[發明專利]考慮時空差異與降雨影響的采煤地裂縫水分損傷監測方法

有效

• 申請號: 201210591849.1
• 申請日: 2012-12-30
• 公開（公告）號: CN103076437A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 胡振琪;彭猛;王新靜;李恩來
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種考慮空間變異與降雨影響的采煤地裂縫對水分影響的監測方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：?

第一步、建立井上下對照的空間坐標系統，選取工作面開采進度前端的未擾動區域作為水分監測區域：在工作面開采之前，建立井上下對應的空間坐標系統，沿采礦工作面走向中心線的地表布設由多個控制點組成的地表空間坐標控制線，控制點間距為20～30m；利用開采沉陷學的理論，根據生產進度表確定日開采進度，預測地表移動超前影響距L，并用地表控制點對地表移動超前影響距L進行標定，L的取值范圍為1/4～1/2的工作面平均采深；采用測量儀器，以超前影響距為邊界，沿工作面開采方向標定超前影響距L前方50m×30m～75m×45m對應地表為未擾動區域并以此作為水分監測區域；?

第二步、確定監測區水分背景值及水分空間分布：在水分監測區域內劃分2m×2m～4m×4m的水分監測格網，每個網格布設多個監測點，記錄每個監測點的空間坐標；在水分監測區域擾動前監測每個格網監測點的土壤表層在0～20cm深度范圍的水分空間分布數據，根據檢測所得數據用地學統計的空間差值的方法，繪制水分等值線圖，得到該水分監測區域表層水分背景值及空間分布形態；?

第三步、獲得監測區裂縫在水分等值線上的位置：當監測區裂縫出現時，找出監測區最前端裂縫，并監測到該裂縫寬度發育至2mm后，利用臨近的控制點坐標測定該裂縫的空間位置，將該裂縫位置分布圖與水分等值線圖疊加，獲得該裂縫在水分等值線圖上的位置；?

第四步、確定裂縫周邊土壤的水分背景值：從所述裂縫位置開始，沿垂直裂縫走向方向，至距離裂縫在1.5m～2m處止，按10cm～60cm不等的間距按序布設多條水分監測條帶，利用第三步得到的水分等值線圖確定各監測條帶的原始水分初始值W_初(i)，其中i代表監測條帶序號；?

第五步、在地裂縫發育全周期中實測裂縫周邊土壤的水分含量：在第四步中布設的每個監測條帶上布設多個水分監測點，以設定的監測頻率進行水分含量持續動態監測；取各監測點監測得到的水分含量的平均值作為各監測條帶的實際水分含量監測值W_監(i,j)，其中i代表條帶序號，j代表監測天數；監測工作直至地裂縫的地面表征消失、且各監測條帶含水量一致為止；?

第六步、排除降雨影響的水分含量校正：對第五步中各監測條帶實測的得到的所有監測數據進行P=0.05水平下的差異性檢驗，得到不受裂縫影響的水分含量值作為恒定水分含量W_恒(j)，將恒定水分含量減去各監測值就可作為去除了降雨影響的含水量值，即W_除雨(i,j)=(W_恒（j)-W_觀(i，j))；同時得到恒定水分含量的準確位置，從而確定出該裂縫對周邊土壤水分的影響范圍；?

第七步、得到去除空間變異影響的水分含量：將第六步獲得的結果與第四步疊加，獲得考慮空間變異與降雨影響的采煤地裂縫對各監測帶的水分含量影響值：W_(i,j)=(W_恒(j)-W?_觀(i,j)-W_初(i))。?

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述第二步中，確定合理的水分監測區域，并用格網規格為3m×3m進行水分監測。?

3.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述第二步中在水分監測區域擾動前監測數據，具體為連續監測3～5次取平均得到監測數據。?