[發明專利]一種煤礦開采過程中地表沉陷的相對重力監測方法

在審

• 申請號: 201410840218.8
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104536057A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 郭金運;于紅娟;孔巧麗;劉新;劉智敏
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01V7/00
• 分類號: G01V7/00;G01C5/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 毛勝昔

技術領域

本發明涉及一種煤礦開采過程中地表沉陷監測方法，尤其涉及一種煤礦開采過程中地表沉陷的相對重力監測方法。

背景技術

煤礦開采過程中可能造成的地表沉陷將對礦區生態環境造成了嚴重影響。煤礦開采沉陷監測是煤礦采動過程中的一項必要任務，此項任務的完成不僅能夠揭示煤礦沉陷的基本規律，可以用來判別建筑物構筑物等受開采影響的程度，及時對建筑物進行維修、加固、搬遷，或就地重建，而且對促進礦井安全生產和正常生產、提高經濟技術效益等具有重大的理論和現實意義。

而如何能夠及時高效地監測煤礦引起的地表沉陷，這就需要高效的監測手段和技術。

現有技術中，用于監測地面沉降的經典方法主要是精密水準測量，基于衛星技術的GPS、合成孔徑雷達(InSAR)和三維激光掃描技術也逐步用于地表沉陷監測。其中，GPS可以高效率的監測高程變化，但是需要足夠長時間的數據記錄和專用的環境影響改正模型來獲取毫米級的觀測精度；InSAR提供有限空間分辨率的二維表面的變形，但精度通常由于SAR圖像、地形效應和大氣效應的空間改正而降低；精密水準測量在獲取高精度的水準測量數據，尤其區域較大時，既費時又費力；而三維激光掃描技術具有較高的測量精度和極高的數據采集率，但是在采集數據時需要考慮視場的通視情況，此外，由于地面激光三維掃描采樣的非連續性，可能導致設定的變形監測點未能成為激光掃描儀的采樣點，從而不適合煤礦沉陷監測。

發明內容

本發明的目的是，提供一種監測效率高、操作簡便、測量精度高、監測結果真實可靠的煤礦開采過程中地表沉陷的相對重力監測方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是，一種煤礦開采過程中地表沉陷的相對重力監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步，在礦區內選擇一個重力觀測基準點，并在煤礦開采的地表下沉區域內或煤層主斷面上選擇特征點作為監測點，根據煤層開采工作面的進度，使用相對重力儀，分期對監測點相對于重力觀測基準點的相對重力值進行監測；

第二步，選取相鄰兩期的相對重力值，以在后一期的相對重力值減去在前一期的相對重力值，計算出該監測點在該相鄰兩期之間的重力變化值；

第三步，使用相對重力儀，先在監測點位置處的零高度處先測定第一重力值，后在監測點位置處的上方某單位高度處測定第二重力值，將第二重力值減去第一重力值得到重力值差；

重復上述第一重力值和第二重力值的測定數次，取所得重力差值的平均值；

再用所得重力差值的平均值除以單位高度的數值，得到該監測點的重力梯度值；

或者，

將相對重力儀置于支架的不同高度位置處h₂、h₁，分別測出上、下高度的相對重力值g₂、g₁，按如下公式(4)計算出重力梯度值：

grad(g)=g2-g1h2-h1---(4)]]>

第四步，按如下公式(3)計算出該監測點的地表下沉值：