题的新模式。为解决采煤塌陷区中存在的诸多问题,实现压煤村庄顺利搬迁、土地综合治理,构建和谐矿区,促进煤炭企业健康发展提供借鉴和参考。     

高潜水位采煤塌陷区水位监测技术研究——以徐州九里区采煤塌陷地为例

通过对高潜水位采煤塌陷区内水系特征的研究,为弥补传统水位监测方法的不足,结合连续运行卫星定位服务综合系统即CORS技术在其他方面的成功应用和独特的优点,在借鉴船载GPS水位测量的基础上,提出利用CORS技术进行水位监测的方法,通过在徐州九里采煤塌陷区的水位监测使用表明,该技术可以满足高潜水位采煤塌陷区水位监测的要求。     

融合D-InSAR技术与ArcGIS软件 的矿区开采沉陷监测

合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）存在卫星重访周期较长的不足,导致矿区开采沉陷监测精度不高,难以适应矿区开采沉陷动态监测的要求。为此,以双鸭山某矿区为例,将D-InSAR技术与ArcGIS软件进行有机结合进行开采沉陷监测分析。首先选择该矿区2014年10-11月3景C波段TerraSAR影像作为干涉影像数据,构成了3个干涉影像对;然后针对In-SAR干涉影像存在的基线误差、大气误差、地形误差以及时间失相关等,以GAMMA软件为平台,通过精细二轨D-InSAR模式,进行干涉影像对配准、基线估计、相位解缠处理,提高D-InSAR干涉影像精度;最后将D-InSAR差分干涉影像与开采平面、开采计划以及水准测量数据进行叠加,分析矿区开采沉陷区域的空间动态分布位置,并将D-InSAR差分干涉影像导入ArcGIS软件对矿区开采沉陷进行定量分析。研究表明：干涉影像对1、2、3的时间间隔分别为11,22,33 d,期间矿区的最大沉陷量分别为40,41,45 mm,平均沉陷量为0.86 mm/d,区内同期水准测量获得的沉陷量平均为0.92 mm/d,可见,融合D-InSAR技术与ArcGIS软件的开采沉陷监测方法有一定的精度。     

Mining subsidence monitoring using the method of combining InSAR and GPS technology

Attempted to conduct a dynamic monitoring research on coal mining subsidence in western mining areas by using the method of combining D-InSAR and GPS technology. The observation points were installed on the main section and the three-dimensional coordinates of the points were measured by using the method of dynamic differential GPS. Meanwhile, the radar images of this subsidence area were processed by using the method of interferometry with daris software, and the interferogram of the subsidence area was obtained. Through this study, the GPS monitoring data and the InSAR deformation data were integrated and the dynamic subsidence contours of the experimental area were obtained. GPS/InSAR fusion technology provides a new technological means for large-scale dynamic monitoring of coal mining subsidence in western mountainous mining areas and shows good application prospects in coal mining subsidence monitoring and disaster warning.     

高精度矿区地表沉陷远程监测系统构建与应用

针对目前矿区地表沉陷监测方法普遍存在监测精度不高、无法实现实时监测的问题,采用振弦式静力水准仪作为传感器、GPRS(General packet radio service)无线传输技术作为数据传输手段,构建了一套高精度矿区地表沉陷监测系统。详细介绍了该系统的基本架构及工作流程,并进行了长时间的性能测试,认为该系统可以实现实时监测,稳定性较好。将该系统应用于山西某煤矿进行了为期9 d(2017年4月2日~2017年4月10日)的开采沉陷监测试验,研究表明:系统监测值与相应的精密水准测量数据的最大误差仅为0.425 mm,明显优于GPS 5 mm的监测精度,可见该系统的开采沉陷监测精度较高,有一定的实用价值。     

基于D-InSAR技术和改进GM（1，1）模型的矿区沉降监测与预计

针对矿区地下资源大规模开采引发的地表沉陷,以淮北矿业集团袁二煤矿为试验区,联合合成孔径雷达差分干涉测量（D-InSAR）技术与灰色模型（GM（1,1））,建立了描述下沉量与时间关系的改进灰色模型,实现了地表沉降监测和预计的一体化。首先,基于哨兵一号A卫星（Sentinel-1A）影像,采用D-InSAR技术监测地面动态沉降过程,获得了2017年11月16日—2018年1月27日期间的时间序列沉降形变图;然后,依据所获取的各时间序列沉降量,建立了改进GM（1,1）的补偿最小二乘法估计半参数模型（BGM（1,1））和赋相对权重的补偿最小二乘法估计半参数模型（WGM（1,1））方程,实现了沉降值的拟合与预计。试验表明：D-InSAR技术在矿区地面沉降动态监测中具有明显优势,且其监测精度达毫米级;BGM（1,1）和WGM（1,1）预计模型均可弥补经典GM（1,1）模型的不足,结合WGM（1,1）预测的4个试验点的相对误差为1.99%~26.64%,可为矿区地面沉陷动态监测以及后续治理提供理论依据,具有一定的预警作用和借鉴意义。     

用三维激光扫描技术监测矿山开采沉陷

经典地表沉陷监测方法具有工作量大、监测点保护困难、监测时间长、监测成本高等缺点,难以适应实时化矿山开采沉陷监测的需要。为此,以某矿山为例,结合三维激光扫描技术,提出了一种矿山开采沉陷高精度监测方法。在分析三维激光扫描技术工作原理的基础上,首先对矿区生产概况、监测方案、地表移动监测站设置方案进行了分析;然后结合MATLAB软件,利用分离非地面点和地面点、去除孤立点、拼接点云数据等方法处理经三维激光扫描得到的沉陷数据,并基于矿区2014年10月、2016年10月两期三维激光扫描数据,利用Kriging算法分别建立了矿区地表下沉盆地数字高程模型(Digital elevation model,DEM),对矿区地表沉陷进行分析;最后选取了矿区若干有代表性的监测点的开采沉陷监测值与对应的水准测量结果进行了对比分析。研究表明:监测结果与实测值的误差达到毫米级,反应出利用三维激光扫描技术不仅可快速获取矿区开采沉陷监测数据,而且可对开采沉陷进行高精度监测,对于进一步研究矿区开采沉陷规律、提高矿区开采沉陷监测效率有一定的参考价值。     

矿区塌陷区遥感影像改进自适应维纳滤波算法

遥感影像为矿区开采沉陷研究提供了大量可靠的数据,对于提高矿区开采沉陷监测与预计的精度具有重要作用,但由于遥感影像的获取受到矿区成像环境、成像器件固有的缺陷等因素的影响,易混入不同程度的随机噪声,降低了遥感影像的成像质量,导致难以高精度提取矿区塌陷区域的相关数据。为此,提出了一种针对矿区塌陷区遥感影像的滤波算法。该算法首先对自适应维纳滤波算法添加了噪声图像块检测环节,对其进行了适当改进,将改进后的自适应维纳滤波算法用于对遥感影像进行去噪;然后针对去噪后遥感影像对比度不高的问题,采用动态均值算法进行增强处理,即通过设定某一阈值,将遥感影像像素点灰度值划分为亮度异常和亮度正常2个部分,采用亮度正常的像素点灰度值修正亮度异常的像素点灰度值,实现对遥感影像对比度的动态调整。采用一幅某矿区塌陷区的遥感影像分别对新算法、自适应维纳滤波、中值滤波、非局部均值滤波等算法进行试验,结果表明：新算法对于矿区塌陷区遥感影像的滤波效果相对于其余算法而言有一定的优势,对于提高矿区开采沉陷监测与预计的精度有一定的帮助。     

基于“三带”理论的沉陷区边坡失稳过程分析

地下开采扰动给沉陷区内边坡稳定性带来不利影响。以抚顺老虎台矿开采沉陷区内某边坡失稳破坏为例，分析沉陷区内边坡失稳的动态演化过程。根据开采沉陷学“三带”理论，将处于开采沉陷区的东露天边坡岩土体划分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带和原生带4个特征区域,并分别计算出边坡处于3种“临界状态”时对应的地下开采深度。     

矿山开采区沉降现状监测与发展趋势分析

对矿山开采区进行阶段性的沉降现状监测,是保障矿山长期开采的必要措施。文中以山东境内某矿山开采区的部分矿区为例,进行沉降现状监测,采取了包括高程网监测和基于D-InSAR的卫星监测两种方法进行三期/两年的长期监测,对监测结果进行综合分析,评价该区现状,对水准成果与D-InSAR成果进行一致符合性评价,并基于数据融合给出该区地表沉降发展趋势分析。     

基于VB的某铁矿山地表沉陷预警信息系统开发

为减少矿山地表开采沉陷对矿区居民生活及生态环境的影响,采用VB语言开发了矿山地表沉陷预警信息系统。针对GIS软件的使用兼容性,以MapX为开发平台、VB为开发环境,采用ID编码关联技术建立了逻辑数据库,结合沉陷理论模型、概率积分模型、预警模型以及集成二次开发技术,采用可视化开发工具 Visual Studio 2008开发并实现了数据可视化入库。详细分析了该系统的数据库设计、系统结构及功能设计流程,并结合安徽某铁矿山实测数据,绘制了该矿区走向和倾向的地表下沉、水平移动、曲率、倾斜、水平变形曲线图。研究表明：该系统能够准确计算各监测周期的地表沉陷最大值,并与预警极限值进行对比计算,通过曲线图直观地显示出地表沉陷监测点的下沉情况,初步判断是否超过预警值,最终实现地表沉陷预警,对于确保该矿山安全生产有一定的参考价值。     

大佛寺矿沉陷区变形预计及危险性分区

以大佛寺煤矿30201工作面为例,首先分析了矿区地形地貌、工程地质条件及开采情况,结合矿区实际调查结果总结出地层岩性、地形坡度、断层构造、降雨作用、人类工程活动等5类矿山开采沉陷影响因子,并对各因子的影响能力进行了定量化分级;然后利用逻辑回归分析软件SPSS对矿区样本数据进行反演,构建了矿山开采沉陷危险性系数计算模型;最后结合Arc GIS软件构建了物元模型,对矿区沉陷区变形进行了预计,在此基础上以5个开采沉陷影响因子为变量,以10 m×10 m正方形网格为最小评价单元,分别得出各影响因子危险性分布情况作为基础图件,结合概率分析法计算出各模型的关联度与重要性程度,将矿区开采沉陷危险区划分为高危区、中危区、低危区和极低区4类。研究表明:大佛寺煤矿30201工作面地表沉陷范围由北部向东南部倾斜,沉陷预计值为300~650 mm,预计误差为1.7%~7.8%,表明该矿区开采沉陷预计及危险性分区结果基本符合矿区地表沉陷变形规律,对于该矿区安全开采及沉陷区治理有一定的参考价值。