InSAR技术推动地质灾害调查模式创新

正2018年3月9日,中国地质调查局地质力学研究所、国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室在京召开地质灾害InSAR调查监测技术研讨会,旨在搭建地质调查人员了解学习InSAR技术的桥梁,推动InSAR技术的应用发展,提升我国地质灾害的科技防治水平。InSAR即合成孔径雷达干涉,是利用微波合成孔径雷达图像(SAR)数据对地表重复观测形成的微波(1mm~1m)相位差计算地表形变,精度可以     

大采高突出危险综采工作面瓦斯综合治理技术

梁北矿11041大采高综呆工作面生产初期瓦斯经常超限，制约着工作面产量的提高，严重威胁着矿井的安全生产。分析了梁北矿11041综采面瓦斯地质条件，制定出5m大采高突出危险综采工作面的瓦斯综合治理措施，取得了显著的效果。     

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。     

一种适用于开采沉陷的InSAR最大可检测形变梯度函数模型

由于时空失相干、大气延迟等因素的影响,InSAR技术的检测能力受限,无法保证任意矿区监测结果的有效性。若检测能力未知,使用InSAR技术将极易造成人力、物力资源的浪费。为有效判断InSAR技术是否适用于矿区地表形变区域探测,提出了一种适用于开采沉陷的InSAR最大可检测形变梯度(Maximum Detectable Deformation Gradient,MDDG)函数模型。首先通过分析地质采矿因素对开采沉陷的影响,选取矿区开采深厚比和下沉系数两个参数作为模型参数;然后基于不同分辨率、不同波长和不同入射角的SAR影像数据,采用数值模拟和回归分析方法,建立了水平煤层开采条件下的InSAR最大可检测形变梯度函数模型。为验证模型的可靠性,采用陕西大柳塔矿区2012年11月21日—2013年4月2日的13景TerraSAR卫星数据进行模型验证试验。研究表明:InSAR在该矿区的最大可检测梯度为0.008 56,相邻控制点间能够检测的形变量不超过0.171 2 m,采用地表观测站GPS数据作为参考形变值验证了上述结论;与现有模型对比,该模型检测精度更高,细化检测性能更为突出,且无需提前获取SAR影像,可为促进InSAR技术应用于矿区开采沉陷监测提供参考。     

沥青混凝土路面施工质量控制

梁北矿西公路全长2．16km，沥青混凝土路面，宽度12m，工程建设监理单位为北京众智科威建设监理咨询所。介绍了该公路路面施工监理经验，对沥青混凝土路面早期破损原因进行了分析。     

使用全站仪重新标定井心线

介绍了梁北矿根据井心坐标,利用全站仪重新标定立井井心线的方法。     

用InSAR提取矿区地面高程信息研究

文中以山西大同矿区为例,简要阐述了用InSAR提取地面高程信息的数据处理过程.并且用ERS -1数据进行试验,介绍了利用InSAR技术提取矿区高程信息的方法;各流程中处理的关键技术和所要考虑的因素等.结果分析表明用InSAR技术提取矿区DEM是一种非常有效的方法.     

GPS与InSAR结合技术在滑坡监测中的应用

合成孔径雷达干涉测量技术(1nSAR)应用于地面形变监测已经成为地质灾害研究热点。文中分析了InSAR技术在滑坡变形监测中的特点与技术优势,监测中GPS与InSAR的结合能够同时提高监测在空间域与时间域的分辨率;叙述了GPS与InSAR结合技术的理论与方法,说明利用干涉雷达结合GPS技术对滑坡进行监测是可行的,具有十分广阔的应用前景。     

铸石板在梁北矿的应用

通过梁北矿装车仓铸石板的具体施工,介绍了铸石制品在梁北矿建设工程中的应用。     

InSAR技术提取DEM及其精度分析

DEM数据作为城乡规划管理的重要基础数据,如何更好的获取DEM变得尤为重要。InSAR作为一种测量手段具有全天候、全天时的工作特点和快速、高精度、大区域对地测量的技术优势。该文从合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的原理出发,讨论了InSAR技术获取DEM的技术流程,并以Bam地区的DEM生成为例,分析评价了DEM的精度,并与SRTM3 DEM的精度进行了比较。结果表明DEM平均中误差为4.08m,无论在精度还是分辨率都要远高于SRTM3 DEM。说明InSAR技术提取DEM是可取的。最后,还对产生系统误差的原因作了详细分析。     

顶板高位大直径定向钻孔在顾桥矿南区的应用

为进一步验证顶板高位大直径定向钻孔对复杂地层的适应性及其抽采效果,在淮南矿业集团顾桥矿南区进行了工业性应用试验。针对顾桥矿南区1212（3）工作面顶板局部岩层破碎、负角度延伸、断层发育等复杂情况,采取大角度穿层、扩孔及使用无线随钻测量等工艺技术,顺利完成全部7个孔深500 m以上、孔径153 mm的大直径顶板定向钻孔。试验结果表明,通过采取针对性的工艺方法,顶板高位大直径定向钻孔能在各种复杂地层中顺利钻进,可以进行工业化推广。     

李雅庄煤矿水力压裂切顶技术应用研究

针对李雅庄煤矿工作面上隅角悬顶面积过大以及巷道超前段动压显著等技术难题,采用水力压裂切顶技术,使顶板岩层产生裂隙,破坏顶板岩层完整性,工作面回采后上隅角能够及时垮落,减小悬顶面积。工程实践表明,通过在工作面2-6112巷上隅角顶板应用水力压裂切顶试验,实现了上隅角顶板的及时垮落且周期来压步距缩短在10 m内,上隅角的悬顶面积小于10 m²。从而转移了顶板应力,减弱了两巷超前动压,最终实现了顶板卸压,保障了李雅庄煤矿的安全生产。     

复杂高温灾害矿井综合治理技术的研究与应用

重点分析了梁北煤矿井下高温产生的原因,并对复杂高温灾害矿井进行了综合性研究,比较科学地制定了冰冷低温辐射降温方案。安装了适合梁北煤矿特点的降温系统,有效地解决了井下环境高温的问题,为复杂高温灾害矿井的综合治理提供有力的依据。     

新义煤矿切顶留巷技术应用研究

为解决新义矿采掘接替紧张的问题,采用切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术在该矿进行切顶留巷试验研究。首先,介绍切顶留巷技术原理、工艺流程及切顶留巷关键技术;其次,结合该煤矿工程地质条件,采用理论分析计算和现场爆破试验等方法,得出顶板预裂切缝高度为15 m、切缝角度为10°、锚索长度为10 m和7.3 m交叉使用等关键参数与技术,单孔最优装药结构为7＋6＋5,孔间距300 mm。留巷稳定后,顶底板最大移近量为400 mm,监测结果表明:切顶卸压条件下,留巷效果满足生产需求。     

利用反井钻机施工煤仓的应用研究

车集煤矿2906运输巷煤仓位于2906运输巷车场与29胶带上山的空间立体交叉位置,结合2906运输巷车场煤仓上口为锚网索喷支护完好的巷道、下口为锚网索喷支护的采区主运输胶带巷的施工条件,选择采用反井钻机法开凿导孔施工。首先利用反井钻机施工一直径1.2 m的钻孔;然后安装反井钻孔下口溜煤系统;最后自上而下进行煤仓扩刷施工,利用下口溜煤系统出矸。采用自上而下钻爆施工,然后配合风镐扩刷至煤仓设计断面,煤仓断面采用锚网喷支护。应用表明,该方法提高了机械化程度,加快了煤仓运矸系统的形成,有效降低了工人劳动强度,提高了施工安全系数,掘进工效提高2倍,缩短了煤仓施工周期,加快了采区煤仓施工速度。     

Stacking-InSAR技术在矿区地表沉降监测中的应用

文中采用Stacking-InSAR技术,对11景2019年11月~2020年3月的Sentinel-1A影像进行时序处理,研究了建新煤矿的地表沉降。选取4201工作面重点讨论,并画出走向和倾向的累积沉降图,为矿区地表形变监测提供了有效参考。最后分析了矿区开采沉陷InSAR监测面临的主要问题,并对发展趋势进行了展望。     

煤矿“三软”煤层开采地表移动规律及机理研究

掌握岩层与地表移动移动规律是进行“三下”采煤研究、煤矿采动损害评价及建筑物保护的重要依据。“三软”煤层储量在我国煤矿开采中占据了相当大的比例,其采动地表移动规律有其自身特点。以梁北矿典型综采工作面为研究对象,通过建立地表移动观测站,进行现场实测,分析了“三软”煤层综放开采地表移动与变形规律。基于关键层理论,阐明了“三软”煤层综放开采覆岩破断机理,理论解释了工作面开采后地表下沉机理,为梁北煤矿“三软”煤层综放开采及类似地质条件矿区的地表破坏预计及控制提供参考。     

陈四楼煤矿岩巷综合机械化掘进探索

为提高岩巷单进水平，减轻职工劳动强度，在“多上设备少上人”的理念指导下，陈四楼煤矿一直在探索着岩巷快速掘进技术，先后在不同地点、不同条件下实践了6条不同设备配套形式的岩巷作业线，通过对不同岩巷作业线优缺点的对比，在探索中不断改进，使得在不同条件下的岩巷作业线形式逐渐清晰、成熟，最终总结出了适合陈四楼煤矿较为成熟的岩巷作业线，车场、联络巷等较短或拐弯较多的巷道采用耙装机+胶带输送机+采区矸石仓岩巷作业线形式，主要大巷采用液压钻车+挖掘装载机+胶带输送机+采区矸石仓岩巷作业线，与传统的人工打眼、耙矸机+矿车出矸系统比较，采用岩巷作业线平均单进水平由传统工艺的60 m/月提高到90 m/月，施工人员由12人减少到8人，极大地提升了岩巷单进水平、提高工效，降低工人劳动强度。     

煤矿灰岩层水平井注浆技术研究

通过煤矿底板灰岩含水层水平井注浆加固治理，可较好地解决煤矿底板防治水难题。为了提高水平井注浆加固灰岩含水层的效果，以界沟煤矿东一下采区水平井为研究对象，根据灰岩含水层渗透性特征，确定了扩散半径、浆液类型及配比。结合水平孔钻进情况，运用破壁和清水洗井技术，进行压水试验和静压升压注浆加固治理；确定了注浆压力、终止流量、注浆数量；在注浆顺序、装备选型、水平注浆、效果验证等关键技术进行了研究应用。结果表明，治理区采用扩散半径27 m，灰岩采用水泥浆单浆液；清除泥皮，清水洗井，选配高速制浆和智能化注浆装备，进行孔口分段式注浆，递增升压至10 MPa，注浆量提升至0.8 t/m，有效提升加固治理效果。     

糯东煤矿松软围岩巷道变形破坏研究

针对深部围岩巷道变形破坏的问题，以糯东煤矿北翼轨道巷道围岩为工程背景，采用钻孔窥视成像技术及现场监测相结合研究研究巷道围岩变形破坏特征。研究结果表明:北翼轨道巷道围岩变形量随时间的增加而增加；通过钻孔成像技术可知，北翼轨道帮部围岩在0~3.0 m处为围岩第一破裂化区域（破碎区），但破碎程度依次减小；4.0 m处为岩层稳定区，局部仍出现离层或破裂现象，但围岩整体稳定；北翼轨道顶板围岩在0~5.0 m处为围岩第一破裂化区域，6.0 m为岩层稳定区。研究可为深部围岩巷道变形控制提供理论依据。