[发明专利]一种煤炭资源井工开采的土地破坏特征的立体监测方法

摘要

本发明公开了一种煤炭资源井工开采的土地破坏特征的立体监测方法，包括以下步骤建立观测基点与坐标控制体系；布设简易的加密观测站；布设刚性测斜管；布设位移传感器阵列；观测方案的分部设计。本发明充分考虑了现有高强度开采工艺的特点，以现代测量技术和传感器技术为主要手段，在开采的全过程中，将浅地层移动变形以及地裂缝作为一个研究整体，在工作面尺度上，对土地破坏特征进行系统、动态、精细的监测，所获数据丰富，具备精度高、时效性强的特点，能够获取浅地层移动变形规律和地裂缝发生发育规律，可为该地区的生态补偿机制的研究夯实数据基础，为制定科学的土地复垦施工工艺提供科学参考。

主权项

一种煤炭资源井工开采的土地破坏特征的立体监测方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）建立观测基点与坐标控制体系：煤炭资源开采之前，分别沿工作面走向中心线和倾向方向，在上方地面等间距建立多个观测基点，其间距d1的取值范围为10‑30m；观测基点所覆盖的范围必须超过下沉盆地的边界；观测基点的平面坐标采用多台GPS接收机同步静态测量方式获取，高程则采用水准测量的方式获得；（2）布设简易的加密观测站：在步骤（1）的基础上，选择适宜的地裂缝观测区域，按一定间距d2平行走向中心线布设简易的加密观测站，形成多条裂缝观测线；同一条裂缝观测线上加密观测站的间距d3应相等；（3）布设刚性测斜管：在走向中心线的观测基点的周围分别布设刚性测斜管，每节测斜管的长度为2.0‑4.0m，刚性铰接；在布设之前，先进行钻孔取土，钻孔孔径为10‑20cm，钻孔深度大于松散层的厚度；（4）布设位移传感器阵列：在采动过程中，根据开采进度，确定工作面掘进位置与加密观测站之间的相对关系，利用邻近加密观测站快速的标定新出现地裂缝的空间位置；在发育明显的地裂缝的开裂最大处及转向位置分别布设位移传感器；次日，标定新的观测对象，重复上述工作，直到工作面掘进位置超过裂缝观测区域的边界为止；（5）观测方案的分部设计：在采前、采中、采后开采的全过程中对观测基点的平面坐标和高程进行多期观测，其中，平面坐标观测次数6‑10次；高程观测次数15‑20次，平均观测频率为3‑5天/次，开采至裂缝观测区时，缩小观测频率至2天/次；测斜管的观测与观测基点同步进行，记录标定层位的偏移量和下沉量；地裂缝的观测频率为1天/次，并记录每个位移传感器的位移量和工作面的当天推进位置，直至所有被观测对象稳定，且工作面推进位置超过裂缝区边界的距离大于工作面的平均采深。