基于单视线向D-InSAR技术的倾斜煤层开采地表沉陷监测方法

基于合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR）技术的开采沉陷监测理论和方法是矿山变形监测领域研究的热点,当前已有学者融合单视线向D-InSAR技术和开采沉陷规律成功构建了开采沉陷三维监测模型,然而由于该模型仅融合了水平煤层开采地表沉陷规律,其并不适用于倾斜煤层开采地表沉陷监测。针对上述问题,根据D-InSAR监测的视线向变形与三维变形的关系,融合倾斜煤层开采地表沉陷规律,提出了基于单视线向D-InSAR技术的倾斜煤层开采地表沉陷监测方法。模拟实验表明,所提出的方法下沉监测相对误差绝对值小于9.53%,平均为1.31%,南北方向和东西方向水平移动监测相对误差绝对值小于9.78%,平均为3.71%,满足开采沉陷监测精度要求。并利用该方法成功监测了中国山东省兖州矿区南屯煤矿9310工作面在2012-01-27—2012-02-07期间开采引起的地表移动与变形。     

非等间隔GM(1,1)模型在矿山开采沉陷中的应用

矿山开采沉陷直接影响地面建筑物的安全性评价。以预测矿山开采沉陷量为目的,并结合矿山开采沉陷监测非等时间间隔的特点,以相邻监测时间间隔为权,建立灰色系统非等间隔GM（1,1）模型,并将该模型应用于矿山开采沉陷量预测中。由后验差检验结果和预测分析说明该模型应用于矿山开采沉陷量预测中具有可靠性。实践证明,在矿山开采前期阶段用该模型预测的矿山开采沉陷量与实际沉降量符合较好,能较好地预测矿山开采沉陷对地表建筑物的损害程度,减少开采沉陷造成的经济损失。     

改善单基站CORS RTK测量精度的自适应卡尔曼滤波算法

针对单基站CORS RTK在矿山开采沉陷地表移动变形监测中测量精度偏低的问题,构建基于方差分量估计原理的自适应卡尔曼滤波算法,以CORS RTK在各历元采集的平面坐标与正常高为基础,利用CORS RTK实测数据并对比分析四等水准测量成果,分析得出滤波后的CORS RTK测量精度得到了较大的提高,并满足矿山开采沉陷地表移动变形监测的精度要求。      

GM(1,1)模型在矿山开采沉陷预计中的应用

矿山开采沉陷预计对预防开采沉陷对地表构筑物的损害及保护地面设施,减少开采沉陷造成的经济损失具有重要意义。矿山开采沉陷受到多方面因素的影响,其过程可视为一个灰色系统。本文将观测时间间隔视为灰色系统的一部分,直接建立等间隔GM(1,1)模型,通过对计算值的改正,最终得到预测值。由后验方差检验结果和预测分析说明该模型应用于矿山开采沉陷量预测中具有可靠性。大量计算证明,在矿山开采前期阶段用该模型预测的矿山开采沉陷量与实际沉降量符合较好,可以用来预测矿山开采沉陷对地表建筑物的损害程度。     

基于GIS的开采沉陷损害信息管理与分析系统设计

矿山开采会导致地表沉陷,严重破坏了生态结构与生态环境。因此科学有效地分析与管理沉陷数据进而控制煤炭的开采损害是十分重要的。本文基于GIS开发了开采沉陷损害信息管理与分析系统,对开采沉陷的防治和治理以及矿山生产提供了决策依据。     

矿山开采沉陷专题信息表达新模式

针对矿山开采沉陷所引发的地表形变信息表达和准确制图问题,该文结合遥感影像与地形图等数据,基于矿区开采沉陷变形预计结果和三维可视化方法,对矿山开采沉陷专题信息表达及其GIS制图新模式进行了探究。实现了矿区地表下沉、水平移动、水平变形、倾斜和曲率的形变信息应用分析与可视化,以及下沉盆地水淹范围模拟图、三维地表变形影像图、特定区域变形分析图、采动损坏等级分布图等制图功能。     

基于D-InSAR的开采沉陷监测技术

分析了目前矿山地面沉降监测中存在的问题,研究了利用合成孔径雷达差分干涉测量技术进行矿山开采沉陷监测的数据处理流程与误差来源,丰富发展了矿山开采沉陷监测技术。     

基于SBAS技术的金属矿山沉陷规律研究

D-InSAR技术已经发展成为一种重要的地表监测手段,在矿山监测方面已经有较多成功的案例。但是矿山地表沉陷是一个长周期的形变序列,D-InSAR技术由于失相关等因素影响无法获得长周期的时序形变,小基线技术削弱了失相关的影响,可以获得时序的地表形变。文中利用小基线技术分析金属矿山沉陷规律,以某大型锑金属矿山为研究背景,用过14期形变序列探索一定地质采矿条件下的金属矿山的开采沉陷规律。结果表明,金属矿山受重力作用较大,部分区域地表形变受复杂地质构造控制。     

基于GIS的矿山开采沉陷时空变化分析

首先详细阐述了建立矿山开采沉陷DEM的方法,提出了利用GIS的空间分析功能进行开采沉陷时空变化分析的技术方案.以鲁西煤矿为例,利用基于CORS的网络RTK进行矿山开采沉陷外业数据采集,通过后两期生成的DEM与首期生成的DEM进行叠加,生成后两期累计沉陷值DEM,利用ArcGIS的空间分析工具对累计沉陷值DEM进行空间分析,生成了沉陷等值线和沉陷面积统计报表.利用上述方法可以经济、有效地反映矿区地表沉陷的时空变化及对周围环境的影响程度和范围,为矿区生产设计和环境评价提供决策依据.     

开采沉陷时序预测技术

叙述了时间序列分析的基本理论，分析了矿山开采沉陷观测数据的特点，提出了基于时间序列分析的开采沉陷预计技术，建立了开采沉陷的时序预计模型。用该模型可以对采动地表移动变形进行预测，预测结果分析表明用时间序列分析的方法能够很好的解决开采沉陷的动态预测问题。地表移动变形的相对预测误差在5％左右，与传统的预测方法相比，预测精度可以提高5％－15％，最后还提出了这一预测方法所存在的问题和今后的解决办法。     

现代测绘技术在矿山开采沉陷中的应用

有效地预计矿区开采沉陷参数,离不开现代测绘技术,现代测绘技术在矿山的开采过程中发挥了不可替代的作用。在矿区建立各种形式的观测站,对地表移动过程进行系统观测,通过观测资料的分析,获得地表移动规律并指导矿山开采安全生产。     

管道穿越采空区沉陷监测方法初探

长距离油气管道运行压力大,沿线地质、地理、生态环境复杂。由于成本控制、地理环境等因素,油气管道常常不可避免地铺设在矿山采空区上。针对油气管道穿越煤层采空区受地表沉陷灾害的威胁这一问题,对矿山采空区沉陷监测的几种方法进行了比较,分析了它们的优势及不足,对矿山沉陷监测方法的选择和保护油气管道的正常运营具有指导意义。     

条带开采地表沉陷预计参数的确定

概率积分法是条带开采地表移动和变形预计常用的方法,而概率积分法预计的精度取决于其预计参数的确定。以国内大量的条带开采实测资料为基础,应用相似理论对条带开采地表沉陷的相似现象进行了模糊聚类分析,计算出了条带开采地表沉陷预计参数。根据所得条带开采地表沉陷相似现象的分类及其地表沉陷预计参数,应用模式识别对待求条带开采地表沉陷预计参数进行了求取。工程实例表明,用模糊优化确定的预计参数进行条带开采地表移动和变形预计,其预计结果更加可靠、准确。     

工程开挖引起的地表移动与变形模型及监测技术研究

对于包括大部分煤矿和部分其他矿山在内的自重应力型矿山,采用随机介质理论进行开采地表移动和变形预计,其处理工程问题的准确性和可靠性已成为不争的事实.然而,对于大多数金属矿山及部分其他矿山,由于其成矿条件总是与腚残余构造应力相联系,当矿区的残余构造应力显著时,构造应力影响会改变地表沉陷盆地的形态,并使沉陷盆地的范围急剧扩大,其开采引起的地表移动与变形表现为下沉系数减小,移动范围增大的特征,用随机介质理论进行研究时,往往需与其构造应力相联系,加以改进;而其中采用崩落法开采所导致的地表塌陷坑的变形与原有应力场之间,同样存在其特定的规律.     

基于CORS的网络RTK矿山开采沉陷监测方法研究

首先提出基于CORS的网络RTK技术在矿山地表沉降监测中的应用,并对其在矿山沉陷监测中的应用方法及误差进行了分析,提出一种网络RTK与静态GPS观测相结合的空间修正模型用以提高网络RTK技术在矿山沉陷监测中的精度。应用此种方法对网络RTK的定位精度进行探讨分析,其结果表明:在技术措施制定合理和外业观测条件良好的情况下,基于CORS的网络RTK技术使用此种空间修正模型用于提高矿山沉陷监测的精度是可行的,能够极大地拓展工作范围,提高工作效率,具有广阔的应用前景。     

基于D-InSAR方法求取深部开采地表移动参数研究

深部开采有着地表沉陷时间长、范围大,地表测点难以长时间保存的特点,目前我国几乎没有深部开采的正规观测站。为解决这一问题,本文采用了D-In SAR技术获取了徐州矿区张小楼千米深部开采地表沉降数据,通过将监测结果与地表水准测量进行对比,证明了D-In SAR结果的正确性,并结合测点缺失情况下地表移动参数的求取方法,基于D-In SAR数据求取了千米深部开采地表移动参数。结果表明采用D-In SAR方法对深部开采地表移动的监测可以解决深部开采地表移动参数的求取问题。     

基于GIS的矿山开采沉陷信息可视化应用

矿山地下煤层开采引发地表沉陷变形,可造成土地破坏、房屋倒塌等一系列灾难性后果。基于概率积分法开采沉陷预计结果,利用ArcGIS的ArcScene模块实现地表变形预计数据的三维可视化表达,并以预计的下沉量为例进行可视化结果的等值线绘制、任意剖面图制作、任意点位形变信息提取应用分析。     

矿山开采沉陷地表移动观测站的设计与实现

合理地设计地表移动观测站,是准确预测矿山开采沉陷引起地表移动、变形的基础。本文分析变形观测站设计方法,对该方法做了详尽剖析。结合淮南矿区的地质以及地表综合条件,设计适合淮南地区地表移动变形观测站设计的算法模式,并采用VB和MapObjects进行了实现。最后,以淮南市潘北矿区地表移动观测站设计为实验对象,结果表明:采用软件设计的地表移动观测站,能够有效反映沉陷区特征,且具有高效、可视化特点。     

基于高差分析的点云数据提取矿区地表沉陷信息方法

机载LiDAR技术能够快速获取整个矿区地表空间位置及垂直相对位置的动态变化量,观测结果更为全面、直观,从而可以获得整个矿区地表开采沉陷分布与移动下沉情况.从点云数据滤波入手,对获取的鹤壁矿区两期点云数据提取的DEM作差值计算,得出该段时期内地表的垂直位移量,然后通过设置高差阈值和面积阈值,并采用基于高差分析的方法,提取地表沉陷信息.试验结果表明,该方法提取的沉陷面积精度能达到94.75％,可在中小尺度上对矿区开采沉陷进行监测.     

基于SBAS-InSAR技术的阳城地区采空区地表沉陷分析

为了探究山西省阳城地区煤矿采空区影响范围和地表历史形变过程,为工程建设提供避让依据,采用SBAS-InSAR技术对该地区2019年1月至2020年7月间的地表形变进行监测,分析地表沉陷的原因,利用同期水准监测结果验证了InSAR结果的可靠性。结果表明,SBAS-InSAR技术能及时监测到黄土地区采空沉陷区的动态变化过程,开采深度、停采时间和掘进位置是影响该地区地表沉陷变化的主要原因。