[发明专利]一种地表沉陷监测方法

说明书

技术领域

本发明属于煤矿地表沉陷监测领域，具体涉及一种地表沉陷监测方法。

背景技术

煤矿采空区地表沉陷严重破坏了矿区环境，采空区地表沉陷的监测和控制已成为矿区环境治理的重要措施。对地表沉降规律的实时监测是采空区地表沉降控制和环境评价的重要手段。常采用的监测方法有GPS定位测量、经纬仪测量法，前者采用卫星差分定位技术，即使采用测绘机的定位测量仪器，其定位精度也不过数十厘米级，必须采用多个基站的数小时差分运算才能得到，而且随时间的漂移较大，GPS定位测量法由于成本较高不适用于大面积分布监测，经纬仪测量法采用地测方法可以做到较高的精度，可达到毫米级，但是其必须由人工进行测量，很难做到对沉降区长期实时监测。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种地表沉陷监测方法，该监测方法能够实现自动检测、监测精度可靠、节省人力。

本发明技术方案包括：

一种地表沉陷监测方法，包括以下步骤：

a、首先布置测量基准点和测量分点，将连通管铺设固定在地表上，所述连通管经过所述测量基准点和测量分点；

b、在步骤a所述测量基准点处布置水箱和监测主站，在所述测量分点处布置监测分站，所述连通管将井筒、监测主站和监测分站贯通连接，所述监测分站布置若干个；

c、向步骤b所述的水箱内注水，待连通管内充满水，将连通管尾端密封；

d、开启监测主站和监测分站，通过监测主站的时钟控制器给监测分站的时钟控制器授时，根据用户需要设定监测主站和监测分站的巡测周期，然后关闭监测主站和监测分站；

e、所述监测主站和监测分站的时钟控制器按照巡测周期启动巡测程序，监测主站通过ZigBee通讯网络向每个监测分站发出巡测信号，监测分站按周期测量各个测量分点水压，通过ZigBee通讯网络发回监测主站，将数据存储在监测主站的数据存储器内，关闭监测主站和监测分站；

f、监测主站每隔24小时通过ZigBee通讯网络向各个监测分站同步授时；

g、监测主站定时将测量的数据通过GPRS通讯网络发送至监测中心服务器，监测中心服务器对测量数据进行分析。

所述监测主站处的连通管内、每个监测分站处的连通管内均设有数据采集装置。

所述数据采集装置为具有温度补偿功能的微压差半导体传感器，放大器和转换器。

所述监测主站包括单片机、时钟控制器、通讯控制器、数据存储器、数据采集装置和电源，所述单片机分别与所述时钟控制器、通讯控制器、数据存储器、数据采集装置和电源连接。

所述监测分站包括单片机、数据采集装置、ZigBee通讯模块、时钟控制器和电源，所述单片机分别与所述数据采集装置、ZigBee通讯模块、时钟控制器和电源连接。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种地表沉陷监测方法，括测量基准点和测量分点的布置、在测量基准点处布置水箱和监测主站、在测量分点处布置监测分站，然后通过连通管将水箱、监测主站和监测分站贯穿起来，使得水箱、监测主站和监测分站保持连通，通过监测分站和监测主站收集到的信息传递给监测中心服务器，进而由监测中心服务器进行分析、处理。本发明布置多个主站和分站相结合的观测线路实现整个矿区或大片采空区的地表变形监测与分析；本发明监测方法能够实现自动检测、监测精度可靠、节省人力。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步清楚、完整的说明：

图1为本发明地表沉陷系统的布局示意图；

图2为本发明地表沉陷系统的组成示意图；

图中，1、水箱，2、连通管，3、监测中心服务器，E0、监测主站，E1、E2...Ei、监测分站。

具体实施方式

本发明提出了一种地表沉陷监测方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明。

首先对本发明地表沉陷监测系统做如下说明。

结合图1所示，一种地表沉陷监测系统，包括监测主站E0、若干个监测分站E1、E2...Ei、监测中心服务器3、连通管2和水箱1，事先按照煤矿测量设计手册布置测量点，具体布置为一个测量基准点和若干个测量分点，将连通管铺设固定在地面上，并使得连通管通过各测量点，H0是水箱中水的表面与主站微压差半导体传感器（地面基准点）之间的高程差；H1（2,3，..i）是第一（二，三，..）个分站微压差半导体传感器与主站微压差半导体传感器（地面基准点）之间的高程差；