[发明专利]一种基于无人船的水陆一体化岩移观测方法

说明书

本发明针对包含水体的开采沉陷区变形监测难以进行的问题，设计了一种基于无人船的水陆一体化岩移观测方法，对包含水体的开采沉陷区域进行岩移观测；将三维激光扫描技术、GNSS技术、惯性导航技术、测深仪等技术通过无人船进行水陆一体化测量，将一体化测量结果与传统测量数据进行重叠区域的精度核对，保证了一体化测量的精度；本发明不仅可以有效地对开采沉陷积水区进行监测，而且可以与陆上监测结果相结合，保证岩移观测线的完整性，为矿区的后续开采和沉降监测工作，提出有力的技术支撑。

技术领域

本发明涉及多源测量数据融合和岩移观测领域，具体涉及一种基于无人船的水陆一体化岩移观测方法。

背景技术

煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源，也是重要的战略资源。但随着矿区的过度开采，导致地面沉陷、道路裂缝、山体坍塌等灾害时有发生。因此，及时的对矿区进行变形监测是一项重要工程。特别是在潜水位较高的矿区往往造成地下水渗出，耕地毁坏，房屋破裂，给煤炭城市带来了巨大的经济损失，也给当地的生态环境带来了负面影响，严重时将会威胁人们生命和财产的安全。包含水体的开采沉陷区，由于含有大量水，传统的建立地表观测站方法无法进行，矿区人员和财产安全时刻都面临着极大威胁。

目前，对于包含水体的开采沉陷区大情况下采用传统的岩移观测方法，因传统方法无法跨越水体进行观测，对于水体范围内的沉陷通常选择放弃观测，导致岩移观测数据缺失。当开采沉陷区含有大面积水体时，通常采用遥感影像对水体进行监测，从而达到对沉陷变形的监测，但这种方式不能透过水体研究水下地形的沉陷变化，与陆地的监测数据无法融合，数据的准确性很难保证。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明设计了一种基于无人船的水陆一体化岩移观测方法。

一种基于无人船的水陆一体化岩移观测方法，具体包括以下步骤：

步骤1：根据已经开采的采煤工作面的岩移参数，或者相似开采数据的工作面的岩移参数，结合本工作面的开采数据进行测区的地表移动观测设计，确定走向观测线与倾向观测线，确保观测线在岩移主断面上；根据走向观测线与倾向观测线绘制观测线剖面图；所述开采数据为开采深度、走向长度、倾斜长度、松散层厚度、地质结构；

走向观测线位于岩移主断面内，其中走向观测线SN到本工作面开切眼距离D1应为：

D₁≥(H₀-h)cot(δ-Δδ)+hcotφ

式中，δ为走向移动角；Δδ为走向移动角修正值；h为松散层厚度；H₀为平均采深；φ为松散层移动角；

其中，走向观测线SN长度按下式计算：

SN＝2hcotφ+2(H₀-h)×cot(δ-Δδ)+l

式中，h为松散层厚度；H₀为平均采深；l为工作面走向长度，δ为走向移动角；Δδ为走向移动角修正值；φ为松散层移动角；

倾向观测线的长度是在移动盆地倾向主断面上确定的；由采空区中心向下山方向偏移一段距离d，即：

d＝H₀cotθ

式中，H₀为平均采深；θ为最大下沉角；

因此，倾向观测线EW长度为：

EW＝2hcotφ+(H₁-h)cot(β-Δβ)+(H₂-h)cot(γ-Δγ)+L₁cosα