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基于ARIMA-LSTM的矿区地表沉降预测方法 被引量：3
1
作者 王磊 马驰骋 +1 位作者 齐俊艳 袁瑞甫 《计算机工程》 北大核心 2025年第1期98-105,共8页
煤矿开采安全问题尤其是采空区地表沉降现象会对人员安全及工程安全造成威胁,研究合适的矿区地表沉降预测方法具有很大意义。矿区地表沉降影响因素复杂,单一的深度学习模型对矿区地表沉降数据拟合效果差且现有的地表沉降预测研究多是单... 煤矿开采安全问题尤其是采空区地表沉降现象会对人员安全及工程安全造成威胁,研究合适的矿区地表沉降预测方法具有很大意义。矿区地表沉降影响因素复杂,单一的深度学习模型对矿区地表沉降数据拟合效果差且现有的地表沉降预测研究多是单独进行概率预测或考虑时序特性进行点预测,难以在考虑数据的时序特征的同时对其随机性进行定量描述。针对此问题,在对数据本身性质进行观察分析后选择差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型进行时序特征的概率预测,结合长短时记忆(LSTM)网络模型来学习复杂的且具有长期依赖性的非线性时序特征。提出基于ARIMA-LSTM的地表沉降预测模型,利用ARIMA模型对数据的时序线性部分进行预测,并将ARIMA模型预测的残差数据辅助LSTM模型训练,在考虑时序特征的同时对数据的随机性进行描述。研究结果表明,相较于单独采用ARIMA或LSTM模型,该方法具有更高的预测精度(MSE为0.262 87,MAE为0.408 15,RMSE为0.512 71)。进一步的对比结果显示,预测结果与雷达卫星影像数据(经SBAS-INSAR处理后)趋势一致,证实了该方法的有效性。 展开更多
关键词 煤矿采空区 地表沉降预测 时序概率预测 差分整合移动平均自回归 长短时记忆网络
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采煤沉陷区建筑物抗变形技术研究进展与展望
2
作者 夏军武 周宇 +1 位作者 王玉婧 杨晗 《煤炭学报》 北大核心 2025年第7期3352-3368,共17页
随着采煤沉陷区范围的不断扩大,矿山城市建设土地日益紧张,建筑物抗变形技术是解决采煤沉陷区工程建设利用的重要措施。但是由于采煤沉陷区地质条件的复杂多变、地表移动变形对建筑物的影响规律异常复杂及建筑结构形式多样等诸多困难,... 随着采煤沉陷区范围的不断扩大,矿山城市建设土地日益紧张,建筑物抗变形技术是解决采煤沉陷区工程建设利用的重要措施。但是由于采煤沉陷区地质条件的复杂多变、地表移动变形对建筑物的影响规律异常复杂及建筑结构形式多样等诸多困难,导致建筑物抗变形技术推广应用呈现起伏。首先,梳理了采煤沉陷区的地表变形特征、地表变形对建筑物的影响分类、地基与建筑物的相互作用机理、土与结构界面的本构模型、地基-基础-结构相互作用力学模型、建筑物抗变形技术及工程运用实例方面取得的成效和关键技术进展,分析了建筑抗变形的原理与技术应用。然后,总结了目前建筑物抗变形技术面临的难题与挑战:地表沉陷预测模型准确性有待提升;采煤沉陷区地基-基础-结构相互作用机制不明确;地基充填材料力学及变形特性尚不能满足工程建设地基用土的要求;基础类型、基础刚度及构造等对结构抗变形的影响有待进一步研究;结构耗能和吸收地表变形的新型建筑物抗变形技术待完善与研发。最后,针对现阶段我国建筑物抗变形技术应用面临的难题和挑战,提出了一套基于物理模拟试验平台研发、框架结构抗变形的规律及机理、共同作用力学模型、框架结构抗变形技术及自适应变形技术的研究与设计方法。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 地表变形 抗变形技术 本构模型 力学模型 加固技术
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采煤沉陷区表层水及沉积物中微塑料的赋存特征 被引量：2
3
作者 王尧 王宁 +2 位作者 张宇 郑刘根 潘晓雪 《环境监测管理与技术》 北大核心 2025年第2期51-56,共6页
以淮南市采煤沉陷区为研究对象,分析表层水和沉积物中微塑料的分布特征、来源和风险。结果表明:研究区表层水中微塑料丰度为833个/m^(3)~2750个/m^(3),粒径以0.5 mm~1 mm为主,占比为33.53%,形状以纤维状为主,占比为72.17%,颜色以蓝色为... 以淮南市采煤沉陷区为研究对象,分析表层水和沉积物中微塑料的分布特征、来源和风险。结果表明:研究区表层水中微塑料丰度为833个/m^(3)~2750个/m^(3),粒径以0.5 mm~1 mm为主,占比为33.53%,形状以纤维状为主,占比为72.17%,颜色以蓝色为主,占比为61.38%;沉积物中微塑料丰度为30个/kg~91个/kg,粒径以1 mm~2 mm为主,占比为32.19%,形状以纤维状为主,占比为89.99%,颜色以蓝色为主,占比为70.37%。研究区微塑料主要成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯(37.23%)和聚酰胺(30.98%),可能来源于纤维类生产、生活用品;沉陷湖泊微塑料的污染风险等级不高于Ⅱ级,风险较小。 展开更多
关键词 微塑料 分布特征 风险等级 表层水 沉积物 采煤沉陷区
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涉采煤沉陷区风电场地SBAS In SAR监测与沉降风险评价研究
4
作者 董建军 郭雅雯 张莹 《安全与环境学报》 北大核心 2025年第5期1732-1742,共11页
为探明辽宁省南票区某风电项目拟建场地的安全稳定性,采用短基线集合成孔径雷达干涉测量(Small Baseline SubsetInterferometric Synthetic Aperture Radar,SB AS-InSAR)研究南票区2017—2023年的43景Sentinel-1A数据,精细化分析拟建场... 为探明辽宁省南票区某风电项目拟建场地的安全稳定性,采用短基线集合成孔径雷达干涉测量(Small Baseline SubsetInterferometric Synthetic Aperture Radar,SB AS-InSAR)研究南票区2017—2023年的43景Sentinel-1A数据,精细化分析拟建场地4个风机代表点位的时序形变演化规律,并进行安全稳定性监测与风险评价。结果表明,采煤沉陷区风电场地的最大形变值为-63.97 mm,最大时序形变速率为-30.75 mm/a,最大倾斜为0.44 mm/m,最大曲率为0.003 mm/m^(2),形变速率呈下降状态,各类移动变形在趋势上逼近稳定。结合SBAS-InSAR的监测结果,分析风机点位服役年限内的沉降值,最大预测沉降值为-13.14 mm。根据沉降风险评价分析可知,采煤沉陷区风电场地处于稳定状态,风电场地地基基础处于安全状态,采煤沉陷区沉降对风电机组的影响程度小,综合考虑3种指标,采煤沉陷区风电场地沉降风险等级为低,具有建设风电光伏发电基地的可行性。 展开更多
关键词 安全工程 采煤沉陷区 短基线集合成孔径雷达干涉测量 时间序列 监测 沉降风险评价
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外送线路穿越矿权区域地表形变监测与安全稳定性评价
5
作者 董建军 冯晓硕 张莹 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期203-211,共9页
为解决老旧城区用地紧张和输电线路建设问题,以修武北外送变电站下伏采空区为研究对象,在明确外送变电站下伏采空区基本地质条件及开采情况的基础上,采用短基线集(SBAS)-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)监测开展外送线路地表沉降发展特征... 为解决老旧城区用地紧张和输电线路建设问题,以修武北外送变电站下伏采空区为研究对象,在明确外送变电站下伏采空区基本地质条件及开采情况的基础上,采用短基线集(SBAS)-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)监测开展外送线路地表沉降发展特征的研究,量化分析外送线路穿越矿权区域地表沉降的演化特征,评判采空区地表沉降、地面倾斜以及地表曲率对变电站外送线路的影响程度。结果表明:研究区地表最大平均沉降速率为-53.6 mm/a,该区域所处位置与古汉山矿位置重合,沉陷与煤矿开采具有一致性;杆塔位置沉降速率处于-16.5~-0.3 mm/a,其中,11号和35号杆塔平均沉降速率明显大于其他位置,平均沉降速率分别为-15.88、-16.21 mm/a,通过形变规律历史追溯,最大累计沉降分别为-104.91、-106.97 mm。根据最不利原则,得出各区域杆塔年际形变速率的最不利点位在服役年限内的实际监测预测沉降量均小于400 mm。杆塔的最大倾斜和曲率为1.2 mm/m、0 mm/m^(2),均在规定的最小容许值内,外送线路穿越矿权区域地表处于安全稳定状态。 展开更多
关键词 外送线路 穿越矿权区域 地表形变监测 安全稳定性 采空区 短基线集(SBAS)-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)
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相邻工作面隔离注浆充填开采沉陷影响规律研究
6
作者 程永新 徐大龙 +3 位作者 王成真 王全明 姚苏梦 顾伟 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期130-139,共10页
覆岩隔离注浆充填开采是实现“三下”压煤开采的重要途径。为明确隔离注浆开采因素对地表沉陷的影响规律,以赵庄二号井2307、2309隔离注浆工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、地表变形监测等方法,对不同开采影响因素下的沉陷变... 覆岩隔离注浆充填开采是实现“三下”压煤开采的重要途径。为明确隔离注浆开采因素对地表沉陷的影响规律,以赵庄二号井2307、2309隔离注浆工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、地表变形监测等方法,对不同开采影响因素下的沉陷变形进行研究。结果表明:工作面开采宽度与地表下沉、倾斜、水平移动及水平变形呈正相关关系,当采宽超过175 m时不能有效控制地表变形;隔离煤柱宽度与地表下沉、倾斜、水平移动及水平变形呈负相关关系,当煤柱宽度超过35 m时继续增大煤柱宽度对地表沉陷的控制效果不明显;增大注采比能够显著降低地表的沉陷变形。工作面地表变形监测结果表明,相邻工作面开采叠加影响下的变形指标均可被控制在合理的范围之内,能满足地表建筑物的抗变形要求。 展开更多
关键词 覆岩隔离注浆 充填开采 绿色开采 数值模拟 地表沉陷 变形监测
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基于采空塌陷区地表变形模型的输电杆塔承载力性能分析
7
作者 吴建蓉 张啟黎 +2 位作者 刘丹丹 汪大海 王骏骐 《广东电力》 北大核心 2025年第2期92-100,共9页
位于采空塌陷区的输电线路,在地表变形作用下杆塔基础易出现沉降和偏移,造成杆塔结构的破坏,严重影响线路安全运行。为研究塌陷区内杆塔结构的抗地表变形的安全性能,将采空塌陷区地表三维空间变形分布的理论模型与杆塔结构的精细化有限... 位于采空塌陷区的输电线路,在地表变形作用下杆塔基础易出现沉降和偏移,造成杆塔结构的破坏,严重影响线路安全运行。为研究塌陷区内杆塔结构的抗地表变形的安全性能,将采空塌陷区地表三维空间变形分布的理论模型与杆塔结构的精细化有限元力学模型结合,通过非线性承载力性能分析,考察某500 kV输电塔在地表变形作用下的破坏机制,分析杆塔临界倾斜度和基础变形率限值。研究发现:①采空塌陷区内杆塔的危险工况以三向复合位移工况为主;②单支座位移工况下杆塔破坏时的杆塔倾斜度、基础变形率限值远小于其他工况,为最不利工况;③采用杆塔的倾斜量作为监测指标,将偏于保守的评估杆塔的安全状态。研究为采空塌陷区输电杆塔结构的设计以及安全监测与评估提供参考。 展开更多
关键词 采空塌陷区 地表变形 输电杆塔 承载力
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基于时序InSAR与改进LSTM的露天矿沉降分析与预测
8
作者 王辉 雷新鹏 +3 位作者 栾博钰 邵杏红 刘庆雨 朱方印 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期79-84,共6页
针对露天矿地表沉降监测精度不足、时序预测模型适应性弱的问题,本文提出一种基于时序InSAR技术与改进长短期记忆(LSTM)模型相结合的露天矿区沉降分析与预测方法。首先,本文利用SBAS-InSAR技术处理59景Sentinel-1卫星影像,获取矿区总体... 针对露天矿地表沉降监测精度不足、时序预测模型适应性弱的问题,本文提出一种基于时序InSAR技术与改进长短期记忆(LSTM)模型相结合的露天矿区沉降分析与预测方法。首先,本文利用SBAS-InSAR技术处理59景Sentinel-1卫星影像,获取矿区总体形变空间分布特征及毫米级的年平均沉降率;其次,基于传统的LSTM模型进行优化改进,引入编码器与解码器架构,构建沉降预测框架。研究结果表明:SBAS-InSAR监测精度较高;改进LSTM模型预测精度显著提升,四个点位平均绝对误差为1.946 mm、平均均方根误差为2.453 mm;传统LSTM模型四个点位的平均绝对误差为3.670 mm、平均均方根误差为4.560 mm;相较于传统LSTM模型,平均绝对误差和平均均方根误差分别至少降低了46.98%和46.21%。因此,时序InSAR与改进LSTM的融合方法在露天矿区沉降分析与预测中具有较好的应用效果。 展开更多
关键词 露天矿 时序InSAR 矿区地表沉降监测 改进型LSTM 沉降预测
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基于北斗GNSS与InSAR的煤矿开采区沉陷监测方法研究
9
作者 任福勇 《中国煤炭》 北大核心 2025年第7期143-150,共8页
在煤矿开采区,沉陷往往伴随着较大的变形梯度。干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)基于雷达波的干涉原理,其测量精度与波长相关,对于大变形梯度区域,干涉条纹会变得非常密集,导致相位解缠困难,难以准确... 在煤矿开采区,沉陷往往伴随着较大的变形梯度。干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)基于雷达波的干涉原理,其测量精度与波长相关,对于大变形梯度区域,干涉条纹会变得非常密集,导致相位解缠困难,难以准确获取地表真实的形变信息。为此,提出基于北斗GNSS与InSAR的煤矿开采区沉陷监测方法。考虑到北斗GNSS具有不受干涉相位解缠问题困扰的优势,能够获取精确的地表坐标变化信息,本研究通过将北斗GNSS的高精度定位结果作为约束条件引入InSAR数据处理中,通过校正并补偿InSAR雷达煤矿沉陷区域观测值,实现对InSAR在大变形梯度区域的观测值的修正,提高InSAR对空间不均匀沉陷的分辨能力。利用卡尔曼滤波技术,处理融合后的北斗GNSS卫星和InSAR雷达观测值,获取煤矿开采区沉陷形变量。最后,设计实验验证该方法的可行性,结果表明,该方法得到的煤矿沉降量监测结果精度高,对沉降速率的监测准确,且相位观测结果与实际结果差异较小。 展开更多
关键词 北斗GNSS INSAR 煤矿开采区沉陷 沉陷监测 数据融合
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基于InSAR的矿山变形监测与参数反演研究进展分析
10
作者 谷海波 李敏 《中国矿业》 北大核心 2025年第6期233-243,共11页
矿山开采引发的地表沉降和边坡滑动等地质灾害对矿山安全和周边生态环境构成了巨大威胁。如何高效监测并准确反演矿山变形机制已成为矿山安全管理中的关键性技术难题。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)凭借其全天候、大范围、高精度的... 矿山开采引发的地表沉降和边坡滑动等地质灾害对矿山安全和周边生态环境构成了巨大威胁。如何高效监测并准确反演矿山变形机制已成为矿山安全管理中的关键性技术难题。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)凭借其全天候、大范围、高精度的监测能力,逐渐成为矿山变形监测领域的重要技术手段。本文系统回顾了InSAR技术在矿山变形监测与参数反演领域的最新研究进展,重点分析了一维、二维及三维位移监测技术的原理、方法及其实际应用效果;针对矿山变形监测中不同维度位移监测的需求,对现有基于单轨、多轨、多传感器InSAR数据的变形监测方法,以及InSAR与变形模型相融合的位移重建技术进行了探讨;此外,介绍了基于InSAR数据进行矿山开采力学参数反演的相关技术,包括概率积分模型及其扩展模型在力学参数反演领域的应用,分析了遗传算法、模拟退火算法等优化算法在提升参数反演精度方面的作用和发展趋势。提出现有研究缺乏对复杂矿区和长期监测情况下的普适性研究和模型验证的问题,并展望未来多源数据融合、优化算法在提升InSAR监测精度与智能化水平的潜力。本文旨在为矿山变形监测的理论研究和实际应用提供技术参考与理论支持,以推动InSAR在矿山安全监测管理中的深度应用与技术进步。 展开更多
关键词 INSAR 矿山开采 变形监测 变形预测 地表沉降
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“光伏+生态”治理模式下采煤沉陷区地面形变综合信息监测方法研究
11
作者 舒茂龙 胡玉 +2 位作者 齐力文 熊宇 耿珍珍 《中国煤炭》 北大核心 2025年第5期177-187,共11页
为实现采煤沉陷区“光伏+生态”综合治理,构建绿色低碳循环经济体系,以宁夏宁东煤矿塌陷区作为研究区,以准确获取地面形变综合信息为目标,综合运用合成孔径雷达、激光扫描、倾斜摄影、物联网监测的技术手段,耦合三维地质建模及GIS技术,... 为实现采煤沉陷区“光伏+生态”综合治理,构建绿色低碳循环经济体系,以宁夏宁东煤矿塌陷区作为研究区,以准确获取地面形变综合信息为目标,综合运用合成孔径雷达、激光扫描、倾斜摄影、物联网监测的技术手段,耦合三维地质建模及GIS技术,开展了国能宁东光伏基地地面形变综合信息监测关键技术研究。构建了“天(航天)-空(低空)-地(地表、地下)”一体化的高精度、多尺度立体监测体系;建立了由矿山测量数据、地表形变监测数据、数字摄影测量数据、激光雷达数据、移动监测数据、沉陷区三维地质模型、倾斜摄影模型、数字高程模型等构成的多维数据仓库;提出了地面形变综合信息监测平台的建设方案,研发了具有自主知识产权的基于Web GIS的采煤沉陷区地面形变综合信息监测系统,并进行了现场应用;实现了“天、空、地”一体化信息监管、地上地下三维场景展示与分析、沉陷区范围动态感知、地质灾害综合预警等功能;可为地下煤矿开采诱发灾害“实时感知、动态评价、预警分析和综合整治”四位一体提供技术支撑,助力“光伏+生态”综合治理。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 光伏场 “光伏+生态” 地面形变 监测系统
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Offset Tracking在煤矿沉陷区地表大变形监测中的应用研究
12
作者 陈顺 郑南山 +1 位作者 祁云 班盟 《工矿自动化》 北大核心 2017年第6期32-37,共6页
针对传统煤矿沉陷监测方法存在监测周期长、提取的矿区地表变形量准确率不高的问题,提出将Offset Tracking技术应用到煤矿沉陷区地表大变形的监测中。以张双楼煤矿作为研究对象,应用Offset Tracking技术对该煤矿沉陷区的SAR影像进行处理... 针对传统煤矿沉陷监测方法存在监测周期长、提取的矿区地表变形量准确率不高的问题,提出将Offset Tracking技术应用到煤矿沉陷区地表大变形的监测中。以张双楼煤矿作为研究对象,应用Offset Tracking技术对该煤矿沉陷区的SAR影像进行处理,采用互相关系数过采样因子法建立地形起伏与噪声偏移量模型,使用最小二乘模拟轨道偏移分量,获取了矿区方位向和距离向的二维变形图和矿区变形信息。利用实测数据对Offset Tracking技术的监测结果进行评价,结果表明,利用Offset Tracking技术监测到的矿区最大沉降位置和变形方向与实测数据基本一致,误差仅为1cm,说明Offset Tracking技术能够准确、有效地监测煤矿沉陷区地表大变形,为煤矿沉陷区的合理治理提供依据。 展开更多
关键词 煤矿沉陷区 变形监测 偏移分量 互相关系数过采样因子法 ofFSET TRACKING D-INSAR
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基于SBAS-InSAR技术的天津地区地表沉降监测研究
13
作者 仝云霄 胡晓佳 +4 位作者 杨俊泉 王威 孟中玙 段霄龙 曹思琦 《地球学报》 北大核心 2025年第4期875-888,共14页
地表沉降是天津地区主要地质灾害之一,对社会稳定和经济发展具有严重负面影响,每年都造成巨大的经济损失,有必要对其地表沉降进行广域高效监测。本文以2017年1月—2020年12月天津地区的48景升轨Sentinel-1A和48景降轨Sentinel-1B数据为... 地表沉降是天津地区主要地质灾害之一,对社会稳定和经济发展具有严重负面影响,每年都造成巨大的经济损失,有必要对其地表沉降进行广域高效监测。本文以2017年1月—2020年12月天津地区的48景升轨Sentinel-1A和48景降轨Sentinel-1B数据为基础,基于短基线集干涉测量技术(Small Baseline Subset InSAR,SBAS-InSAR)对地表沉降进行监测,获取天津地区沉降速率和累计沉降量,使用内符合精度和已有研究成果验证了监测结果的精度和可靠性,分析了沉降时空变化特征及演化规律,并结合沉降剖面图和土地利用类型对典型沉降区进行了重点研究。升轨和降轨数据监测的沉降分布特征基本一致,结果显示,天津地区沉降分布较广,且空间分布不均,市内六区相对稳定,市区周边出现了5个典型的沉降漏斗,主要集中在武清区的王庆坨镇、河北省霸州市的胜芳镇、静海区的团泊镇、西青区的王稳庄镇以及津南区的八里台镇,监测期间最大地表沉降速率达到127.35 mm/a,最大累计沉降量达到378.21 mm;分析发现天津地区沉降与地下水过度开采、城市基础设施的发展、大型工程的建设等密切有关。研究表明了InSAR技术在大区域地表沉降监测的可靠性,研究成果可为沉降防治提供数据支撑和重要决策依据,为天津地区城市建设提供参考意义。 展开更多
关键词 SBAS-InSAR 城市沉降 地表形变监测 天津地区 环境地质调查工程
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InSAR技术在矿区地表形变遥感监测与应用的研究进展
14
作者 曾锴 贺凯凯 《绿色科技》 2025年第10期206-213,221,共9页
InSAR技术具有精度高、成本低、时间周期覆盖等优点,在矿区地表形变监测中得到了全面的应用。综述了InSAR、D-InSAR、时序InSAR技术的基本原理,重点分析了D-InSAR和时序InSAR技术在监测矿区地表形变中的研究现状,探讨其在城市灾害监测... InSAR技术具有精度高、成本低、时间周期覆盖等优点,在矿区地表形变监测中得到了全面的应用。综述了InSAR、D-InSAR、时序InSAR技术的基本原理,重点分析了D-InSAR和时序InSAR技术在监测矿区地表形变中的研究现状,探讨其在城市灾害监测、地面沉降监测、矿区地表形变监测的应用,并展望了未来InSAR技术在监测矿区地表形变中的发展与前景。结果表明:未来研究应重点关注提高数据处理效率、增强监测精度和可靠性、推动多源数据融合等方面,并应在智能矿山、灾害预警等方向发展。 展开更多
关键词 INSAR技术 矿区 地表形变 遥感监测 研究进展
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高潜水位采煤沉陷区微塑料赋存特征及风险评估 被引量：1
15
作者 葛建华 丁雨薇 +4 位作者 李佳 张万 马东坡 任雪 张世文 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2327-2335,共9页
为探明高潜水位采煤沉陷区微塑料污染赋存特征及其环境风险,选取安徽省淮南市春申湖、舜耕湿地公园两个典型采煤沉陷区为研究区域,采集了表层水体,底泥及周边农田土壤样品,采用体视显微镜、扫描电镜、红外光谱对微塑料尺寸、形状、颜色... 为探明高潜水位采煤沉陷区微塑料污染赋存特征及其环境风险,选取安徽省淮南市春申湖、舜耕湿地公园两个典型采煤沉陷区为研究区域,采集了表层水体,底泥及周边农田土壤样品,采用体视显微镜、扫描电镜、红外光谱对微塑料尺寸、形状、颜色及丰度等赋存特征进行表征.结果表明:采集的样本中多为纤维微塑料和薄膜微塑料,类型主要以聚乙烯,聚丙烯为主,颜色以黄色和透明为主,粒径大多小于500μm.采煤沉陷区的地表水丰度范围为0.77~7.1pcs/L,沉积物微塑料的丰度范围为540~2800pcs/kg,周边农田土壤微塑料的丰度范围为380~2380pcs/kg.采用污染负荷指数(PLI)模型进行评估,地表水和农田土壤的风险评估都为于Ⅰ级,属于轻微污染,而沉积物中的微塑料风险评估为Ⅱ级,属于中度污染. 展开更多
关键词 微塑料 采煤沉陷区 高潜水位 表层水体 土壤 沉积物 风险评估
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基于PS-InSAR技术的晋城矿区地表形变监测及地质灾害风险预警 被引量：7
16
作者 王新龙 车子杰 +1 位作者 马飞 高旭波 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期173-179,212,共8页
地表形变是一种严重的地质灾害现象,不仅严重影响灾害区居民的日常生活,而且会造成巨大的社会经济危害,尤其在采煤区。针对传统地表沉陷监测方法费时费力、无法获取地表沉降面状信息、难以进行地表沉陷灾害评估的不足,基于高分辨率SAR... 地表形变是一种严重的地质灾害现象,不仅严重影响灾害区居民的日常生活,而且会造成巨大的社会经济危害,尤其在采煤区。针对传统地表沉陷监测方法费时费力、无法获取地表沉降面状信息、难以进行地表沉陷灾害评估的不足,基于高分辨率SAR卫星影像,利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量(PS-InSAR)技术对山西省晋城市晋城矿区2018年1月至2018年12月期间地表沉陷进行监测,分析获取了该地区地表连续形变情况,并利用该技术获取的海量PS点建立支持向量机(SVM)地质灾害风险评估预警模型,对晋城矿区周边居民点地质灾害风险进行了识别和预测。结果表明:晋城矿区10个煤矿及其周边区域存在较大的地表形变;晋城矿区平均LOS向年平均地表形变速率范围为-37~30.3 mm/a;PS-InSAR技术在晋城矿区地表形变监测中具有可行性,且可以实现矿区地质灾害风险综合识别和预警。 展开更多
关键词 PS-InSAR技术 晋城矿区 地表形变监测 地质灾害风险预警 支持向量机
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浅埋房柱式采空区煤柱稳定性及控制研究 被引量：8
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作者 刘欣欣 齐学元 耿俊俊 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第2期100-109,共10页
老采空区受矿区早期采煤方法的限制,具有较强的隐匿性,很难得到有效治理,为其地表构筑物建设带来巨大挑战。以昌盛煤矿房柱式老采空区治理为工程背景,采用理论分析、钻孔勘探、数值模拟以及现场瞬变电磁勘查等方法,分析了房柱式采空区... 老采空区受矿区早期采煤方法的限制,具有较强的隐匿性,很难得到有效治理,为其地表构筑物建设带来巨大挑战。以昌盛煤矿房柱式老采空区治理为工程背景,采用理论分析、钻孔勘探、数值模拟以及现场瞬变电磁勘查等方法,分析了房柱式采空区覆岩裂隙特征;判别了房柱式采空区上地表的稳定性,数值模拟进一步分析得出,在新的单位载荷作用下,采场中央遗留煤柱将发生活化失稳,引起采场所有煤柱发生多米诺骨牌式破坏,进而导致房柱式采空区地表发生失稳。基于对房柱式采空区稳定特征及浆液在房柱式采空区流动的特性提出了散点式注浆充填方案,给出了浆液配比及注浆工艺。现场瞬变电磁勘查结果表明,散点式注浆充填法能有效实现老采空区的充分均匀充填,注浆效果整体良好,同时该方法可为对类似老采空区地表治理提供参考。 展开更多
关键词 房柱式采空区 地表沉降 数值模拟 注浆充填法
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基于时序InSAR的山西大同煤田地表沉降监测及时空演化分析 被引量：14
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作者 仝云霄 杨俊泉 +1 位作者 王雪 谭琨 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期170-183,共14页
[研究目的]地表沉降作为煤矿区主要地质灾害之一,严重影响矿区经济的可持续发展和居民生活的安全稳定,有必要对矿区地表沉降进行快速高效监测。[研究方法]以大同煤田为例,研究使用2020年1月至2021年12月共31景Sentinel-1影像,基于短基... [研究目的]地表沉降作为煤矿区主要地质灾害之一,严重影响矿区经济的可持续发展和居民生活的安全稳定,有必要对矿区地表沉降进行快速高效监测。[研究方法]以大同煤田为例,研究使用2020年1月至2021年12月共31景Sentinel-1影像,基于短基线集干涉测量技术(Small Baseline Subset InSAR,SBAS-InSAR)对地表沉降进行监测,获取大同煤田地表沉降速率和累计沉降结果,使用已有研究成果对监测结果的可靠性进行验证,并分析了沉降时空变化特征及演化规律。[研究结果]大同煤田地表沉降分布较广,沉降总体分布趋势与大同煤田矿业管理数据的走向基本一致。沉降主要分布在大同市南郊区西部以及大同市、怀仁市和山阴县交界处,其中塔山矿地表沉降最为严重,大同煤田最大沉降速率为168.03 mm/a,最大累计沉降量为329.12 mm,总沉降面积为270.95 km^(2),且沉降呈现持续增加的趋势,根据沉降趋势推断需要较长时间才能实现地表活动相对稳定。[结论]研究表明了InSAR技术在煤矿区沉降监测的可行性,可为矿产资源管理工作提供新的技术方法,研究结果可为煤矿区沉降监测预警、灾害防控及资源合理开发利用提供科学依据。 展开更多
关键词 大同煤田 SBAS-InSAR 矿区沉降 地表形变监测 时空演化 环境地质调查工程
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融合SBAS-InSAR与CS-SVM的矿区地表残余沉降预测模型 被引量：5
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作者 刘增波 徐良骥 +3 位作者 张坤 刘潇鹏 曹宗友 徐阳 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第8期133-139,共7页
煤矿开采地表残余形变可能对地表建(构)筑物、道路、地下管线等基础设施造成潜在威胁,有必要对其进行准确预测。融合SBAS-InSAR监测方法,提出了一种布谷鸟搜索算法改进支持向量机回归(CS-SVM)的预测模型,利用2017年11月—2020年6月的60... 煤矿开采地表残余形变可能对地表建(构)筑物、道路、地下管线等基础设施造成潜在威胁,有必要对其进行准确预测。融合SBAS-InSAR监测方法,提出了一种布谷鸟搜索算法改进支持向量机回归(CS-SVM)的预测模型,利用2017年11月—2020年6月的60景Sentinel-1A SAR影像对安徽省某矿7221工作面进行开采沉陷长时序监测,获取了该工作面回采过程中与停采后2 a内地表年均形变速率与累计形变。结果表明:该工作面最大年均形变速率为-56 mm/a,最大累计沉降为151 mm。利用水准测量数据对InSAR结果进行验证,两者残差均小于5 mm,证明了两者具有较好的一致性。为比较优化前后SVM预测模型的精度,引入平均绝对误差和均方根误差进行精度评价。结果显示:优化模型的2种误差均在4 mm以内,相比传统模型,误差分别降低了59%和60%,预测精度明显提高。研究反映出,所提模型具有较好的预测能力,可为废弃煤矿区防灾减灾提供参考。 展开更多
关键词 开采沉陷 SBAS-InSAR 沉陷监测 地表残余沉降 最优参数 预测模型
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基于SBAS-InSAR技术的杨伙盘矿区地表形变监测 被引量：10
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作者 张帆 常乐 荀张媛 《中国矿业》 北大核心 2024年第3期152-159,共8页
煤炭等矿产资源的开采引起了一系列的生态环境问题,其中,地面塌陷及其引起的链式灾害尤为严重。地表形变监测是修复生态环境问题的首要工作。InSAR技术作为一种面监测技术,因其独特的优势,已成功应用于煤矿地面塌陷监测。本文收集2020年... 煤炭等矿产资源的开采引起了一系列的生态环境问题,其中,地面塌陷及其引起的链式灾害尤为严重。地表形变监测是修复生态环境问题的首要工作。InSAR技术作为一种面监测技术,因其独特的优势,已成功应用于煤矿地面塌陷监测。本文收集2020年8月至2022年10月时间段内共58景Sentinel-1A数据,利用时间序列干涉测量(SBAS-InSAR)技术,对杨伙盘矿区地表进行形变监测,同时利用无人机正射光学影像进行形变特征解译。相关资料和监测结果显示:在监测期内,煤矿开采3−1煤层,共监测到3个形变中心,分别位于301盘区和303盘区的工作面,可探测的最大形变值达−130 mm,最大年平均形变速率约为−52 mm/a。对每个形变中心进行时间序列形变规律分析,地表在工作面开采后进入加速变形期,随后减速逐渐趋于稳定状态。研究结果表明,InSAR监测形变区位置与煤矿开采工作面位置及地表裂缝等形变特征基本保持一致。时间序列InSAR技术可以有效应用于大范围矿区开采沉陷的识别与监测,为采空区灾害的预防及治理提供技术服务。 展开更多
关键词 杨伙盘矿区 SBAS-InSAR Sentinel-1A 地表形变监测 时间序列分析
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