开采沉陷第十二讲

河南理工大学河南理工大学开采沉陷学开采沉陷学第十二讲第十二讲主讲：蔡来良主讲：蔡来良Tel：18739109523Email：河南理工大学 测绘与国土信息工程学院 河南理工大学河南理工大学第三章第三章 地表移动和变形观测地表移动和变形观测授授 课课 提提 纲纲二、观测站设置地点的选择（重点）二、观测站设置地点的选择（重点）一、观测站设计的原则及内容（重点）一、观测站设计的原则及内容（重点）二、剖面线状观测站的设计方法（重点与难点）二、剖面线状观测站的设计方法（重点与难点）一、连接测量一、连接测量二、全面观测（重点）二、全面观测（重点）三、日常观测工作三、日常观测工作 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学 剖面线状观测站及其布置形式剖面线状观测站及其布置形式ABCDEFGR1R2R3R4回采工作面回采工作面巷道巷道巷道巷道 网状观测站布设示意图网状观测站布设示意图 河南理工大学河南理工大学矿区地表移动观测研究前沿矿区地表移动观测研究前沿基于三维激光扫描的快速地表移动观测站基于三维激光扫描的快速地表移动观测站 河南理工大学河南理工大学基于基于InSAR技术的矿区地表移动观测技术的矿区地表移动观测 河南理工大学河南理工大学基于三维激光扫描的煤矿井工开采的地表沉陷监测及参数获取技术路线基于三维激光扫描的煤矿井工开采的地表沉陷监测及参数获取技术路线 运用激光三维扫描仪监测煤炭井工开采的地表沉陷示意图如下图，技运用激光三维扫描仪监测煤炭井工开采的地表沉陷示意图如下图，技术路线为：当工作面推进到位置术路线为：当工作面推进到位置1 1时，用三维激光扫描仪观测一次地表，获时，用三维激光扫描仪观测一次地表，获得当时的数字高程模型得当时的数字高程模型DEM(1)DEM(1)。当工作面推进到位置。当工作面推进到位置2 2时，再用三维激光时，再用三维激光扫描仪对同一位置地表进行第二次扫描，获得数值高程模型扫描仪对同一位置地表进行第二次扫描，获得数值高程模型DEM(2)DEM(2)。用。用DEM(1)DEM(1)减去减去DEM(2),DEM(2),可以得到监测区域的地表下沉值，再结合井下开采情可以得到监测区域的地表下沉值，再结合井下开采情况，便可以反演出地表移动变形预测参数。况，便可以反演出地表移动变形预测参数。112工作面三维激光扫描仪地表基 于 三 维 激 光 扫 描 的 快 速 地 表 移 动 观 测 站基 于 三 维 激 光 扫 描 的 快 速 地 表 移 动 观 测 站 河南理工大学河南理工大学激光扫描仪对矿区地形测量激光扫描仪对矿区地形测量 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学InSAR技术在矿区地表移动观测中的应用技术在矿区地表移动观测中的应用 InSARInSAR测量原理是测量原理是D-InSARD-InSAR（合成孔径雷达差分干涉合成孔径雷达差分干涉测量技术测量技术）和）和PS-InSARPS-InSAR（永久散射体差分干涉测量永久散射体差分干涉测量技术技术）技术的理论基础，它是利用雷达回波信号的技术的理论基础，它是利用雷达回波信号的相位值来提取地面目标高程的。相位值来提取地面目标高程的。其基本原理是利用单轨双天线同时接收雷达回波或其基本原理是利用单轨双天线同时接收雷达回波或者重轨单天线间隔一定时间两次接收雷达回波，获者重轨单天线间隔一定时间两次接收雷达回波，获取同一区域的两个雷达回波信号，然后根据这两个取同一区域的两个雷达回波信号，然后根据这两个雷达回波信号之间产生的相位差和一些轨道数据来雷达回波信号之间产生的相位差和一些轨道数据来计算地面目标的高程信息。由于两种轨道模式原理计算地面目标的高程信息。由于两种轨道模式原理一样，下面以重轨为例来阐述一样，下面以重轨为例来阐述InSARInSAR的基本原理。的基本原理。河南理工大学河南理工大学InSAR技术在矿区地表移动观测中的应用技术在矿区地表移动观测中的应用 如图所示，如图所示，A1A1、A2A2分别表分别表示两副雷达天线的位置，示两副雷达天线的位置，基线长度为基线长度为B B，基线与水平，基线与水平方向夹角为方向夹角为，H H表示平台表示平台高度，地面高度为高度，地面高度为z z的的P P点点到两天线间的斜距分别为到两天线间的斜距分别为R R，R+RR+R，为第一副雷达为第一副雷达天线到地面天线到地面P P点的视角。点的视角。河南理工大学河南理工大学InSAR技术在矿区地表移动观测中的应用技术在矿区地表移动观测中的应用 河南理工大学河南理工大学 河南理工大学河南理工大学