[发明专利]一种钻井水溶盐矿开采沉陷InSAR预计方法

摘要

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。

主权项

1.一种钻井水溶盐矿开采沉陷InSAR预计方法，其特征在于，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：W_LOS＝W_Vcosθ              (3)式中，W_LOS为雷达视线向形变量，W_V为沉降量，θ为雷达卫星入射角；D、利用遗传算法估计模型的未知参数：步骤A、步骤C计算出的矿区高相干点沉降量为输入值，根据残差最小原则，建立适应度函数f：f＝||W_V‑W′_V||；式中：W_V为可靠样本点沉降集，W′_V为概率积分预测模型计算的沉降量；利用遗传算法搜索获取满足适应度函数最小的参数集；E、构建Weibull时间函数动态概率积分模型，该模型为下式所示：式中，W(x，y，t_j)为观测点t_j时刻矿区沉降量，t_i、t_j分别为起始时间、终止时间，v_e、t_e分别为矿山开采速度、开采时间，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；根据公式(8)、(9)已求得的概率积分法模型参数值，计算出各高相干点的概率积分法模型沉降量；根据各时间量与其对应的沉降量，建立关于待求参数c、k的方程组，并计算出c、k结果值，其中c为时间模型系数，k为待求动态沉陷预计参数；F、将计算得到的q、tanβ、θ₀、s₁、s₂、s₃、c、k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。