[发明专利]一种钻井水溶盐矿开采沉陷InSAR预计方法

说明书

本发明提供了一种钻井水溶盐矿开采沉陷InSAR预计方法，包括步骤：利用时序InSAR技术反演盐矿区地表时序沉降，获取雷达视线向时序形变量；提取钻井布设位置附近的可靠形变样本点；构建传统静态概率积分法模型，计算高相干点垂直方向的沉降量，利用遗传算法估计模型的未知参数，构建Weibull时间函数动态概率积分模型，将计算得到的各参数结果值，代入Weibull时间函数动态概率积分模型，计算出各点位任意时刻的沉降量，并预计矿区时序形变场。本申请克服了传统概率积分法模型多应用于煤矿区，且局限于静态下沉盆地开采沉陷预计的缺陷，拓宽了InSAR技术在矿区沉陷预计中的应用空间，有利于保障钻井水溶岩盐矿山的生态环境及生产安全。

技术领域

本发明涉及预防盐矿开采沉陷的技术领域，特别地，涉及一种钻井水溶盐矿开采沉陷InSAR预计方法。

背景技术

我国岩盐矿产资源丰富，其中岩盐开采90％以上采用钻井水溶法开采，即通过钻井注入溶剂，溶解矿层硐室，生成富含开采矿物的卤水，再将其从钻井中抽出。在开采中因为多井溶腔相连，多进行两井或者多井同时开采。水溶开采法与传统煤矿巷道开采不同，传统煤矿主要采用井工开采定向推进方式，而水溶法则为多方向推进，其采深比煤矿开采深度大。由于卤水溶解的时间和采深较大两方面因素，水溶法开采地表沉降在时间上往往呈现出滞后。随着水溶开釆釆厚加大，形成的采空区导致上覆盐层发生下沉，其对地表的破坏不仅仅是地表塌陷导致的矿区岩体结构、地表地形、构筑物等破坏，还极易引发地下卤水涌出，导致附近土地盐碱化，对环境破坏程度极为惊人。因此，水溶开采岩盐矿山的地面沉降需进行长期监测与预计。

合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR：Differential InterferometricSynthetic Aperture Radar)技术通过利用覆盖矿区的SAR影像，将稳定散射特性的高质量点提取出来建立形变模型，解算形变速率参数进而实现时序形变反演，理论上可达到亚毫米级的监测精度。将时序InSAR技术监测获取的时序形变与静态概率积分模型结合，可反演出概率积分模型预计参数，预计出矿区开采沉陷盆地中任一点的沉降量，目前已在传统煤矿开采沉陷预计中得到广泛应用。然而，概率积分模型实为一种静态沉陷预计模型，仅局限于生成某一特定时刻的矿山开采沉陷盆地，无法实现时序沉降的预计。且其应用多局限于煤矿开采导致的沉陷盆地预计。因此，迫切需要一种适用于水溶开采岩盐矿山的动态沉陷预计方法，以辅助保障岩盐矿山安全生产和健康的生态环境。

发明内容

本发明目的在于提供一种钻井水溶盐矿开采沉陷InSAR预计方法，以解决目前对于盐矿开采沉陷监控预测不够准确，易产生安全隐患的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种钻井水溶盐矿开采沉陷InSAR预计方法，包括以下步骤：

A、利用时序InSAR技术反演盐矿区地表时序沉降，获取雷达视线向时序形变量；

B、提取钻井布设位置附近的可靠形变样本点；

C、构建传统静态概率积分法模型，所述模型表示如下式：

上式中，W(x，y)为任一点上矿山开采引发的地表形变量，x、y为任意点坐标，m为开采厚度，q为下沉系数，α为矿层倾角，u为积分参数，D₁为工作面倾向斜长，D₃为工作面走向斜长，θ₀为开采影响角，H、H₁、H₂分别为走向、倾向下山、倾向上山开采深度，tanβ、tanβ₁、tanβ₂分别为走向、倾向下山、倾向上山主要影响角正切，s₁、s₂分别为下山拐点偏移距、上山拐点偏移距，s₃、s₄分别为走向左、右拐点偏移距；

计算高相干点垂直方向的沉降量，雷达视线向形变量与沉降量的关系为：