[發明專利]一種煤礦地表廣域高精度在線沉降監測方法

有效

• 申請號: 202110328640.5
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113029095B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 陳強;鄭興博;周建;呂偉魁;徐栓祥;郭航;林祥斌;閆理威;劉成;薛晨;馮賀龍
• 申請（專利權）人: 山東新巨龍能源有限責任公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04;G01C25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種煤礦地表廣域高精度在線沉降監測方法，包括以下步驟：S1、先確定好檢測區域上檢測點的位置，然后依次確定工作基點和一個基準點的位置，并在工作基點、基準點上分別建設一個監測墩，檢測區域至少為三個，工作基點至少為兩個，在每個監測墩上分別安裝一個GNSS接收機；S2、在每個檢測點以及每個工作基點上分別安裝一個靜力水準儀。本發明通過根據待檢測區域分布的情況，在待檢測區域的相應位置設置可對上述區域內各個檢測點同時進行監測的工作基點，以工作基點為GNSS參考點對待檢測區域內的檢測點進行形變的監測，并通過基準點對各個工作基點的實時監測，實現對檢測點的逐級監測，以此來拓寬該監測系統對檢測點的覆蓋范圍。

技術領域

本發明涉及沉降監測技術領域，具體的涉及煤礦地表廣域高精度在線沉降監測方法。

背景技術

現有技術里無法直接實現關于高精度在線沉降監測。在實際案例中可以采用現有技術達到廣域或高精度的在線沉降監測。

1.主流技術為采用GNSS進行監測。

采用GNSS技術進行變形體變形監測的相關研究在國外開展的較早，Bock Y于1986年提出采用GPS技術進行地表變形監測。隨后，Steven R L利用GPS對美國東緬因州地殼形變進行了監測，獲取了板塊的移動速度(9mm/yr)。James F M提出了采用GPS技術進行天然氣管道的變形監測，并得到了亞厘米級的監測精度。Deloach S R基于GPS技術進行連續變形監測，取得了較為理想的結果。隨著GNSS動態定位技術的發展，其在結構監測、自動化監測等領域得到了重視和發展，相關的數據處理理論不斷出現和完善。

國內在這方面的研究與國外基本同步，陳永奇于1989年采用GPS進行地表垂直運動的監測，并對主要影響誤差進行了前瞻性的探討。同年，陳永奇以加拿大Mactaquac大壩為例，說明了綜合利用GPS、全站儀、攝影測量等技術進行變形監測的基本要求和監測內容，為GPS在變形監測領域的應用，提供了先導性的案例。李征航的GPS技術可以滿足大壩變形監測的要求。過靜珺較早提出利用GPS監測高層建筑物。鄭國忠首次提出將GPS用于露天礦邊坡變形監測，并以金川露天礦為例，系統闡述了基準點選擇、變形網的布設、GNSS數據采集、處理和質量控制以及坐標系統轉換等關鍵問題，為GNSS應用于礦山變形提供了有價值的參考。

目前，采用傳統技術對煤礦地表進行變形監測取得了豐富的實踐經驗，并積累了大量的歷史數據；廣域在線沉降監測一個非常重要的發展趨勢。這種系統由數據的采集、數據無線或有線傳輸和數據分析處理等結構構成，通過GNSS實時動態監測，利用無線電傳輸技術，及時傳輸到終端，利用地理信息系統開發數據處理與分析軟件，實時動態分析變形結果，從而分析變形的現狀、規律及其發展趨勢，為實現防災減災提供可靠的科學依據。然而由于GNSS參考點多數為設置一個且僅能對一定范圍內的檢測點進行實時的監測，導致監測系統不能對距離較遠的檢測點進行監測，而影響監測系統的監測效果，且由于各個檢測點距離參考點的距離較遠，這樣將影響GNSS參考點對從各個檢測點傳輸信號的接收，而對監測系統的穩定性造成影響。

2.高精度在線監測技術靜力水準儀

靜力水準儀的測壓強腔體通過通液管串聯聯接至液位容器，由高精度硅晶芯體傳感器測量，通過信號傳輸到信號采集系統，通過壓力監測過程的信號變化傳輸至信號采集系統，通過分析計算，隨壓力測量的變化而同步變化，由此測出各測點的壓力變化量而分析地表的相對沉降高度。目前最高可達到0.1mm的精度。

該兩種主流技術和系統的獨立應用僅能單獨解決廣域或高精度的問題，而無法同時兼顧廣域和高精度。

發明內容

1.要解決的技術問題

本發明的目的在于提供煤礦地表廣域高精度在線沉降監測方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2.技術方案

為解決上述問題，本發明采取如下技術方案：