2024煤矿地表移动观测与数据处理技术规范

煤矿地表移动观测与数据处理技术规范mNB/T11553-2024目次…范围………………………Ⅲ前言………………………1234567891…………………………………11规范性引用文件、术语和定义缩略语…………………2一般要求…………2地表移动观测目的和工作内容…………………………3资料收集与现场勘测地表移动观测站设计4……………8地表移动观测观测数据处理……………其他观测技术方法……………………10…………………………………11观测成果()规范性A附录资料性观测站设计参考资料测量误差计算公式()…………………B附录附录附录附录附录附录()C规范性电磁波测距高程导线测量()………………D规范性观测站地表移动变形计算公式岩层与地表移动角量参数计算()E规范性()………………F规范性地表预计参数计算()GR规范性部分测量技术数据处理流程及要求……………………参考文献Ⅰ煤矿地表移动观测与数据处理技术规范1范围、、本文件规定了井工煤矿地表移动观测与数据处理技术的一般要求地表移动观测目的和工作内容、、、、资料收集与现场勘测地表移动观测站设计地表移动观测观测数据处理其他观测技术方法与观测成果。本文件适用于井工煤矿地表移动观测与数据处理。2规范性引用文件。,下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款其中注日期的引用文,;,()件仅该日期对应的版本适用于本文件不注日期的引用文件其最新版本包括所有的修改单适用于。本文件/—、国家三四等水准测量规范/—、中短程光电测距规范/国家三角测量规范/—()G全球导航卫星系统工程测量标准测量规范—/地面三维激光扫描作业技术规程术语和定义缩略语331术语和定义下列术语和定义适用于本文件。31地表移动观测站按一定要求在地表设置的一系列互相联系且能反映移动变形特征的观测点的统称。32观测频次对观测站进行测量时根据需要设置的观测次数和时间间隔。33连接测量将控制点与矿区控制网之间进行测量以确定控制点的平面位置和高程的建成连测的测量工作。34m全面观测、。在连测后地表移动之前以及地表稳定后进行的确定地表移动观测站平面位置和高程的测量工作1日常观测3。在首次和末次全面观测之间进行的高程或者平面位置的测量工作三维激光扫描3、。通过发射激光获取被测物体表面三维坐标反射光强度等多种信息的非接触式测量技术:、。注主要包括地面三维激光扫描车载三维激光扫描和机载激光雷达扫描等方式[:—,,]来源有修改37m合成孔径雷达干涉测量,数据中的相位信息进行干涉计算的技术。对同一地区不同期次来源:/—,]T38低空数字航空摄影以下采用无人驾驶飞行器搭载数码相机进行的航空摄影。m相对航高为来源:/—,]数据处理3、、。对各种原始数据的整理计算分析32缩略语。下列缩略语适用于本文件:()Om连续运行定位服务系统:,特定区域内以一定间隔构建的持续运行的多个固定全球卫星定位子系统构成的网()O络系统:()RAR角反射器合成孔径雷达干涉测量:()RAR相干点目标干涉测量:()RAR差分合成孔径雷达干涉测量:()RAR分布式目标散射体合成孔径雷达干涉测量:()RmA合成孔径雷达干涉测量技术:()Gm全球导航卫星系统:()R激光雷达R:()AR永久散射体合成孔径雷达干涉测量:()实时动态载波相位差分技术:()合成孔径雷达:()RSR短基线集合成孔径雷达干涉测量:()RR临时相干点干涉测量:()RR时序合成孔径雷达干涉测量4一般要求,。41新建矿井或地质采矿条件变化的生产矿井应设立地表移动观测站开展地表移动观测工作,。42井田范围内受采动影响的重要保护对象或其他需要保护的受护对象应开展地表移动观测工作2,。43各矿区应进行观测站布置的协调规划选择有代表性的区域设置观测站,,,,。44地表移动观测结束后应及时进行数据处理编制观测分析报告汇总观测资料提交观测成果5地表移动观测目的和工作内容、、。551地表移动观测目的包括获取地表移动规律与参数沉陷区环保监测安全监测等2针对不同目的进行观测方法选择可参照表进行观测设计和开展观测工作。表1地表移动观测方法选择测量方法观测目的平原地形起伏较大区域水准或三角高程测量+地表移动规律与参数沉陷区环保监测安全监测水准导线R、、低空数字航空摄影低空数字航空摄影、水准或三角高程测量水准导线、、、、53地表移动观测的工作内容应包括资料收集与现场勘测观测方案设计测站布设现场观测数据,。处理及观测资料总结分析等主要内容针对具体地质采矿条件和观测要求可增加其他相关内容6资料收集与现场勘测61资料收集61地质及水文资料:地质及水文资料包括以下内容);a钻孔柱状图地质剖面图);b)地形地质图;矿井地质报告水文地质报告c);;d)e)采区或工作面地质说明书。f62开采资料:开采资料包括以下内容)井上下对照图;;a)b采掘工程平面图)c;采区或工作面设计)d观测区周边开采情况。63矿区坐标系统资料:矿区坐标系统资料包括以下内容);a矿区平面坐标系统矿区高程系统;)b3)c高等级控制点平面坐标和高程。64开采沉陷资料本矿或相邻矿井已有的地表移动观测资料观测总结报告。62现场勘测、。了解地形地貌地物河应现场查证矿区控制点的可用性测线布设位置与方向以及建站的可行性、。流分布道路分布等对地表测点布置与观测的影响情况7地表移动观测站设计71一般规定,。71应根据任务需要和收集到的资料等进行技术设计,:线状观测线应布设在地表移动盆地主断面上设站区域在观测期间应不受临近开采的影响;72观测站设计中一般应遵循下列原则);;a)b)c测点间距应根据开采深度和设站目的而定),;d测点埋设应达到一定深度尽量减少冻土影响);e观测线长度应超出地表移动盆地范围),,、,f观测线一般应设置成直线并与煤层走向垂直或平行受地形地面建筑物设施限制时可设成,,,。折线或因地制宜设成其他形状但尽量通过最大下沉点。773观测站按布站形式分为剖面线状观测站和网状观测站,,4剖面线状观测站一般由倾向观测线和走向观测线组成观测线垂直且相交交线超出2个个。测点间距,。775网状观测站一般由多条观测线交叉组成尽量沿煤层走向或倾向布置,6地表移动观测站设计时选用的地表移动角量参数应根据矿区已有的开采沉陷资料确定若矿区,。没有地表移动角量参数可选用与该矿区地质采矿条件类似矿区的相关参数72观测站的设计方法、,。71剖面线状观测站可由全剖面线半剖面线组合组成可参照附录A中图设计,72倾向观测线应布置在倾向主断面上在走向超充分开采条件下可选择倾向线大于至开切眼最小D距离的任意位置见图3…………(1)D=Hφ330:式中,();H0φ3m工作面平均采深单位为米,°走向充分采动角单位为度,,73当邻近有已采区时观测线应不受邻近采区的影响则倾向线至停采线的最小距离D由公式1(),。21计算见图()()D=Hδ-δ…………(2)φ10:式中—,();hδδm松散层厚度单位为米—,°走向移动角单位为度—,°走向移动角修正值单位为度4—,°φ松散层移动角单位为度,,274若在工作面回采过程中进行观测站设计则在确定倾向观测线到临近工作面的距离时需要考,D虑到观测站设计到首次观测之间的工作面推进距离此时倾向线到回采工作面的最小距离由公式(),。31计算见图…………(3)D21:式中—,(/);ctmd工作面推进速度单位为米每天—,d观测站设计到首次观测的间隔时间单位为天:标引序号及符号说明RR—控制点;19AG、—;工作测点;倾向观测线长度—走向观测线长度。图1地表移动观测站示意图,,75在地表未达到充分采动的情况下一般是通过采空区中心作垂直煤层走向的断面此断面所在。位置即为倾向观测线所在位置76网状观测站其余倾向测线应从倾向观测线处向开切眼或停采线方向平行分布至地表移动盆地,。之外测线数量及间距均由研究要求确定7走向观测线应设在移动盆地的走向主断面上具体确定方法为在非充分采动条件下在倾向主,:,7,,θOO断面上从采空区中心用最大下沉角划线与地表相交于点通过点作平行煤层走向的垂直断,,()4s面此断面所在位置即为走向观测线所在位置走向观测线偏离采空区中心线的距离可通过公式。当表土厚度大于H,,()的分子减去。h4计算时应去掉表土厚度即公式0H+H12…………(4)s=2θ:式中—,();H1H2θm采区下山边界的开采深度单位为米—,();m采区上山边界的开采深度单位为米—,°最大下沉角单位为度,、,对于充分采动条件下按充分采动角φφ确定地表充分采动区的范围通过该范围内任意点所作平行煤层走向的垂直断面可作为走向观测线位置12。5,78网状观测站走向观测线尽量平行布置且以走向观测线为中心向两侧平均分布直到开采影响范,。围之外测线数量及间距均由研究要求确定,,79倾向观测线的长度应在移动盆地的倾向主断面上确定可按照移动角或边界角确定具体方法。如下)、aγΔ自采区上下边界分别以上山移动角和下山移动角ββ划线与松散层和基岩接触面,,相交再从交点以松散层移动角φ划线交于地表即可得到倾向观测线长度倾向观测线长度()。51由公式计算()()()()……()L=H-Δ+Hγ-γα5ββφ112:式中—,γ°上山移动角单位为度—,°β下山移动角单位为度—,γ°上山移动角修正值单位为度—,Δ°β下山移动角修正值单位为度—,()。Lm工作面倾向长度单位为米)、γγΔ自采区上下边界分别以上山边界角0和下山边界角0β划线与松散层和基岩接00,,触面相交再从交点以松散层移动角φ划线交于地表即可得到倾向观测线长度倾向观测线()。长度L由公式6计算1()()()()…()L=H-Δ+Hγ-γα6β0β0φ11200式中:—,0°上山边界角单位为度—,°β下山边界角单位为度0—,γ°上山边界角修正值单位为度0—,Δ°β下山边界角修正值单位为度0—,()。Lm工作面倾向长度单位为米、、2确定。ΔγΔγ修正值ββ和可根据煤层倾角按表00、、表2上山下山移动角边界角修正值βγδ0、ΔΔγ°δ煤层倾角α或或00095105555555520304050607以上07680,。7走向观测线可按照移动角或边界角确定具体方法如下)a、,δ在开切眼停采线位置均以走向移动角划线与松散层和基岩接触面相交再从交点以,()。松散层移动角φ划线交于地表即可得到走向观测线长度其长度2由公式7计算6()()……(7)L2Hδ-δφ20:式中—,δ°走向移动角单位为度—,δ°走向移动角修正值单位为度—,()。lm工作面走向长度单位为米)、,δ-δ在开切眼停采线位置均以走向边界角划线与松散层和基岩接触面相交再从交点00,()。L8以松散层移动角φ划线交于地表即可得到走向观测线长度其长度由公式计算2()()……()L2Hδ-δ8φ2000:式中—,δ°走向边界角单位为度0—,δ°走向边界角修正值单位为度0—,()。lm工作面走向长度单位为米、。δδ2修正值可根据煤层倾角按表确定0,,,7在实际布设中走向观测线一般只设半条走向观测线应从开切眼或停采线位置出发并超过,()。3L9与倾向观测线交点两至三个测点间距即可半走向观测线长度由公式计算2()()……(9)L+Hδ-δ+Hdφφ200:式中—,°δ走向移动角单位为度—,δ°走向移动角修正值单位为度—,,()。md3超出倾斜线的长度一般为个个测点间距单位为米,,7在设计观测站时一般采用等间距方法布置测点测点密度可根据开采深度按表3确定若有特。,殊设站目的可适当加密测点非充分采动区测点间距最大不超过充分采动区测点间距最大不超。。过地表移动边缘和开采边界附近可适当加密测点表3测线点间距开采深度测点间距m开采深度测点间距开采深度测点间距mmmmm<~>1,,7网状观测站的测点一般位于倾向测线和走向测线的交点处应尽量布置倾向和走向主测线可,。以布置开切眼或停采线一端一侧测点间距和测线间距可参照主测线布置,,7观测站控制点应埋设在倾向或走向观测线两端每端不应少于2个当只能一端设置控制点,,。3m时应不少于个测线端点至控制点的距离及控制点间的距离为,,、、7网状观测站主观测线应按常规观测站布设非主观测线可采用简易观测点应在采前采中采后按照常规观测进行。73控制点及工作测点制作要求,、71控制点及剖面线观测点可采用顶截面边长底截面边长,,0高度一般为混凝土材料制作的正四棱柱或者顶截面边长底截面边、,的规定在。长高度一般为混凝土材料制作的正四棱台具体参考,m山区等地形条件较复杂区域观测点可采用长度不低于的直径的螺纹钢筋,72控制点及剖面线观测站标石顶部中间应插入直径的铁杆作为标志标志顶端加7,3、;,工成球形并钻一个深直径小于的孔作为测点标志的中心螺纹钢筋一端削尖另。一端削平并刻十字丝,、73网状观测站非主测线可选用简易测点如质地坚硬不易腐变的木桩或直径的螺纹钢,,,。0筋木桩长度不少于木桩的直径或边长不小于具体参考的规定,,,74木桩打入地面后应在桩顶中心钉入长以上的铁钉作为标志铁钉顶部呈半球形半球顶“”。3部有一深的十字标志作为测点标志的中心74观测站的布设,,71在进行测点位置的测设时可用全站仪或技术进行放样放样时应充分利用附近已有控。制点,:72进行测设时应符合以下要求),;a进行测设前需检查控制点的坐标和稳定性),。b如有已建成的基站放样时应优先选用技术,,73控制点及剖面线观测站埋点时应先在标定位置挖一个直径深度不少于,,,。0的坑具体形状参考的规定随后放入预制的标石并加土填充固定:74测点埋设时应遵循以下原则);a埋设的控制点和测点在观测期间应保存完整),;b观测站测点应埋设牢固控制点应布设在采动影响范围之外)、;c控制点应埋设在标定位置附近土质坚实稳定可靠的地方)埋设的测点应便于观测;测点可采用浇注式或混凝土预制件d);e),,;f在确保测点不被破坏的前提下可采取露出式测点一般高出地面左右,),g测点应尽量布设在设计位置若因地形等原因无法在标定位置埋设测点则需就近寻找合适;地点进行埋设),;冻土地区观测点底部一般应至少非冻土地区测点的埋设深度一般应不小于比冻土底界面深当冻土深度大于,0时可根据现场情况设计适合的地表移;动观测点样式)i,,一般情况下倾向观测线上观测点编号应自下山向上山方向顺序增加走向观测线上观测点编;号应按工作面推进方向顺序增加)j,。GG采用技术进行测量时测点的选择还要符合测量的要求,,,75网状观测站简易点埋设时应先将木桩或螺纹钢筋打入标定位置露出地表高度不超过并。在木桩顶部钉入长以上顶部有十字标志的铁钉作为测点标识8地表移动观测81连接测量,,。81在观测站各点埋设后即可进行连接测量将观测站控制点与矿区控制网联系起来,,连接测量需独立进行两次两次观测满足精度要求后取两次观测平均值作为观测站控制点的平面坐标。和高程,82高程连接测量应按三等水准测量标准执行平面连接测量应按D级静态测量或一级导线。测量标准执行。83高程连接测量是由矿区水准基点测定观测站控制点的高程8,84进行高程连测时测量精度不应低于三等水准测量的精度每千米水准测量的偶然中误差M和Δ,B中的规定。M不应超过表4规定的数值偶然中误差和全中误差计算公式应按照附录全中误差W表4水准测量中误差限差MMWΔ测量等级012三等四等1/—85D级静态测量外业的基本技术规定应符合T中和的有关。规定—。886平面连接测量中进行导线测量时应符合中表的有关规定,7采用导线测量进行平面连接测量时测量精度按相对于矿区起算控制点的中误差不应大于,,。7观测线工作测点的平面位置应按矿区控制点导线测量的精度要求确定/—。88导线测量中所使用的全站仪应符合中表1和表2的有关要求82全面观测,,。81连接测量后地表开始移动之前应独立进行两次全面观测两次观测时间间隔不超过。882全面观测的内容应包括所有测点的平面坐标和高程,3平面观测可采用测量或光电测距导线测量平面点位精度应达到E级控制;,;网或一级光电测距导线的要求高程测量应满足三等水准测量精度要求应采用水准测量方法地形起,(C伏较大的条件下可采用三角高程测量应满足四等水准测量精度要求附录具体三角度程测量工作/。应符合的要求,84两次全面观测测得的同一点高程差绝对值应不大于平面坐标差绝对值小于,,。时取其平均值作为观测站的原始观测数据又称初次观测数据,,85当连续六个月地表各观测点的累计下沉值均小于时可认为地表移动稳定此时进行最。后一次全面观测。,;86观测中应检核观测站控制点的稳定性如观测站控制点稳定可直接从控制点开始进行测量,。如发现控制点不稳定应从矿区控制点进行连测,,,87如果观测线两端均设有控制点则水准测量应附合到两端控制点上若只有一端有控制点则需。要进行往返水准测量,—88使用光学水准仪进行水准测量时测量的主要技术指标应符合中表的有。关规定,—89使用数字水准仪进行水准测量时测量的主要技术指标应符合中表的有。关规定8水准测量中往返高差不符值环线闭合差和检测高差之差的限差不应超过表5的规定。表5水准测量外业限差表测段路线往测段路线的左、右路线高差不符值检测已测测段高差之差附合路线或环线闭合差等级返测高差不符值平原山区±KKKLLLLRR三等四等±K9()表5水准测量外业限差表续测段路线往测段路线的左、右路线高差不符值检测已测测段高差之差附合路线或环线闭合差平原山区等级返测高差不符值:,注K路线或测段的长度单位为千米—(),LR附合路线环线长度单位为千米—,检测测段长度单位为千米1mm的地区;山区指高程超过或路线中最大高差超过1,,上述长度小于时按计算检测测段两点间距离不宜小于。计算结果单位为毫米,。8进行末次高程观测时应从矿区水准基点开始进行三等水准测量,、。8导线测量应包含水平角测量和距离测量用于测定各测点平面坐标测点间距离。8导线测量水平角观测限差应符合表6的规定表6导线测量水平角观测限差表限差项目31696光学测微仪两次重合读数之差半测回归零差8一测回内互差同一方向各测回互差98导线测量中距离测量的技术要求应符合表7的规定。表7距离测量技术要求表项目三等四等Ⅰ8Ⅱ8ⅠⅡ8测距仪等级4每条边观测的总测回数一测回读数次数44一测回读数间较差限差/同一时段气象改正后各测回中数较差限差/5757D6)D6)往返测距中数较差限差:、,注abD测距仪的固定误差和比例误差系数a的单位为毫米斜距观测值单位为米,、。8在进行导线测量时凡超出表5表6和表7中限差的观测值均应重新观测83日常测量,,81日常测量应以水准测量为主应按照四等水准要求进行地形起伏较大的区段可参照附录C的;,。三角高程测量进行必要时应进行平面位置观测按全面观测的要求进行(),82在工作面推进距离HHH为平均采深期间就需要在可能发生移动的区域选择几000,,。H个测点每推进进行一次水准测量直至获取地表移动的开始时间和起动距0,,83日常测量频次一般按个月观测一次当地表下沉速度或工作面推进速度较快时观测频次。。应适当增加根据特殊研究目的可增加观测频次,。884为精确求取下沉速度应在下沉活跃期增加最大下沉点附近数个测点的水准测量频次,5采动过程中的水准测量可采用单程的附合水准或水准支线的往返测量或参照附录C的三角高,。程测量施测应满足四等水准测量的精度要求;,。8886每次测量应在尽量短的时间内完成当需进行高程和平面测量时应尽量同时进行,,。7在日常观测中还需观测记录地表裂缝发育情况塌陷坑出现的时间及形态、、。8每次观测时应收集工作面推进位置采厚地质采矿条件变化等相关工况信息84其他观测方法其他观测方法使用时应满足相应观测目标的精度要求。9观测数据处理91观测数据检核,;。91应保存外业原始观测数据不应进行删改每次测量结束后应及时进行数据处理,,92使用光学水准仪进行水准测量或三角高程测量后应及时整理和检查外业观测手簿检查手簿、,/—。计算是否正确观测成果是否满足限差要求手簿记录格式应符合的有关规定。93水准测量外业计算数值取位按表8规定执行三角高程测量观测读数和数值计算取位应按照,,。C表观测限差见测量结果限差见表表8水准测量外业计算数值取位表往返测距离总和各测站高差往返测高差总和测段高差中数水准点高程等级011三等四等011,、94水准测量后要进行每千米水准测量的偶然中误差和全中误差计算附合路线与环线闭合差计,,,算若超出表4和表中规定的限差则要进行重测偶然中误差和全中误差计算公式应符合附录B中5。的规定,:95重测前应对超限原因作具体分析并按下列原则进行重测与取舍),,a测段往返高差不符值超限应先对可靠程度较小的测段进行重测若重测高差与同方向原测高,,;差不符值超过往返高差不符值限差但与另一单程高差不符值未超出限差则取用重测结果,;,若均不超出上述限差则取用同方向中数作为该单程的高差若超出上述限差则重测另一;单程)m超限时应重测不符值较大的某由往返高差不符值计算的每千米水准测量的偶然中误差Δ;些测段),()c环线闭合差超限时应先重测路线上可靠程度较小往返高差不符值较大或观测条件不佳的;,。测段附合路线闭合差超限时应分析原因重测有关测段,、、96导线测量后应进行测角中误差测边相对中误差导线全长相对闭合差和方位角闭合差的计,,,、、9算计算结果不应超出表中规定的限差否则要进行重测测角中误差测边相对中误差导线全长相对闭合差和方位角闭合差的计算公式符合附录B的规定。表9导线测量限差表测角中误差方位角闭合差等级测边相对中误差导线全长相对闭合差±三等四等n±n测站数。注92数据处理内容和要求91连接测量数据处理内容和要求。G连接测量数据处理内容和要求如下所示)—的规定。aDG级静态观测外业成果记录内容和记录要求应符合中:),,bDG级静态测量结束后应进行基线向量解算解算按照如下标准进行),1起算点的选取应根据测量已知点的情况确定坐标起算点每个同步观测图形应至少选定一个起算点;)、,基线解算宜采用双差相位观测值多站多时段自动处理方法进行若自动处理方式的成,,、果较差则对较差的基线向量利用数据开窗处理技术采取截取合适的时间段卫星截止,;高度角和删除有关卫星等措施进行人工处理直到基线向量解算结果合乎要求),;3基线长度差异较大时不宜分开处理对解算的基线向量应进行相容性检验),,4出现基线解算残差超限以及其他不合格的情况且无法通过合理方式使其合格时需重新进行静态测量。)、、c外业数据质量检核应包括同步边观测数据检核重复边检核同步环闭合差检核和异步环闭合差检核其基本要求应符合—中的规定。),。dG外业数据质量检核合格后应通过平差对网的质量从空间和平面上进行全面评价),eG连接测量的应用。首先将网经空间无约束平差后还需要将成果转换到当地坐标系下才能进行实际()GCG网在空间直角坐标系下的平差成果坐标及其协因数阵转,,。换为大地坐标系下的成果然后投影到高斯平面上再在平面上进行坐标系统转换)f,、、,对于平面坐标系统转换除考虑坐标联测点的等级数量分布外还需要考虑联测点的稳定,。性并采用高崩溃污染率抗差估计等方法实现平差系统自动识别不稳定的联测点))、、,G转换后网的精度应通过点位中误差基线向量中误差坐标方位角中误差进行评价应。满足连接测量的精度要求,()G若需要获得,网点正常高则需要采用高程联测不低于三等水准的方式获取高程异G常建立测区的似大地水准面模型并进行评价高程测量不应低于四等水准测量的。要求92测量测量内容及要求如下:),a技术测定点的平面位置基站为连接测量控制网中某一合适的测可采用(;站一般位于工业场地内最好具有强制对中装置),;,坐标系统转换模型和参数应与连接测量阶段的一致需要测点的正常高时高程系统转换模12,;,型和参数也与连接测量阶段的一致)c每次测量平面位置时基站一般不变模型参数亦不变每个测点至少测量2个测回差值在限,;,。差范围内时取平均值为该点测量结果93地表移动变形计算:,,91移动变形量计算应包括各测点的下沉和水平移动量相邻测点间的倾斜和水平变形相邻两线,,段的曲率变形等在网状观测站布设区域还可计算地表的扭曲变形和剪切变形地表移动变形计算公,,。D式分为线型观测站和网状观测站根据观测内容的不同符合附录的规定,,92每次外业测量结束后应及时计算相邻点间的水平距离在倾向或走向上的投影长度将相邻点。距离改算到倾向或走向的距离,。93某次观测时的移动和变形值计算时数字的取位应按照表的规定执行表移动变形计算结果取位表下沉1水平移动倾斜m曲率m20水平变形m下沉速度m名称取位1,、、、、94计算完地表移动变形值后应将计算结果绘制成曲线图下沉倾斜曲率水平移动水平变形等(,),五种曲线及其他曲线如下沉速度应绘制在一张图内便于直观展现地表移动变形分布特征及其发展。过程:95地表移动变形曲线图绘制要求如下)a:,;选择竖直比例尺使绘制的曲线能清楚地反映出移动和变形的分布规律并便于分析比较水,;1平比例尺与观测站平面图一致可采用或比例尺),移动变形曲线图和观测线断面图应绘在一起以表明各种地质采矿条件对移动和变形分布形,、、、()、;、态的影响在断面图上应标出地面测点及其编号松散层厚度岩层钻孔柱状采区位置开、;采厚度各次观测时的工作面位置及采区周围的开采情况等),,c绘制下沉曲线时下沉值的正方向朝下即下沉值应绘制在测点下方)、;d水平移动应依据其值的正负号分别绘制在测点的上方或下方);e倾斜和水平变形应依据其正负号分别绘制在两测点中间的上方或下方),,f曲率应依据其正负号及两相邻线段的不同情况进行绘制若相邻两线段长度相等曲率依照其,,,正负号绘制在中间测点的上方或下方若相邻两线段长度不等曲率点应展在中点上而不能展在点的上方或下方;)绘制下沉速度曲线时应按下沉速度值在两次观测时间间隔的正中间展点。96图层划分:图层划分的内容及要求如下);a移动变形曲线图可分为基本工作底图和移动变形曲线图两大类图层)、、、、b基本工作底图图层应包括移动变形值格网观测线测点位置地表位置松散层位置煤层位、、、、、;置采高开切眼及停采线位置图例比例尺钻孔柱状图等分图层及其标注)c,5移动变形曲线图图层应包括各次观测计算绘制的种移动变形曲线和工作面的回采位置可采用观测日期为图层名称。94岩层与地表移动角量参数91边界角。在充分采动或接近充分采动的条件下地表移动盆地主断面上盆地边界点下沉为,()。,10mm至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为边界角当有松散层存在时应从主断面,上盆地边界点用松散层移动角画线和基岩与松散层交接面相交此交点至采空区边界的连线与水平线。,、、,在煤柱一侧的夹角称为边界角按不同断面边界角可分为走向边界角下山边界角上山边界角分别、、。。用δ9γEβ表示计算方法按照附录中的。000,/,/,/2移动角在充分采动或接近充分采动的条件下mmKm2确,定地表移动盆地主断面上最外边的临界变形值点该点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹。,角称为移动角当有松散层存在时应从最外边的临界变形值点用松散层移动角画线和基岩与松散层,。,交接面相交此交点至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为移动角按不同断面移动角、、,、、。。δγE可分为走向移动角下山移动角上山移动角分别用β表示计算方法按照附录中的。,,93裂缝角在充分采动或接近充分采动的条件下在地表移动盆地主断面上移动盆地最外侧的。,地表裂缝至采空区边界的连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为裂缝角当有松散层存在时应从主断,面上盆地最外侧的地表裂缝用松散层移动角画线和基岩与松散层交接面相交此交点至采空区边界的。,、、连线与水平线在煤柱一侧的夹角称为裂缝角按不同断面裂缝角可分为走向裂缝角下山裂缝角上,、、。。E山裂缝角分别用β表示计算方法按照附录中的。,94最大下沉角在倾向主断面上移动盆地最大下沉点或盆地平底中心点在地表投影点和采空区,。,θH中心的连线与水平线之间在煤层下山方向一侧的夹角用表示当松散层厚度大于时应将0,移动盆地最大下沉点或盆地平底中心点投影到基岩面上该点与采空区中心连线和水平线在下山方向。。E的夹角为最大下沉角计算方法按照附录中的。,,95充分采动角在充分采动条件下在地表移动盆地的主断面上移动盆地平底的边缘在地表水平线上的投影点和同侧采空区边界连线与煤层在采空区一侧的夹角称为充分采动角。下山方向以1,,。。E表示上山方向以φ表示走向方向以φ表示计算方法按照附录中的23。,96超前影响角工作面推进前方地表下沉盆地主断面上下沉的点至当时推进工作面的连。。E线与水平线在煤柱一侧的夹角称为超前影响角计算方法按照附录中的7最大下沉速度滞后角。在充分采动或接近充分采动时工作面后方地表移动盆地主断面上实测,9最大下沉速度点至当时推进工作面的连线与水平线在采空区一侧的夹角为滞后角。计算方法按照附录。E中的95地表预计概率积分法参数计算。,91下沉系数q在走向和倾向均达到充分采动条件下地表最大下沉值与煤层法线采厚在铅垂方。。F向投影长度的比值计算方法按照附录中的。,,92主要影响角正切β受半无限开采的影响除下沉以外主要的地表移动变形均发生在(),,-~+rrr为主要影响半径的范围之内将的地表点与煤壁相连其连线与水平线之间所夹的锐。。F角β称为主要影响角计算方法按照附录中的。,93拐点偏移距0由于采空区边界顶板的悬臂作用将下沉曲线的拐点投影到煤层上得到计算边,。,;,界实际开采边界与计算边界之间沿煤层的平距称为拐点偏距若在采空区一侧取正值反之取。负值4水平移动系数b地表最大水平移动值和最大下沉值的比值计算方法按照附录F中的。。。9。,95开采影响传播角θ在移动盆地倾向主断面上按拐点偏移距求得的计算开采边界和地表下沉。。F曲线拐点的连线与水平线在下山方向的夹角计算方法按照附录中的其他观测技术方法11地基三维激光扫描测量11收集资料。应包括测区周边控制点成果和地形图资料踏勘了解测区自然地理人文及交通状,、。况等2扫描范围及点云间距。根据测区地物情况和精度要求确定扫描范围及点云间距应满足相邻,,1,。3扫描站间有效点云的重叠度不低于困难区域不低于的要求。,,。113扫描路线及布站形式根据地表情况进行扫描路线设计并确定布站形式。,4测站数量及位置按照区域范围及相邻测站的重叠度计算出测站数量及位置每一扫描站的,。,43标靶个数应不少于个相邻两扫描站的公共标靶个数应不少于个在需要测量标靶三维坐标时应,,、,在同一控制点上观测两测回或在不同控制点上施测两次平面高程较差应不大于取平均值作。为最终结果:15扫描站布设原则如下所示);a应架设在视野开阔地势较高的地方)、;b应架设在地面基础稳定远离交通流量较大的地方)、;c应远离电视塔信号塔等区域),。d应远离大面积水域粗糙程度较低的建筑物。。116扫描顺序应由采动影响较大的地表沉降中心区域向采动影响较小的区域移动()。,7连续运行参考站联合测量测区有时可直接将接收机安置在三维激光,。扫描仪顶部和靶标顶部进行联合观测,,。118测区无法使用则应布设平面和高程控制网精度应满足的要求:9控制网布设原则如下);a控制网布设应满足扫描站和标靶布置测量需求);b控制点宜选在主要扫描目标物附近且视野开阔的地方),,c控制网应全面控制扫描区域在分区进行扫描作业时应对各区的点云数据配准起到联系和控制误差传递的作用;),,小区域或单体目标物扫描通过标靶进行闭合时可不布设控制网扫描成果应与已有空间参。考系建立联系,,1数据处理。需先进行粗差及噪声剔除再对原始激光点云数据进行滤波处理分离出地形表。面数据。、。111数据拼接将不同测站的点云数据根据控制网坐标系靶标及特征点进行拼接()。,(。数字高程模型生成根据拼接后点云构建不规则三角网再生成。,。,下沉盆地多期差分得到动态下沉盆地获取下沉和下沉范围若不生成也可,。在点云数据预处理后采用多尺度模型到模型点云比较方法直接计算多期点云之间的下沉和下沉范围、、、,1扫描实施流程应包括扫描站布测标靶布测点云数据采集纹理图像采集各步骤的实施原/的规定执行。则按照。1软件选择可自主研发点云处理软件或选择开源及商用软件。12机载三维激光扫描测量。。11空域申请按相关规定和流程提出申请办理相应测量空域的航飞权。、、、12航线规划根据飞行区域的范围大小地形起伏激光测程及精度飞机续航能力等确、、。,,定飞行路线航带重叠度飞行高度和飞行速度根据设备性能优先使用仿地飞行模式降低飞行。速度。,13差分解算应布设地面基站或采用使无人机具有实时差分和静态接收机数,。据供后期采用实时差分和后差分的联合解算数据。、)、14数据采集激光测距数据机载基站数据数据和系统各个部件的误差鉴定结,,。果等采用飞机自带软件进行解算得到格式的点云文件,。15应将航线外扩到测区范围线以外根据飞行计划完成对测区的测量/。116点云密度应不大于12数字高程模型成果格网间距。7点云数据高程中误差按数字高程模型成果高程中误差的倍计算。、。118数据预处理剔除点云中由飞机鸟或自身传感器产生的粗差点。,9数据后处理点云数据的滤波和分类从原始点云数据中分离出地形表面数据。点以及不同地物数据点。,。1111数据拼接不同航带的点云数据进行精确拼接消除系统误差和随机误差。。坐标转换将点云数据转换到相应的坐标系统中。,(。生成根据点云滤波得到的地面点构建不规则三角网再生成。,。,下沉盆地多期差分得到动态下沉盆地获取下沉和下沉范围若不生成也可,。在点云数据预处理后采用多尺度模型到模型点云比较方法直接计算多期点云之间的下沉和下沉范围1软件选择。可自主研发点云处理软件或选择开源及商用软件。13R测量11数据选取原则。数据选取原则如下)a,,,、应根据监测工作面的开采状态结合监测区数据接收情况获取存档数据或编程定制工。作周期内的)数据:、、、,数据选择具体考虑的因素有地表沉陷值地表变化地形坡度空间范围时序特征以及、。所需监测精度监测时间长度等)c、应根据监测工作面的开采方法地质采矿环境选取相应的数据工作波段可依据沉陷区()、、、9内最大变形量和变形梯度公式换算监测区内所需数据的数量数据幅宽波长重访、、(、、)。周期分辨率成像模式聚束条带扫描等参数…………(9)=4D:式中—;相邻监测点间年最大变形量—;r沉降漏斗半径—;λD雷达波长—。像元地距半径),、、当沉陷区最大变形量超过理论最大变形梯度时可考虑采用长雷达波长短重访周期高空间,,G分辨率的数据若仍不能满足形变监测要求可采用水准或偏移量跟踪等技术进。行监测)e,,、、雷达波入射角的选择以雷达视线向与最大位移方向夹角最小为优尽量避免山体阴影叠掩。透视收缩等成像扭曲现象),。f首选同极化数据次选交叉极化数据):期。g图像获取期数覆盖同一区域的时间序列图像获取总期数应大于或等于):。h图像获取时段应依据监测任务需求和图像存档情况综合考虑):、、i图像获取频率应根据监测区地表沉降速率工作面开采进度地面环境变化快慢等因素,。选择使获取的影像满足必要的相干性和可监测性在没有监测区地表形变先验知识情,、、况下可根据监测区地质采矿资料工作面开采进度等预计地表形变的初始期活跃期及衰退期初始期和衰退期可在1个个月获取一期影像活跃期可根据卫星最短重访,周期获取影像。)图像分辨率应根据监测区范围大小选取区域性监测宜选择中分辨率图像分辨:。j),(20m3m率左右重点工程监测宜选择高分辨率图像分辨率左右):。,k图像波段应根据监测区地表覆盖情况选择合适的波段若监测区地表植被较多宜选、;,L择波长较长穿透性强的波段图像若监测区为建筑物较多的城镇地区宜选择波长较短的;C波段图像。X波段图像其他情况宜选择波长适中的12R数据质量要求11单轨道图像质量要求:单轨道)图像质量要求如下,,、;,图像获取方式应一致如拍摄模式入射角极化方式等如不一致应与数据提供方联系;调换数据);b图像应为数据),(c图像获取范围应一致对于上下或左右偏移较多经验值为大于或等于总行数或总列数/),;14的的图像应及时调换)图像的重叠率应大于或等于,以便于后期结果拼接避免监测结果出上下相邻两景现漏洞。12多轨道图像质量要求当监测区范围较大需要多轨道图像进行覆盖时除了各轨道图像满足单轨道图像质量,,:要求外还应满足以下要求),;a相邻轨道相邻轨道,图像获取时段与间隔应一致以便于地表形变监测结果一致)(b图像应有足够的重叠区域左右重叠率应大于或等于以便于后期结果。拼接避免监测结果出现漏洞13辅助数据质量要求数据覆盖范围应大于监测区范围其格网间隔与干涉图分辨率相差不应超过5倍高程精度,,0m。3应优于应满足大地基准和高程基准要求13R监测,11广义的形变监测技术包括传统和形变监测技术主要利用影像提。供的相位信息或幅度信息获取地表形变、、、、12系统技术包括但不限于、、、,子带干涉技术等其中子带干涉技术可通过带宽分割技术增加波长长,、,度进而实现中等梯度形变监测但子带干涉技术流程复杂易受噪声等影响需结合具体实际工程场景。、、R来确定此项技术的可靠性和经济性其他技术可根据监测区域的地质采矿条件地表环境监、、、。测精度所需数据量观测频率技术复杂程度等因素综合选择,13形变监测技术主要为基于影像幅度信息的偏移量跟踪技术偏移量跟踪技术可实,//,,1现矿区大梯度形变监测监测精度一般为像元在进行形变监测时需结合影像分辨。率大小和实际工程场景来评估技术可行性、、14较为常用的与技术的数据处理流程及要求应。。GR符合附录中的的规定监测成果见14低空数字摄影测量矿区地面灾害监测技术。。11空域申请按相关规定和流程提出申请办理相应测量空域的航飞权。、、、12航线规划根据飞行区域的范围大小地形起伏搭载相机的类型及像素分辨率飞机续航能、、。,,力等确定飞行路线航带重叠度飞行高度和飞行速度一般应使用五镜头相机不具备条件的可使用。单镜头调整拍摄角度采用交叉航线。,13差分解算应布设地面基站或采用使无人机具有实时差分和静态接受机数,。据供后期采用实时差分和后差分的联合解算数据。、)、14数据采集五镜头或单镜头影像数据机载基站数据数据和系统各个部件的,。误差鉴定结果等采用飞机自带软件进行解算。,,15坐标系统可选择国家大地坐标系或在地面布设符合矿区坐标系的像控点以便后期。进行坐标转换。,。116数据预处理整理倾斜摄影测量的影像数据并与数据相对应7数据处理。采用倾斜三维模型处理软件对影像数据进行处理进行像控点校正处理形成,,。或格式的三维模型8地面灾害点提取。根据生成的三维模型提取地面沉陷崩落滑坡裂缝等因采动引起的地质,、、、1。灾害点观测成果、、、。11观测成果应包括观测站设计资料原始观测资料工作面实际开采资料观测成果分析报告等、、。112观测站设计资料应包括观测站设计说明书观测站平面布置图控制点与观测点坐标、、、。3原始观测资料应包括观测时间外业观测记录内业数据成果处理实测地表移动曲线图等、。114工作面实际开采资料应包括井上下对照图采掘工程平面图等、、5观测成果分析报告应包括移动变形角量参数地表移动计算参数地表移动规律及分析拟合的移。动变形曲线图等A附录()资料性观测站设计参考资料1剖面线状观测站布设形式可参照图设计。1图剖面线状观测站布设形式示意图控制点及剖面线观测站网站观测站主测线观测点标石规格及埋设结构图如图所示根据现、2。场条件选择其中一种标石规格和埋设方式实施单位为毫米2图控制点标石埋设结构图3网状观测站简易测点规格及埋设结构图如图所示。单位为毫米)螺纹钢)a木桩3图网状观测站简易测点规格及埋设结构图B附录()规范性测量误差计算公式(1每千米水准测量的偶然中误差MΔ计算见公式1ùêú………………()………()………(3)MΔ=±êú4nëRû:式中—,(ΔRn测段往返测高差不符值单位为毫米—,(测段长度单位为千米—测段数。(2M每千米水准测量的全中误差计算见公式w1ùMw=±êúêúNëFû:式中—,(wFN经过改正后的水准环闭合差单位为毫米—,(水准环线周长单位为千米—水准环数。():3mβ导线测量中测角中误差可按式计算[]β=±4n:式中—、,″Δn按测站左右角计算的圆周角闭合差单位为秒—。测站数():4导线测量中测边相对中误差可按公式计算mm0=±D2D其中:[]……………(5)0=±2n:式中对向观测平均值的中误差;mD—各测距水平距离平均值;,(0dn一次测量距离的中误差单位为毫米—、,(往返水平距离之差单位为毫米—、。往返距离差值的个数():5K导线测量中导线全长相对闭合差可按公式计算22K=xy………(6)∑S:式中、导线的起点至终点位置的坐标增量闭合差;fxfy—。∑S导线全长():6导线测量中方位角闭合差f可按公式计算β∑…………(7)β+左×:式中、;αα导线起始边和终边的坐标方位角—;∑左β实测左角之和—测站数。nC附录()规范性电磁波测距高程导线测量1观测方法施测高程导线前应沿路线选定测站视线长度一般不大于最长不应超过视线垂,,1,。m直角不应超过视线高度和离开障碍物的距离不应小于();2高程导线可布置为每一照准点安置仪器进行对向观测以下简称每点设站的路线也可布置为()。,,每隔一照准点安置仪器以下简称隔点设站的路线隔点设站时应采用单程双测法即每站变换仪器,。m高度或位置作两次观测前后视线长度之差不应超过,,、、3距离测量采用电磁波测距仪测定时测距的准备工作观测方法和作业要求气象元素测定成,、、,/T果记录及重测取舍气象加常数乘常数修正值的计算及边长归算等均按的相应规定。执行4:距离测量的技术要求和观测限差如下)、;a斜距和垂直角的观测应在成像清晰信号稳定的情况下进行)(,b斜距观测两测回每测回照准一次读数四次各次读数互差和测回中数之间的互差分别为,、;10mm和每测站需量取气温气压值),,;c垂直角观测采用中丝法观测四个测回测回差和指标差互差均不应超过)、,,3;d测距仪反射镜应在测前测后用量杆各量测一次仪器高和棱镜高两次互差不应超过),,。e当进行对向观测确有困难时可单向观测但总的观测测回数不变,,5水准点或其他高程点无法设置测站时可用几何水准方法引测至合适的高程点后再按高程导。线施测各项观测读数和计算数值取位按表规定执行。61表观测读数和计算数值取位仪器高觇牌高斜距垂直角气温℃气压测站高差测段高差项目1111————1观测值计算值2高差计算、。1观测斜距应施以加常数和乘常数改正气象改正测站高差的计算如下所示。()2每点设站时相邻测站间单向观测高差h按公式()。计算(·)Sα2ah·+)……(C1)2R:式中经过各项改正后的斜距单位为米m();S—,αRivk°观测垂直角单位为度,;m地球平均曲率半径采用—,();m仪器竖盘中心至地面点的高度单位为米—,();m反射镜中心至地面点的高度单位为米—,。0大气折光系数一般取(),、脚标分别为相邻测站的序号。h12相邻测站间对向观测的高差中数按公式计算h12…………(C2)h=122隔点设站时相邻照准点间的高差按公式()。计算1h22·α·α+·)(·)])Sαα.2-S212111222211R:式中,,();mSS经过各项改正后的斜距单位为米12—,°αRv观测垂直角单位为度—,;m地球平均曲率半径采用—,、,()。m12反射镜中心至地面点的高度脚标分别表示后视和前视标号单位为米,,3由高程导线测定的水准点或其他固定点的高差应加入正常水准面不平行改正及算法方法与。四等水准测量相同3测量限差高程导线的观测结果应不超过表规定的各项限差。2表高程导线测量结果限差两测站对向观测高差不符值两照准点间两次观测高差不符值—附合路线或环线闭合差检测已测测段的高差的差观测方法±D每点设站隔点设站与四等水准测量限差相同—±D:,注1D为测站间或照准点间的观测水平距离单位为千米注2来源—。:D附录()规范性观测站地表移动变形计算公式1概述、,-地表移动观测站按布置形态分为直线观测值折线观测站和网状观测站观测内容分为测站距离、、,。-高程测站坐标高程测区扫描点云等类型以下分类给出地表移动变形德尔计算公式2直线形观测站移动变形计算公式,、、、为观测值控制点。()()D.1ABCDt次在前至t直线形观测站布置平面图见图次在后观12,。测时段内地表移动变形计算公式如下所示1直线形观测站布置图)()a测点n的下沉WHtHt)12nnn)()测点n)沿测线方向φ的水平移动,、1,:AB在测距模式下从控制点起算时各点的水平移动计算公式为()u=t)t)21BBφ()uu+tt)2121φφ……()uu+t)t)(nφnnnn),:在测坐标模式下水平移动计算公式为()u=XtXt)211x11()u=YtYt)211y11……()u=XtXt)21nn()u=YtYt)21nnuu+uφφ)c(/)测点n间沿测线方向φ的平均倾斜mmmWWi=n(~nnφl)、、(/)1nm2测点间沿测线方向φ的平均曲率ii(~()nnφnnφK=(~(+nnnφlln)e测点n间沿测线方向φ的平均水平变形uu((/)mmmε=nlφ(~nnφ:式中、()(),(Ht)Ht)分别为t分别为ttn12次在前和次在后测得的点的高程单位为毫米nn12、,(Xt)Xt)Yt)Yt)tnX121次和次测得的点的坐标单位为毫米nn2、,(分别为t次和t次测得的点n的Y12坐标单位为毫米nn12—,()(l测点nm至测点的初始水平距离单位为米或毫米,°+Xφ测线方向顺时针至的夹角单位为度3折线形观测站地表移动变形计算。,X折线形地表观测站布置平面图见图折线形观测站各边有各自的指向与轴呈不同的夹角、。φ2图折线形观测站布置图()()。t次在前至t次在后观测时段内地表移动变形计算公式如下所示12)a()n测点的下沉WHtHt)12nnn)()测点n沿指定方向Ψ的水平移动),,。XY在测距模式下沿方向地表的水平移动公式如下()u=t)t)21φ1xBB1φ1()u=t)t)211yBB()uu+tt)21φφ2xx()uu+tt)212yy……()uu+t)t)nnnφφn(nxn()uu+t)t)(nynnnnn),XY,在测坐标模式下各测点沿方向地表的水平移动公式为()u=XtXt)211x1126()u=YtYt)211y11……()u=XtXt)21nn()u=YtYt)21nn)测点n沿指定方向Ψ的水平移动计算公式为uuΨuΨ)c(/)mmm测点n间沿测线方向Ψ的平均倾斜WWi=nΨ(~nnΨl,,。Ψ应该注意的是当接近时会出现变形计算值超奇异的情况)、、(/)1nΨm2测点间沿测线方向的平均曲率ii(~()nnΨnnΨK=(~(+nnnΨllΨn)e(/)测点n间沿测线方向Ψmmm的平均水平变形uu(ε=nlΨΨ(~nnΨ:式中、,(Ht)Ht)分别为1次和2次测得的点n分别为1次和2次测得的点n的X分别为1次和2次测得的点n的Y测点n12的高程单位为毫米nn、,(Xt)Xt)12坐标单位为毫米nn、,(Yt)Yt)12坐标单位为毫米nn—,()(ml至测点的初始水平距离单位为米或毫米°—,φ边所指方向顺时针至的夹角单位为度—,Ψ°指定方向顺时针至的夹角单位为度4网状观测站地表移动变形计算,。网状观测站由多条纵横交叉的直线观测线组成如图网状观测站按测线计算移动变形计,,、、、、。算可参照线形观测值的情况移动变形量包括下沉水平移动倾斜水平变形曲率网状观测站面域、,。上的扭曲剪切变形可按以下方法计算3图网状观测站布置图)。a面域上地表剪切变形的计算如下所示,,,,nmmn,、4网状观测站中由相邻个测点组成一个面域面域上各点间的下沉不均匀水。,,平移动不同步带来了面域上的扭曲和剪切变形如图网状观测站面域中心点的剪切变形扭曲图4图“+“、-XY使面域顺时针旋转的剪切变形取为形计算公式为:反之为沿方向方向的剪切变形和总剪切变γγγO()()uuu+uu((mγ=Y=nYmY()()ΔXX+XXXu(nnm()()uu+uu((γ=X=nXmX()()ΔYY+YYYmnm:式中、、、、方向的剪切变形单位为毫/γγγXY分别为面域上的平均总剪切变形沿O(/mmm米、分别为测点的坐标单位为米();XYnmnn28—、、XYutnmXnmX次观测测点的坐标平均值与测点的坐标平均值之1,();m差单位为米、、n的Y坐标平均值之差单tmm的Y坐标平均值与测点次观测测点1();m位为米、、方向的水平移动单位为毫米utt次观测测点nXY分别为次至沿方向沿12(、、umXnm沿X方向水平移动平均测点沿方向水平移动平均值与测点Y,(值之差单位为毫米、n沿Yumm沿Y方向水平移动平均值与测点测点方向水平移动平均X,(值之差单位为毫米)b。面域上地表扭曲变形的计算如下所示,,““+O-X面域以中心点为计算点从上往下看使面域顺时针旋转的扭曲变形为反之为沿、:Y方向方向的扭曲变形和总扭曲变形计算公式为,)SSS0取至OiiiS=Y=nmY)(ΔXX+XX2X((nnmmiimi((S=X=mXnnX[()(ΔYY+YY2Y((mnmn:式中、、、、方向的扭曲单位为毫米每平方米SOSSXY分别为面域上的平均总扭曲沿(/m2、、,(/iiin沿XYmmm分别为测点方向沿方向的倾斜单位为毫米每米—、、mXnmX测点沿方向倾斜平均值与测点沿方向倾斜平均值之Y,(差单位为毫米、、n沿Y方向倾斜平均值之差单immY沿测点方向倾斜平均值与测点X(位为毫米注上述公式引自参考文献E附录()规范性岩层与地表移动角量参数计算边界角确定如图所示根据地表沉陷盆地边界下沉的点及工作面位置关系确定。11图水平与倾斜煤层的边界角示意图边界角的计算公式为:H0()))lφ0H0(lφ1H0(lφ2式中:—,();hHm工作面上方松散层厚度单位为米—,();m水平与倾斜煤层工作面边界处的基岩厚度单位为米、、,,lll分别为移动盆地主断面上地表下沉的点距工作面边界的水平距离单位为012();m米,°φ工作面松散层移动角单位为度,(/,2所示根据地表沉陷盆地主断面上3个临界变形值i=3mmm移动角确定如图/,/)。mKm2中最外侧的点及工作面关系确定2图水平与倾斜煤层的移动角示意图移动角的计算公式为:H=()φ0H'=β())φ1H=(φ2式中:—,();Hm水平与倾斜煤层工作面边界处的基岩厚度单位为米、、,()。m分别为地表下沉点与对应主断面中相应开采边界的距离单位为米012,。3裂缝角确定如图所示根据地表沉陷盆地内最外侧的地表裂缝及工作面位置确定3图水平与倾斜煤层的裂缝角示意图裂缝角的计算公式为:H=()))φ0H″=β(φ1H=(φ2式中:—,();Hm水平与倾斜煤层工作面边界处的基岩厚度单位为米、、,()。m分别为地表下沉点与对应主断面中相应开采边界的距离单位为米012,,,4θα最大下沉角确定如图所示实测资料表明最大下沉角与覆岩岩性和煤层倾角有关在倾,。θ斜或缓倾斜煤层条件下值随煤层倾角的增大而减小4图非充分采动与充分采动时最大下沉角示意图最大下沉角的计算公式:=:式中—;kα与岩性有关的系数—,°煤层倾角单位为度,。厚松散层条件下可通过实测确定最大下沉角:5工作面开采的超前影响角计算公式lω=H0:式中—,();mlH0超前影响距单位为米—,()。m煤层平均开采深度单位为米:6工作面开采的最大下沉速度滞后角计算公式Lϕ=H0:式中LH0—,();m最大下沉速度滞后距单位为米—,()。m煤层平均开采深度单位为米F附录()规范性地表预计参数计算工作面开采的地表下沉系数计算公式:1W=0α:式中Mα—,(开采厚度单位为毫米—,°煤层倾角单位为度—,,(W0充分采动条件下的地表最大下沉值可由实测得到单位为毫米:2工作面开采的主要影响角正切计算公式Hh=βr:式中—,();Hhrm煤层上方的基岩厚度单位为米—,();m工作面上方的松散层厚度单位为米—,()。m工作面开采的主要影响半径单位为米:3工作面开采的水平移动系数计算公式U=0W0:式中—,(U地表最大水平移动值单位为毫米0—,(W地表最大下沉值单位为毫米0:4工作面开采的开采影响传播角计算公式æWöø0=0ç÷U式中:—,(W0U地表最大下沉值单位为毫米—,(倾向主断面上最大下沉值点处的水平移动值单位为毫米G附录()规范性部分R测量技术数据处理流程及要求1R数据处理基本流程及要求技术的数据处理流程图见图G数据处理按照以下步骤实施:1R图数据处理基本流程图)a主影像选择和影像组合,在满足空间基线和时间基线要求的前提下主影像的选择及影像组合生成像对的步骤可:根据如下规定确定),。1计算所有影像像对的时间和空间基线生成时间和空间基线分布图),。2选择设计工作周期内空间基线尽量短的像对宜选择处于中间时间的影像作为主影像)影像配准和裁剪,,,已组合好的影像对根据主影像进行配准并将所有影像裁剪成范围一致区域具体步骤可根:据如下规定确定)1,,;选择配准算法设置配准参数对每个像对进行配准计算)2、个像元且计算配准多项式的同0主辅影像配准时要求方位向和距离向误差均小于;名点应在整景影像上均匀分布),;3所有配准影像裁剪后的公共区域应大于监测工作面的范围如有缺失应及时补充数据),。4选择配准影像中的公共区域作为处理范围将所有影像裁剪成相同范围的区域)c干涉相位计算、,:。根据已配准的主辅影像计算生成干涉图具体步骤可根据如下规定确定干涉相位计算对。、,,已经过配准的主辅影像像元对进行复共轭相乘生成干涉相位值逐像元计算生成干涉图)相干系数计算,、,,依据相干系数计算公式对经过滤波的主辅影像差分干涉像元选择窗口大小逐像元计算相,。干系数生成相干图差分干涉计算))e,;,依据空间基线参数和地球椭球体参数计算平地相位利用配准后的计算地形相。,,位从干涉相位中去除平地和地形相位生成差分干涉相位逐像元计算生成差分干;涉图),;2宜选用自适应滤波方法对干涉图差分相位滤波得到相位缠绕的差分干涉图),,、3对相位缠绕的差分干涉图进行解缠可采用空间域二维相位解缠方法主要包括枝切法最小费用流法等。2R数据处理基本流程图及要求技术的数据处理流程图见图G数据处理按照以下步骤实施:R)a主影像选择。在满足空间基线和时间基线要求的前提下,主影像R方法宜选择单一主影像:的选择和像对组合工作步骤如下),;1计算所有影像像对间的时间和空间基线生成时间和空间基线分布图)。2选择时间和空间基线居中的一景作为主影像)、影像配准裁剪和组合、,所有影像对主影像进行配准裁剪并组合生成时间序列干涉图集。具体可根据如下规:定确定),;1R所有影像对主影像进行配准配准方法见配准部分),;2R将所有数据裁剪成范围一致的区域剪裁要求见裁剪部分),,3对所有已配准的干涉像对按照时间序列分别与主影像进行像对组合逐像元计算干涉相位生成时间序列干涉图集。2R图数据处理基本流程图)c干涉相位计算、,。具体步骤见R干涉相位计算部分。对所有主辅影像进行干涉相位计算生成干涉图)d点目标选取根据时间序列干涉图集的像元选取点目标。具体步骤可根据以下规定确定:)。、;1点目标识别数据点目标识别可采用幅度离差指数信噪比法等方法)。,2点目标干涉相位序列生成将满足上述条件的点目标从干涉图集中提取出来生成点目标的干涉相位序列。)e差分干涉计算平地和地形相位去除。对由点目标组成的干涉图进行平地和地形相位去除具体步骤见,,差分干涉计算部分。R)f变形估算,对干涉图的差分干涉相位应进行时间和空间域的线性形变相位估计同时对非线性形变相位进行解算。R。的计算步骤可根据以下规定确定)。不规则三角网依据点间连接关系相邻点间参数估计将点目标相连构成求解点差分相位差。D)线性形变和非线性形变估计。依据空间时间基线关系建立点目标的线性模型以、,,;,此为目标函数估算线性形变从差分干涉图中去除线性形变相位对残余相位进行空间,。域低通滤波和时间域高通滤波分解出非线性形变相位)时间序列形变计算。的时间序列变形相位。,,点将线性形变和非线性形变相加结合时间基线参数得到每个3R数据处理基本流程及要求技术的数据处理流程图见图G数据处理按照以下步骤实施:R)a主影像选择和像对组合),;1计算所有影像像对间的时间和空间基线生成时间和空间基线分布图)。2采用时间和空间基线均满足给定阈值的像对组合生成差分干涉图集)、影像配准裁剪和组合、,所有影像对主影像进行配准裁剪并组合生成时间序列干涉图集。具体可根据如下规:定确定),;1R所有影像对主影像进行配准配准方法见配准部分),;2R将所有数据裁剪成范围一致的区域剪裁要求见裁剪部分),,,3对所有已配准的干涉像对按时间和空间基线限制条件选择像对组合逐像元计算干涉,。相位生成时间序列干涉图集)c干涉相位计算、,。具体步骤见R干涉相位计算部分。对所有主辅影像进行干涉相位计算生成干涉图)相干点目标选取。:根据时间序列干涉图集的像元选取相干点目标具体步骤可根据以下规定确定),,相干点目标选取相干点目标的识别可采用中的点目标选取方法也可根;据时间序列相干系数统计值选取),相干点目标干涉相位序列生成将满足上述条件的相干点目标从干涉图集中提取出,。来生成相干点目标的干涉相位序列)e差分干涉计算具体步骤见差分干涉计算部分。)f变形估算,对干涉图的差分干涉相位应进行时间和空间域的线性形变相位估计同时对非线性形变相位。:R进行解算的计算步骤可根据以下规定确定),;1R相邻点间参数估计应符合变形估算部分的规定),;2R线性形变和非线性形变估计应符合变形估算部分的规定)3,,)奇异值分解处理根据短基线像对组合关系对步骤得到的得滤波后形变相位进行奇,;异值分解处理求解每个影像对应时刻的形变相位),,。时间序列形变计算结合时间基线参数得到每个相干点的时间序列变形相位3R图数据处理基本流程图4R数据处理基本流程及要求技术的数据处理流程图见图G数据处理按照以下步骤实施:R)a主影像选择和像对组合具体步骤见主影像选择部分或主影像选择和像对组合部分。)、影像配准裁剪所有影像对主影像进行配准裁剪并组合生成时间序列干涉图集。具体可根据如下规、,:定确定),;1R所有影像对主影像进行配准配准方法见配准部分),。2R将所有数据裁剪成范围一致的区域剪裁要求见裁剪部分)c干涉相位计算、,。具体步骤见R干涉相位计算部分。对所有主辅影像进行干涉相位计算生成干涉图)d点目标选取。根据时间序列干涉图集的像元选取相干点目标具体选取方法见技术的点目。R标选取部分或的相干点目标选取部分)e点目标选取、,确定)点目标选取主要包括同质像元选取相位优化及相位质量估计三部分具体可根据如下:,,同质像元选取可利用参数检验和非参数检验等方法选取同质像元点其中估计窗口可根据监测区域形变梯度及影像分辨率大小选取。通常将同质像元数量大于的中心;像元确定为候选点),,、候选点相位优化根据相位一致性原理可采用最大似然估计协方差矩阵特征值分解,;或相干矩阵特征值分解等方法对候选点的相位进行优化),,估计相位质量根据时间相干性估算优化相位的质量将时间相干性大于阈值的相位。。候选点确定为最终的并利用优化的相位替换原始)f差分干涉计算具体步骤见变形估算差分干涉计算部分。),对干涉图的差分干涉相位应进行时间和空间域的线性形变相位估计同时对非线性形变相位。:R进行解算的计算步骤可根据以下规定确定);1D点与点联合构建三角网)。;2R相邻点间参数估计应符合变形估算部分的规定)。;3R线性形变和非线性形变估计应符合变形估算部分的规定)时间序列形变计算。,,、4将线性形变和非线性形变相加结合时间基线参数得到每个。点的时间序列变形相位4R图数据处理基本流程图5R监测成果:R矿区沉陷监测提交成果应包括);a所监测工作面的地表沉陷盆地速率图);b所监测工作面的地表沉陷盆地累计形变图)c。所监测工作面的地表沉陷盆地特征点的时序位移曲线图、、、监测成果报告内容应包括所监测工作面的煤矿概况地质概况矿井水文地质条件监测方法及处、、、、、。理流程参数选取监测资料分析监测结果分析监测结果精度结论及建议等钢丝绳用润滑剂LubricantsforropesNB/SH/T0387—2023NB/SH/T0387—2023钢丝绳用润滑剂1范围种添加剂所制