基于 InSAR 技术的开采沉陷影响边界划定方法

开采沉陷影响边界(沉陷边界)是地表建(构)筑物损害鉴定的重要依据。 传统沉陷边界划定方法大都 依赖于矿区地面实测沉降或地下开采进度等资料,对于缺乏地表实测资料的矿区则难以采用传统方法划定沉陷边 界。 合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术可通过存档的 SAR 影像“回溯”矿区高空间分辨率历史变形信息,为不依赖 矿区实测资料的沉陷边界划定提供了新契机。 然而现有的 InSAR 沉陷边界划定方法通常以忽略地表东西向和南北 方向水平移动的矿区 InSAR 沉降为基础,采用下沉 1 cm 等值线作为阈值划定沉陷边界。 该方法未顾及 InSAR 观测误 差差异,导致其划定的沉陷边界可靠性不高,容易“误导”开采损害鉴定。 为克服该局限,提出了一种全新的基于 InSAR 技术的开采沉陷影响边界划定方法。 首先,仅忽略 InSAR 不敏感的南北向水平移动分量,通过融合升降轨 InSAR 观测值获取矿区历史沉降,提高 InSAR 沉降监测精度;其次,以非形变区监测值为样本自适应评估 InSAR 开采沉陷估 计值的整体精度;然后以不同的置信区间为指标选取等值线阈值,并据此划定矿区沉陷边界;最后通过模拟试验和唐 山某矿区的真实数据试验进行了方法验证。 试验结果表明:以 99%置信区间(约 2. 58 倍 InSAR 沉降标准差)为阈值 划定的 InSAR 沉陷边界与参考边界较为接近。     

煤矿区工作面开采地表沉陷规律研究

通过对中煤平朔井工一矿14106和14107工作面开采前布置地表移动观测站,对开采影响进行了地表移动的观测,获得了本区域地质条件下较为完整的开采影响地表移动资料与数值。通过总结分析取得了较好的地表移动角、边界角等参数,掌握了该区域的地表移动规律,为该矿今后"三下"采煤提供科学依据,对地面的安全和治理提供依据。     

基于SBAS-InSAR技术的矿区开采损害鉴定研究

为了实现矿区开采沉陷损害的高效可靠鉴定,以山西东坡煤矿开采井田为研究对象,利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术监测分析了该区域矿区开采所引起的地表形变,同时基于概率积分模型预计了该矿区开采移动变形情况,随后利用边界角确定了开采边界,结合实地调查最终确定该井田开采是否会对矿区附近某村庄产生损害影响。结果表明：分析矿区在2007年1月至2019年4月期间InSAR形变监测结果以及预计的地表移动变形发现,该村庄始终处于由边界角确定的开采损害边界以外,同时结合实地调查发现建构筑物未有采动损害迹象。     

东滩煤矿3306工作面开采地表移动变形规律分析

工作面开采时,为了解工作面上方区域地质采矿条件下地表移动变形状况,通过建立地表移动观测站的方式获得观测数据,并通过数据进行分析计算地表移动范围大小和位置的参数以及地表动态移动与变形的参数;根据实测下沉值,拟合下沉系数、水平移动系数等进行预计、分析,研究地表最终移动与变形值的大小及分布规律。     

西部地区开采沉陷新特点

文中以内蒙古某矿区为研究区域,以开采沉陷观测资料为基础数据,计算了地表移动角量参数,绘制并分析了该区开采沉陷移动规律曲线,得到了西部地区开采沉陷的新特点.     

开采沉陷影响范围简明算法

本文根据开采沉陷规律中的几个参数值，给出了各种开采条件下，地面几类沉陷区的位置和大小的简明算法。     

基于神经网络的地表移动边界角确定

根据国内大量的地表移动观测资料,建立了地表移动盆边界角计算的神经网络模型.该模型与遗传算法相结合,克服了单一神经网络易陷入局部最优和收敛速度慢等缺点。研究表明,用基于遗传算法的神经网络来计算地表移动盆地的边界角,其结果更加真实、可靠。     

风积沙矿区开采沉陷影响因素研究

以补连塔风积沙矿区12407工作面为研究背景,采用层次分析法,从开采因素和地质因素2个方面选取了9个指标作为开采沉陷的影响因子,建立了风积沙矿区开采沉陷影响因素分析模型。在此基础上构造了5个具有不同松散层厚度、基岩厚度、沙基比和覆岩综合普氏硬度的数值实验模型,进行了数值分析。研究表明,采深保持不变时,松散层厚度和沙基比与地表最大下沉值正相关,基岩厚度和覆岩综合普氏硬度与地表最大下沉值负相关。     

概率积分参数反演中的开采影响传播角问题研究

为了根据实测数据反演出可用的开采沉陷概率积分参数,研究概率积分参数的反演,采用VB语言编制了模矢法求参程序,但是在实际应用中求取开采影响传播角不符合其物理意义.针对此问题,提出了6参数法求取开采沉陷预计参数,并有效解决了概率积分参数反演中的开采影响传播角问题,特别是在数据质量不高时,可以用这种改进的方法获得比较合理的沉...     

基于SBAS-InSAR的窑街煤矿开采沉陷研究

基于SBAS-InSAR技术,利用84期Sentinel-1A数据,对窑街煤矿矿区2014年10月至2018年9月期间地表形变进行监测,获取研究区时间序列地表形变信息。研究发现矿区范围内存在三处开采沉陷区,提取沉陷影响面积,并对时序沉陷规律进行分析。最大累积沉陷值达到350 mm,沉陷中心区最大年平均沉陷速率约为200 mm/a,沉陷区位置与煤矿开采工作区一致。研究表明SBASIn SAR技术可以有效应用于开采沉陷区的识别与监测,为采空区灾害的预防及治理提供技术服务。     

矿山开采沉陷对土地的影响

矿山开采沉陷对土地产生的影响是矿山开采对环境影响的一个重要方面。从地表移动的机理及工程技术的需要出发,研究了地表下沉盆地的形成过程,探讨了覆岩移动和地表移动的关系,提出开采沉陷对地表的影响方式,分析了煤炭资源开采引起的沉陷对地表产生的破坏特征。为保护矿区生态环境,实现耕地的复垦利用和矿区的可持续发展提供了理论依据,具有较强的实用价值和理论指导意义。     

开采沉陷中不同断层活化模式研究

当工作面上覆岩层中含有断层时,地表下沉规律与不含断层时具有显著差别。为了研究开采沉陷中断层活化机理,通过理论推导将开采沉陷中断层活化分为"断层面产生离层空间"、"煤柱压缩"两种断层活化模式并分别利用数值模拟和现场实例进行了验证。研究结果表明:①采动将造成断层面产生离层空间,离层空间以下沉系数等于1传递给松散层造成断层露头处地表产生台阶下沉,影响断层离层空间的主要因素有工作面推进长度、基岩厚度、保护煤柱宽度、煤层厚度、断层倾角、断层是否含水、断层带岩体内摩擦角及黏聚力等;②断层面离层空间随着工作面推进长度的增加而增加,当工作面推进一定长度时不再变化;断层面离层空间随着基岩厚度的增加而线性增加;断层面离层空间随着保护煤柱宽度增加而减小;断层面离层空间随煤层厚度增加而线性增加;断层面离层空间随断层倾角增大而增加;断层带岩体原生水的存在对断层面离层空间产生具有促进作用;断层面离层空间随断层带岩体黏聚力和内摩擦角的增加而减小;③工作面主要影响角和断层倾角的大小关系控制"断层面产生离层空间"模式断层活化,当断层倾角大于主要影响角并与主要影响角在基岩内相交时,断层将活化;④当断层倾角小于主要影响角时,工作面超前支承压力影响范围控制"煤柱压缩"模式断层活化,当工作面超前支承压力接触断层时,断层将活化。     

相邻工作面开采下的矿区地表沉陷InSAR监测与分析

针对相邻工作面重复开采条件下地表形变复杂和常规D-InSAR方法易受时间去相关和大气延迟等因素影响的问题,以东滩煤矿为研究对象,采用SBAS-InSAR方法对40景Sentinel-1A数据进行时序处理,获取了研究区域的年均沉降速率和时序累计沉降量,并对形变特征进行了分析。结果表明：6303相邻工作面的采动对已采工作面影响效果显著,相邻工作面开采条件下地表沉陷速率快、范围广、沉陷盆地形状不规则,6303工作面在走向和倾向上的沉降量差异明显,表现出非对称性特征;InSAR技术能够效监测到矿区相邻工作面开采的地表沉陷现象,可为类似复杂开采条件下的矿区地表形变分析提供技术参考。     

葫芦素煤矿首采工作面地表移动观测技术及规律研究

为了研究厚层风积沙出露地表的煤矿沉陷规律,以葫芦素煤矿为例,利用RTK技术,联合其他观测仪器,进行现场地表移动观测,获得了地表移动相关参数,为有效解决地表建(构)筑物压煤问题、指导矿井安全生产、丰富该区域的覆岩移动变形规律,提供了可靠依据.     

地形影响下的开采沉陷影响函数法优化

影响函数法广泛应用于地下层状矿体的开采沉陷计算。理论上,该方法适用于水平地表条件下的沉陷预计。将地形变化纳入影响函数法,使此方法可以应用于非水平地表条件下。为了剔除其他开采和地质因素的影响,除地形变化外可能影响沉陷形态的因素都被固定了的简化数值模型被应用于研究中。根据这些数值模拟实验的结果,若干影响函数法的参数,包括影响半径、影响角和下沉率,通过4个地形相关的修正系数被重定义为地表相对矿体高程的函数。优化后的影响函数法可以更好的拟合非水平地表条件下的数值模拟结果和现场观测数据。相较于经典影响函数法,该方法需要将地表点相对矿体的高程作为输入数据。在其他开采、地质条件下,构建简单数值模型的方法可以被用于估算相应条件下的地形影响修正系数。     

时序DInSAR在重复采动地表沉陷监测中的应用

基于TerraSAR-X高分辨率SAR数据,利用时序DInSAR技术监测矿区开采沉陷,探讨其在开采沉陷监测中的定量化应用。结合矿区工作面回采进度资料,对时序DInSAR结果进行分析,提取不同开采阶段的超前影响角、边界角、起动距等参数,以认识和描述上覆岩层存在重复采动时的地表沉陷规律。利用在工作面上方角反射器位置上同步获取的GPS观测结果对DInSAR技术进行验证,结果表明X波段SAR数据可以准确监测微小形变,从而保证了开采沉陷影响范围监测及角量参数提取的可靠性。     

东部矿区开采深度对地表移动参数的影响规律研究

目前我国很多东部矿区浅部煤炭资源逐渐枯竭,开采深度逐年增加,部分矿区已达到千米采深,矿区地表移动规律及其参数随采深增加发生了明显的变化。本文基于大量实测数据,分析比较了东部矿区深部开采条件下的地表移动参数与浅部开采的差异。结果表明:随着开采深度增加,边界角和移动角增大,下沉系数逐渐减小,而水平移动系数、主要影响角正切和拐点偏移系数均有所增大,得出了部分参数随宽基比、深厚比变化的规律,并建立了相应的拟合函数关系。     

厚松散层矿区地表移动盆地边界角确定方法

现行的"三下"采煤规程规定以下沉10 mm作为边界点来确定地表移动盆地的边界角,并根据不同覆岩类型指出边界角值为50°～65°。但厚松散层矿区地表沉陷实测资料和矿区采动损害实例表明,现行边界角确定方法及角值大小不能很好满足矿山工程需要,提出了厚松散层矿区以地表移动盆地边缘处水平移动10 mm作为边界点来确定边界角,边界角值在规程规定的基础上减少5°～10°等修改建议,对矿山安全高效生产具有指导意义和实用价值。     

特厚煤层综放开采地表沉陷规律实测研究

为研究近浅埋深、中厚基岩、特厚煤层综放开采地表沉陷规律,在东坡煤矿914工作面地表建立地表移动观测站进行了观测。经对测得的数据分析,得到一套完整的地表沉陷预计参数和角量参数,分析了该地质采矿条件下角量参数与动态变形特征。结果表明:东坡煤矿下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切、开采影响传播角分别为0.74、0.25、2.95、86.5°;在特厚煤层综放开采条件下,地表移动的初始期较短,活跃期内地表下沉速度大,移动剧烈,地表下沉量占总下沉量的比例大。在近浅埋深、中厚基岩条件下,特厚煤层综放开采地表沉陷规律具有其特殊性。     

动态开采过程中河堤内部水平移动规律研究

文章利用sv30测斜仪获取了河堤内部水平移动值,通过分析得到了该地质采矿条件下的水平移动稳定距、稳定角以及超前影响距、超前影响角,用理论方法确定了不同深度开采地表水平移动曲线,得到了正错动区宽度与距地表深度之间的拟合关系式,实测规律与理论规律一致,并将该拟合关系式应用到河堤实际治理中,实践效果证明了该治理方案的正确性。