[发明专利]一种利用INSAR精确解算采煤沉陷区地表下沉量的方法

权利要求书

1.一种利用INSAR精确解算采煤沉陷区地表下沉量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据地下煤层开采的地质采矿条件对充分采动条件下地表最大下沉量W_cm、水平移动量进行计算，其中水平移动量的计算包括沿东西方向的X轴方向的水平变形量U_x和沿南北方向的Y轴方向的水平变形量U_y；

S2：利用步骤S1中得到的坐标为(x,y)的点沿东西方向的X轴方向的水平变形量U_x和沿南北方向的Y轴方向的水平变形量U_y计算该点的总的水平移动量U_总并确定水平移动矢量的朝向与X轴的夹角

S3：提取卫星雷达数据参数，获得雷达卫星施测点Q、监测目标点P以及雷达卫星施测点Q在P点所在水平面上的垂直投影点C三点所在的平面QPC与X轴的夹角δ，同时获得卫星雷达视方向线与P点所在水平面的夹角ε；

S4：卫星雷达监测到的P点视方向变形为由P点实际发生的水平移动量和下沉量在PQ方向的投影矢量之和，所以根据卫星雷达监测到的P点视方向变形Δ能够解算P点实际发生的下沉量w。

2.根据权利要求1所述的一种利用INSAR精确解算采煤沉陷区地表下沉量的方法，其特征在于，步骤S1中：根据地下煤层开采的地质采矿条件对充分采动条件下地表最大下沉量W_cm、水平移动量进行计算，其中水平移动量的计算包括沿东西方向的X轴方向的水平变形量U_x和沿南北方向的Y轴方向的水平变形量U_y；

W_cm、U_x、U_y的计算模型是将煤层覆岩体抽象为均匀连续的颗粒介质体，在煤层采出后覆岩体中颗粒介质的运动符合随机概率，计算地表任意点变形量的过程是将整个采空区对该点的影响概率进行积分，计算公式为：

W_cm＝qM cosα

U_cm＝bW_cm

公式中W(x,y)为地表坐标为(x,y)的点的概率积分计算下沉量，单位为mm；U_x(x,y)、U_y(x,y)分别为地表坐标为(x,y)的点沿X方向和Y方向的概率积分计算水平移动量，单位为mm；q为下沉系数，无量纲参数；M为煤层法向开采厚度，单位为mm；α为煤层倾角，单位为°；θ₀为开采影响传播角，单位为°；W_cm为充分采动条件下地表最大下沉量，单位为mm；b为水平移动系数，无量纲参数；U_cm为充分采动条件下最大水平移动量，单位为mm；r为主要影响半径，单位为m；H为开采深度，单位为m；tanβ为主要影响角正切；D为煤层开采区域；η、ξ为积分变量，其中q、b、θ₀、β为岩层移动参数，可以通过开展采煤工作面地表岩移监测站计算获得；α、H为采煤工作面地质采矿基本参数。

3.根据权利要求2所述的一种利用INSAR精确解算采煤沉陷区地表下沉量的方法，其特征在于，步骤S2中：利用步骤S1中的计算公式计算得到的坐标为(x,y)的点沿东西方向的X轴方向的水平变形量U_x和沿南北方向的Y轴方向的水平变形量U_y计算该点的总的水平移动量U_总并确定水平移动矢量的朝向与X轴的夹角计算公式为：

4.根据权利要求1所述的一种利用INSAR精确解算采煤沉陷区地表下沉量的方法，其特征在于，步骤S4中：根据卫星雷达监测到的P点视方向变形Δ并利用如下方程解算P点实际发生的下沉量w：