朔州市地面沉降监测及分析.pdf

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1、第5期矿山测量NO．52012年1O月MINESURVEYING0ct．20l2doi：10．3969／J．1ssn．1001～358X．2012．05．025朔州市地面沉降监测及分析杨建民。，杨文府(1．朔州市国土资源局，山西朔州036000；2．山西省煤炭地质物探测绘院，山西晋中030600；3．武汉大学测绘学院，湖北武汉430079)摘要：文中对朔州市地面沉降区调查的目的、任务，对调查过程中的方法、内容等具体的工作方法和技术要求进行了介绍，对项目产生的效益、技术成果进行了论述，并针对实践中存在的问题，指出了

2、下一步解决问题的有效方法、措施，为朔州市地质灾害调查及防治提供了一定依据。关键词：地面沉降；调查方法；调查内容；技术成果中图分类号：TD327文献标识码：B文章编号：1001—358X(2012)04—0078—04朔州市位于山西省北部，东经111。53一为了加强对地面沉降区治理，朔州市国土资源113。34，北纬39。05～40。17的内外长城之间，山局决定对地面沉降区进行实地调查，并结合收集煤地、丘陵、平川各占总面积的三分之一，有着“全国新矿采空区分布情况，对采空塌陷区、地裂缝区、隐伏型能源重化工基地”之称。全

3、市辖两区四县(朔城危险塌陷区、地下水超采区进行地质灾害初步评估，区、平鲁区、山阴县、右玉县、怀仁县、应县)，总面积为朔州市地质灾害治理提供依据。1．06X10km，总人口170万。1地面沉降调查方法及内容朔州市由于长期煤炭开采形成了约580km的沉降区。高强度的煤炭开采让朔州付出惨重代价，1．1调查方法地质灾害频频发生。从2000年～2012年，朔州发生(1)朔州市以SAR卫星数据为主要的信息源，地质灾害300多起，直接经济损失10亿元以上，其以差分InSAR技术为主要的技术手段，开展朔州地中因采矿引发的灾害占7

4、0％。每挖1t煤损耗约区地面沉降监测工作，快速准确地调查工作区内地2．48t水资源。朔州市人均水资源不足全国平均水面沉降情况。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)平的1／5，人畜吃水大部分靠煤系裂缝水，煤矿开采利用传感器高度、雷达波长、波束视向及天线基线距破坏了这个层段的含水层，导致泉水流量下降或断之间的几何关系，精确测量地表每一点的三维位置，流，加剧了水资源的短缺。地下有用矿物被采出后，尤其利用差分雷达干涉处理技术，可以高精度、全天开采区域周围的岩体原始应力平衡状态被破坏，造时、全天候的获取地表形变信息。其全

5、天时、全天成应力重新分布，并寻求新的平衡，从而使岩层和地候、覆盖面广、宏观性好、观测周期短、系统性强、整表产生移动变形和非连续破坏，这种现象称为“开采体精度高等诸多优点，足以弥补常规监测技术手段沉陷”。当开采达到一定范围以后，必将对地面产生的不足。沉降影响，给人们带来危害，严重的还会危及人民生采用InSAR技术处理的结果与实地查证相结合命财产安全，朔州市的采空区地质灾害治理迫在眉的手段，适时地获取客观基础数据，对工作区域内的睫。沉降情况进行综合评价，确定疑点、重点(I临近铁路、随着工农业生产的发展和人民生活水平的

6、不断公路、河床、水渠等重要设施和民房的区段)地面沉提高，地下水开采量也逐年增加，成为朔州市工农业降情况；为政府部门提供真实可靠的数据。生产及生活的主要供水源。因大量地下水开采，已利用D—InSAR技术，以Envisat卫星数据作为相继出现了区域地下水位持续下降，并形成大面积数据源对朔州部分地区进行了沉降监测。对应于的地下水沉降漏斗区。盆地区共有三个超采区：怀ASAR数据时间段，结果显示朔州市存在数个明显的仁县地下水超采区、山阴县地下水超采区、朔城区及沉降漏斗。EnvisatASAR数据如图1所示，经数据平鲁区地下

7、水超采区。处理和分析得到的沉降漏斗叠加在GoogleEarth光78第5期矿山测量20l2年10月及环境效益：神经网络具有的高度非线性函数映射功能，建立了(1)通过对沉降数据进行分析总结出沉降发生矿区地质采矿因素与地表沉降之间的函数关系，简的空间分布特征，并结合一定的预报体系将该类数化了预测模型中本构关系的复杂性。据积极发布给不同地域分布的市政、学校、经济开发(2)建立了地面沉降对环境破坏程度的模糊综区等人口高密集单位以降低沉降、地裂等地质灾害合评价模型，对现有的评价方法进行了对比，确定了所造成的直接和间接经济损

8、失。评价指标建立的原则以及地表破坏评价因素权重及(2)通过沉降数据的时间序列分析，总结出朔州隶属函数的确定方法。最后对地表沉陷区进行了环市沉降趋势。与控沉各项措施进行对照分析，评价境破坏程度分析。不同控沉方法是否及时有效。为下一步控沉措施的(3)通过相似材料模拟实验确定了地表下沉及实施起到指导与监督作用，并能降低不必要的控沉地表移动、变形规律。费用。(4)通过OpenGL