《煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測技術(shù)地方標準》

1、Q/LB.XXXXX-XXXXICS CCS 點擊此處添加CCS號 萍鄉(xiāng)市地方標準DB XX/T XXXX2022煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測技術(shù)指南Technical guideline for monitoring of surface subsidence area in coal mine （本草案完成時間：2022.03.28）XXXX - XX - XX發(fā)布XXXX - XX - XX實施萍鄉(xiāng)市市場監(jiān)督管理局發(fā)布DB XX/T XXXX2022目次前言III1 范圍12 規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和定義13.1 術(shù)語13.2 縮略詞24 總則34.1 目的任務(wù)34.2 工作內(nèi)容34.3 工作流

2、程35 煤礦地表沉陷區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查35.1 主要任務(wù)45.2 調(diào)查內(nèi)容46 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測46.1 一般規(guī)定46.2 技術(shù)設(shè)計46.3 水準監(jiān)測46.4 GNSS監(jiān)測66.5 地面三維激光掃描監(jiān)測76.6 InSAR監(jiān)測87 煤礦地表沉陷區(qū)危險性評價97.1 一般規(guī)定97.2 現(xiàn)狀評價97.3 預(yù)測評價108 成果資料編制128.1 一般規(guī)定128.2 成果報告編制要求12附錄A （資料性） 地表沉陷調(diào)查表14附錄B （規(guī)范性） 地裂縫調(diào)查表15附錄C （資料性） 建筑物破壞調(diào)查表17附錄D （資料性） 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計書編制大綱18附錄E （資料性） GNSS控制點的標志、標石和造

3、埋規(guī)格19附錄F （資料性） 地面三維激光掃描監(jiān)測手薄20附錄G （資料性） InSAR 調(diào)查技術(shù)方法21附錄H （資料性） 地表移動實測參數(shù)23附錄I （資料性） 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測報告的內(nèi)容25IIDB XX/T XXXX2022前言本文件按照GB/T 1.12020標準化工作導(dǎo)則 第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定起草。本文件由萍鄉(xiāng)市自然資源和規(guī)劃局提出并歸口。本文件起草單位：中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所、江西省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊、萍鄉(xiāng)市國土空間調(diào)查勘測規(guī)劃院、萍鄉(xiāng)市地質(zhì)礦產(chǎn)事務(wù)中心、萍鄉(xiāng)市規(guī)劃勘察設(shè)計院。本文件起草人：馮乃琦 盧邦穩(wěn) 王紅杰等。 IIIDB XX/T X

4、XXX2022煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測技術(shù)指南1 范圍本文件規(guī)定了煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)、監(jiān)測內(nèi)容及方案、地面沉降評價、成果資料整理等的技術(shù)要求。本文件適用于煤礦地表沉陷區(qū)的監(jiān)測。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T 18314-2001全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范GB/T 12897-2006 國家一、二等水準測量規(guī)范GB/T 24356-2009 測繪成果質(zhì)量檢查與驗收CH/Z3017-2015地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)

5、程DZ/T 0154-2020 地面沉降測量規(guī)范DZ/T 0154-1995 地面沉降水準測量規(guī)范DZ/T 0133-1994 地下水動態(tài)監(jiān)測規(guī)程DD2014-11 地面沉降干涉雷達數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)程3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1 術(shù)語和定義3.1.1 煤礦地表沉陷區(qū) Surface subsidence area of coal mine因煤礦開采活動引起的地表沉陷的區(qū)域。3.1.2 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測 Monitoring of surface subsidence area in coal mine采用多種測量方法定期重復(fù)測量煤礦地表沉陷區(qū)地面高程的變化。3.1.3 地表

6、移動盆地 Surface subsidence Basin地面因煤礦開采形成的沉陷區(qū)。3.1.4 水準監(jiān)測 Leveling monitoring應(yīng)用水準測量技術(shù)監(jiān)測地面高程變化。3.1.5 地面三維激光掃描監(jiān)測 Monitoring of terrestrial laser scanning地面三維激光掃描技術(shù)是一種以激光測距方式快速獲取大量測點三維坐標的測量技術(shù)，能夠克服傳統(tǒng)測量技術(shù)的局限性，獲取更加全面的隧道變形信息。3.1.6 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) Global navigation satellite system (GNSS)基于衛(wèi)星的定位、導(dǎo)航、授時系統(tǒng)。3.1.7 地裂縫 grou

7、nd fracture地表巖層、土體在自然因素或人為因素作用下，產(chǎn)生開裂，并在地面形成一定長度和寬度的裂縫的一種宏觀地表破壞現(xiàn)象。3.1.8 合成孔徑雷達 Synthetic Aperture Radar（SAR）可安裝在飛機、衛(wèi)星、宇宙飛船等飛行平臺上，全天時、全天候?qū)Φ貙嵤┯^測、并具有一定的地表穿透能力的高分辨率成像雷達。3.1.9 合成孔徑雷達干涉測量 Interferometric synthetic aperture radar (InSAR)利用合成孔徑雷達（SAR）數(shù)據(jù)中的相位信息進行干涉測量處理，結(jié)合雷達參數(shù)和衛(wèi)星位置信息反演地表三維及其變化信息的技術(shù)。3.1.10 InSAR

8、監(jiān)測 InSAR monitoring利用InSAR測量技術(shù)多次觀測監(jiān)測目標變形狀況。3.2 縮略詞3.2.1 GNSS：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System）3.2.2 DEM: 數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model）3.2.3 SAR: 合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar）3.2.4 InSAR: 合成孔徑雷達干涉測量（Interferometric Synthetic Aperture Radar）3.2.5 PS- InSAR: 永久散射體干涉測量（Persistent Scatter

9、er InSAR）3.2.6 D- InSAR: 差分合成孔徑雷達干涉測量（Differential InSAR）3.2.7 CR-InSAR: 基于角反射器的合成孔徑雷達干涉測量（Corner Reflector InSAR）3.2.8 SBAS-InSAR：短基線法干涉疊加合成孔徑雷達干涉測量（Small Baseline Subset InSAR）3.2.9 CORS：連續(xù)運行參考站（Continuously Operating Reference Stations）4 評價內(nèi)容在調(diào)查煤礦開采情況、地表沉陷及地裂縫基礎(chǔ)上，監(jiān)測煤礦沉陷區(qū)動態(tài)變化，開展沉陷區(qū)評價，為煤礦地表沉陷區(qū)的綜合治理

10、提供科學(xué)依據(jù)，為沉陷區(qū)安全和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。4.1 工作內(nèi)容4.1.1 收集煤礦地表沉陷區(qū)內(nèi)礦山資料，包括采掘工程平面圖、井上下對照圖、相關(guān)地質(zhì)報告等，詳細掌握沉陷區(qū)內(nèi)地下開采情況。4.1.2 通過水準測量、GNSS測量、地面三維激光掃描、InSAR等技術(shù)手段監(jiān)測煤礦地表沉陷區(qū)內(nèi)地表沉陷態(tài)變化。4.1.3 依據(jù)掌握的地下開采情況及監(jiān)測成果，對地表沉陷發(fā)育、發(fā)展、危害程度等進行綜合評價。4.2.4 通過現(xiàn)狀調(diào)查與監(jiān)測成果的綜合分析，編制煤礦地表沉陷區(qū)地下開采、地表沉陷及監(jiān)測的成果報告及圖件，建立數(shù)據(jù)庫，并匯交歸檔。4.2 工作流程工作流程包括地表沉陷區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查、地表沉陷區(qū)監(jiān)測技術(shù)

11、方法選擇、煤礦地表沉陷監(jiān)測實施、地表沉陷區(qū)危險性評價、成果匯交等內(nèi)容。煤礦地表沉降監(jiān)測工作流程示意圖見圖1。圖1 煤礦地表沉降監(jiān)測工作流程圖5 煤礦地表沉陷區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查5.1 主要任務(wù)5.1.1 了解煤礦地表沉陷區(qū)的地質(zhì)背景及煤礦地下開采情況等。5.1.2 基本查明煤礦地表沉陷區(qū)地表沉陷災(zāi)害的分布范圍、分布規(guī)律、危害程度。5.1.3 分析煤礦地表沉陷區(qū)地表沉陷災(zāi)害的發(fā)生-演化機理。5.2 調(diào)查內(nèi)容野外調(diào)查宜采用點、線、面相結(jié)合的方式進行。每次調(diào)查均應(yīng)有詳細的調(diào)查記錄。對各類災(zāi)害現(xiàn)象應(yīng)記錄卡片、繪制草圖、拍攝相片或影像資料等，內(nèi)容符合地表沉陷調(diào)查表（見附錄A），地裂縫調(diào)查表（見附錄B）,建（構(gòu)）筑

12、物破壞調(diào)查表（見附錄C）等要求。6 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測6.1 一般規(guī)定6.1.1 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測應(yīng)在前期調(diào)查基礎(chǔ)上進行，并按區(qū)域統(tǒng)一規(guī)劃和部署進行地表沉陷及地裂縫監(jiān)測網(wǎng)的設(shè)計、建設(shè)。6.1.2 煤礦地表沉陷區(qū)地表沉陷及地裂縫監(jiān)測的高程基準起算點應(yīng)采用國家統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，也可根據(jù)實際情況需要采用經(jīng)國家和地方行政主管部門審批備案的與國家高程提供相聯(lián)的獨立高程系統(tǒng)。6.1.3 對于同一監(jiān)測區(qū)采用不同的監(jiān)測方法應(yīng)統(tǒng)一監(jiān)測基準。6.1.4 水準測量及GNSS測量結(jié)果用于對InSAR監(jiān)測結(jié)果、地面三維激光掃描監(jiān)測結(jié)果進行評估。6.2 技術(shù)設(shè)計煤礦地表沉陷區(qū)地表沉陷及地裂縫監(jiān)測前應(yīng)根據(jù)實際調(diào)查情況編制煤

13、礦地表沉陷監(jiān)測技術(shù)設(shè)計書，編制大綱見附錄D。6.3 水準監(jiān)測6.3.1 監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)原則與要求6.3.1.1 采用從整體到局部，逐級水準測量的高程控制方法。6.3.1.2 監(jiān)測網(wǎng)應(yīng)設(shè)在地表移動盆地的主斷面上。6.3.1.3 監(jiān)測網(wǎng)長度要大于地表移動盆地的范圍。6.3.1.4 監(jiān)測網(wǎng)上的測點應(yīng)有一定的密度，這需要根據(jù)開采深度確定。6.3.1.5 監(jiān)測網(wǎng)的控制點要設(shè)在移動盆地范圍以外，埋設(shè)要牢固。在凍土地區(qū)，控制點底面應(yīng)在凍土線0.5m以下。6.3.1.6 地裂縫監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)包括跨地裂縫帶的短水準剖面、監(jiān)測對點、地裂縫活動儀器監(jiān)測站等。監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)要求如下：a）根據(jù)地裂縫活動程度，宜采用點、線、面相結(jié)合

14、的方式，組成地裂縫監(jiān)測網(wǎng)；b）應(yīng)選擇活動性較強的地裂縫建設(shè)監(jiān)測網(wǎng)點，采用垂直于地裂縫帶走向的剖面形式，且在地裂縫兩側(cè)影響寬度帶內(nèi)布設(shè)一定數(shù)量的監(jiān)測點。6.3.1.7 地裂縫監(jiān)測點布設(shè)要求如下：a）每條地裂縫帶上宜根據(jù)地裂縫發(fā)育的寬度和長度，布設(shè)不少于3條短水準監(jiān)測剖面，長度宜穿過地裂縫帶（含次地裂縫帶）寬度并向兩側(cè)外延100m左右。短水準剖面監(jiān)測點間宜按510m布設(shè)，向兩側(cè)由近及遠間距可逐漸增大。b）地裂縫水準監(jiān)測對點應(yīng)沿垂直于地裂縫帶發(fā)育方向在地裂縫上下盤分別布設(shè)，監(jiān)測點間距應(yīng)根據(jù)所確定地裂縫上下盤影響寬度而定。每條地裂縫帶上布設(shè)的監(jiān)測對點不少于3組。c）監(jiān)測站測點與地裂縫應(yīng)保持適當距離。6

15、.3.2 監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)形式6.3.2.1 根據(jù)煤礦開采方式的特點，針對單個煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測的監(jiān)測網(wǎng)可沿煤層走向和煤層傾向設(shè)置，它們相互垂直并相交。煤礦沉陷監(jiān)測網(wǎng)主要布設(shè)方式見圖2。煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測網(wǎng)的布設(shè)形式應(yīng)根據(jù)區(qū)域內(nèi)的煤礦開采情況及煤礦工作面布設(shè)情況確定?？刹荚O(shè)成線狀也可布設(shè)成網(wǎng)狀。圖2 煤礦工作面監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)方式6.3.2.2 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測線上的監(jiān)測點的密度主要取決于開采深度，見表1。表1 監(jiān)測點密度開采深度（m）點間距離（m）開采深度（m）點間距離（m）50520030020501001030025100200156.3.3 選點埋設(shè)水準點標志類型、埋設(shè)要求、埋設(shè)后提交資料等按照

16、DZ/T 0154和GB/T 12897 中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.3.4 監(jiān)測方法與技術(shù)要求6.3.4.1 監(jiān)測精度監(jiān)測精度應(yīng)符合DZ/T 0154和GB/T 12897 中的有關(guān)規(guī)定。6.3.4.2 監(jiān)測頻率埋設(shè)沉降標石穩(wěn)定后，應(yīng)獨立進行兩次全面觀測，兩次觀測的時間間隔不超過5天，取兩次觀測的平均值作為監(jiān)測點的初始高程值。水準監(jiān)測頻率視地表下沉的速率而定，一般每隔13個月觀測一次。在下沉活躍階段，還應(yīng)在下沉較大的區(qū)段增加水準觀測次數(shù)。水準測量日期需和SAR影像采集時間基本同步。6.3.4.3 監(jiān)測技術(shù)要求水準監(jiān)測應(yīng)符合下列技術(shù)要去：a）監(jiān)測技術(shù)要求應(yīng)符合DZ/T 0154和GB/T 12897

17、 中的有關(guān)規(guī)定；b）獨立高程系統(tǒng)應(yīng)選用基巖水準點作為起算基點。6.3.4.4 數(shù)據(jù)處理水準監(jiān)測數(shù)據(jù)處理要求如下：a）平差應(yīng)在外業(yè)成果檢查驗收和概算通過后進行；b）平差應(yīng)有穩(wěn)定的起算基點，且各期之間起算基點應(yīng)保持一致；c）數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合DZ/T 0154和GB/T 12897 中的有關(guān)規(guī)定；d）監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)繪制成等值線圖、下沉曲線圖等成果圖件。6.4 GNSS監(jiān)測6.4.1 監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)原則與要求6.4.1.1 GNSS網(wǎng)布設(shè)應(yīng)遵循從整體到局部、分級布網(wǎng)的原則。6.4.1.2 應(yīng)根據(jù)要求精度、衛(wèi)星狀況、接收機類型和數(shù)量、已有煤礦開采資料、測區(qū)地形和交通狀況以及作業(yè)效率綜合考慮，按照優(yōu)化設(shè)計原則進行。

18、6.4.1.3 在進行GNSS網(wǎng)設(shè)計時，應(yīng)利用CORS站的連續(xù)觀測數(shù)據(jù)，對符合GNSS網(wǎng)布點要求的已有控制點，應(yīng)利用其標石。6.4.1.4 GNSS網(wǎng)宜由一個或若干個異步觀測環(huán)構(gòu)成，也可采用附和線路的形式構(gòu)成。各等級GNSS網(wǎng)中每個異步環(huán)或附和線路的邊數(shù)應(yīng)符合表2規(guī)定。表2 異步環(huán)或附和線路邊數(shù)的規(guī)定等級二等三等四等一級二級閉合環(huán)或附合線路的邊數(shù)（條）681010106.4.1.5 布設(shè)首級GNSS控制網(wǎng)時，應(yīng)與CORS站和國家控制網(wǎng)進行聯(lián)測，聯(lián)測點數(shù)均不應(yīng)少于3個，聯(lián)測點應(yīng)均勻分布。6.4.2 選點埋設(shè)選點及埋設(shè)作業(yè)及其相關(guān)資料匯交的技術(shù)要求按GB/T 18314、CJJ/T 73-2010

19、規(guī)定執(zhí)行。6.4.3 監(jiān)測方法與技術(shù)要求6.4.3.1 監(jiān)測精度a）GNSS網(wǎng)按相鄰站點的平均距離和精度應(yīng)劃分為二、三、四等網(wǎng)。GNSS網(wǎng)相鄰點間基線長度精度應(yīng)按式(5.4.1)計算； =2a2+bd2 （5.4.1）式中：基線長度中誤差(mm)；a固定誤差(mm)；b比例誤差系數(shù)(mm/km)；d相鄰點間的距離(km)。b）GNSS網(wǎng)的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表3的規(guī)定。二、三、四等網(wǎng)相鄰點最小邊長不宜小于平均邊長的1/2，最大邊長不宜超過平均邊長的2倍。表3 GNSS網(wǎng)的主要技術(shù)要求等級平均邊長(km)a(mm)b(1×10-6)最弱邊相對中誤差二等9521/120000三等5521/

20、80000四等21051/45000注：表中a表示固定誤差；b表示比例誤差系數(shù)。6.4.3.2 監(jiān)測頻率GNSS監(jiān)測點標石穩(wěn)定后，應(yīng)獨立進行兩次全面觀測，兩次觀測的時間間隔不超過5天，取兩次觀測的平均值作為監(jiān)測點的初始值。GNSS監(jiān)測頻率視地表下沉的速率而定，一般每隔13個月觀測一次。在下沉活躍階段，還應(yīng)在下沉較大的區(qū)段增加觀測次數(shù)。6.4.3.3 技術(shù)要求技術(shù)要求符合GB/T 18314-2001全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范規(guī)定。6.4.3.4 數(shù)據(jù)處理要求監(jiān)測數(shù)據(jù)處理要求按GB/T 18314-2001全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范規(guī)定。6.5 地面三維激光掃描監(jiān)測6.5.1 布設(shè)原則與

21、要求6.5.1.1 控制網(wǎng)布設(shè)控制網(wǎng)應(yīng)整體設(shè)計、分級布設(shè)，并應(yīng)符合下列要求:a）控制網(wǎng)應(yīng)根據(jù)測區(qū)內(nèi)已知控制點的分布、地形地貌、測量任務(wù)和精度要求，選定控制網(wǎng)等級并設(shè)計控制網(wǎng)網(wǎng)型；b）控制網(wǎng)布設(shè)應(yīng)滿足掃描站布設(shè)和標靶布測的需要；c）控制點宜選在主要目標物附近且視野開闊的地方；d）控制網(wǎng)應(yīng)全面控制掃描區(qū)域，在分區(qū)進行掃描作業(yè)時，還應(yīng)對各區(qū)的點云數(shù)據(jù)配準起到聯(lián)系和控制誤差傳遞的作用。6.5.1.2 掃描測站e及標靶布設(shè) 符合CHZ3017-2015地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程要求。6.5.2 監(jiān)測方法與技術(shù)要求6.5.2.1 監(jiān)測精度a）地面三維激光掃描點云精度及技術(shù)指標應(yīng)符合表4的要求。表4 地面

22、三維激光掃描點云精度與技術(shù)指標等級特征點間距中誤差（mm）點位相對于臨近控制點中誤差（mm）最大點間距（mm）配準要求一等5-3應(yīng)采用標靶進行配準、聯(lián)系傳遞配準次數(shù)不應(yīng)超過4次二等153010控制點之間連續(xù)傳遞配準次數(shù)不應(yīng)超過5次三等5010025控制點之間連續(xù)傳遞配準次數(shù)不應(yīng)超過5次四等200250-注：一等不宜通過控制點進行配準。b）地面三維激光掃描儀的主要技術(shù)要求應(yīng)符合表5的要求。表5 地面三維激光掃描儀主要技術(shù)指標儀器指標一等二等三等四等儀器測距中誤差/儀器點位中誤差（mm）2D或3D5D或8D15D或25D50D或75D有效點云范圍D且0.5S0.5D且0.5S0.5S0.7S注：是

23、指“在”AD指D距離處測距中誤差或點位中誤差為A，其中A之掃描儀的標稱測距中誤差或點位中誤差，D指儀器標稱精度的距離，S指儀器的標稱測程。6.5.2.2 監(jiān)測頻率監(jiān)測頻率視地表下沉的速率而定，一般每隔13個月觀測一次。在下沉活躍階段，還應(yīng)在下沉較大的區(qū)段增加觀測次數(shù)。6.5.2.3 外業(yè)技術(shù)要求符合CHZ3017-2015地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程要求。6.5.2.4 點云數(shù)據(jù)處理點云數(shù)據(jù)處理符合DD2014-11 地面沉降干涉雷達數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)程及CHZ3017-2015地面三維激光掃描作業(yè)技術(shù)規(guī)程。地面三維激光掃描監(jiān)測成果可通過點、線、面（體）三種方式進行選擇制作?？梢灾谱鞒扇S立體模型

24、；也可以提取一系列特征點數(shù)據(jù)形成等值線圖、剖面線；也可單獨提取某個特征點的沉降數(shù)據(jù)。6.6 InSAR監(jiān)測6.6.1 布設(shè)原則6.6.1.1 監(jiān)測范圍應(yīng)從區(qū)域上兼顧宏觀和微觀，依據(jù)監(jiān)測對象的形變特征、監(jiān)測區(qū)域地理氣候條件、全區(qū)和重點區(qū)域監(jiān)測目標選用合適的SAR影像，SAR數(shù)據(jù)在時間和空間范圍應(yīng)略大于實際調(diào)查范圍。6.6.1.2 根據(jù)地表沉陷及地裂縫的調(diào)查，對InSAR監(jiān)測數(shù)據(jù)在時間上和空間上的空白區(qū)域，宜采用水準、GNSS或地面三維激光掃描等監(jiān)測方法進行補充。6.6.1.3 在植被發(fā)育地區(qū)及沿海產(chǎn)業(yè)帶地區(qū)，宜布設(shè)人工角反射器（CR）增強干涉效果。6.6.2 CR-InSAR選點埋設(shè)符合DZ/T

25、 0154-2020 地面沉降測量規(guī)范規(guī)定。6.6.3 監(jiān)測方法與技術(shù)要求6.6.3.1 監(jiān)測精度常規(guī)InSAR監(jiān)測雷達垂直向形變精度為±1cm，CR-InSAR監(jiān)測垂直向形變精度為±5mm。6.6.3.2 監(jiān)測頻率監(jiān)測頻率視地表下沉的速率而定，一般每隔13個月觀測一次。在下沉活躍階段，還應(yīng)在下沉較大的區(qū)段增加觀測次數(shù)（與選擇的衛(wèi)星重復(fù)周期有關(guān)）。6.6.3.3 技術(shù)要求監(jiān)測技術(shù)要求參見附錄G。6.6.3.4 數(shù)據(jù)處理要求（1）SAR數(shù)據(jù)的選擇要求SAR數(shù)據(jù)選擇參見附錄G。（2）數(shù)據(jù)處理流程與技術(shù)要求數(shù)據(jù)處理基本流程參見附錄G。（3）數(shù)據(jù)處理結(jié)果校驗a）形變信息應(yīng)采用內(nèi)符合

26、精度和外符合精度兩種方法進行精度評定；b）評價InSAR地面沉降測量成果精度的方法宜采用最鄰近法等，評價的主要參數(shù)有樣本數(shù)據(jù)、誤差平均值、相關(guān)系數(shù)和中誤差；InSAR監(jiān)測成果的中誤差應(yīng)滿足附錄G中的成果精度要求。7 煤礦地表沉陷區(qū)危險性評價7.1 一般規(guī)定7.1.1 以煤礦地表沉陷區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查成果、監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合礦山開采、采空區(qū)等資料進行綜合的分析，開展煤礦地表沉陷區(qū)的危險性評價。7.1.2 煤礦地表沉陷區(qū)危險性評價應(yīng)闡明區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件，煤礦開采狀況、采空區(qū)分布情況、地表沉陷及地裂縫的危險性，并對其進行現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估，提出防治的措施與建議。7.2 現(xiàn)狀評價根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況結(jié)合表6和表

27、7對煤礦地表沉陷區(qū)進行現(xiàn)狀評價，并根據(jù)表8進行危險程度分級。表6 地表塌陷發(fā)育程度分級表發(fā)育程度參考指標發(fā)育特征地表移動開采深厚比下沉量（mm/a）傾斜量（mm/m）水平變形（mm/m）曲率（mm/m2）強6060606080地表存在塌陷和裂縫；地表建（構(gòu)）筑物變形開裂明顯中等20600602600.26080120地表存在塌陷和裂縫；地表建（構(gòu)）筑物有開裂現(xiàn)象弱20320.2120地表無塌陷和裂縫；地表建（構(gòu)）筑物無開裂現(xiàn)象表7 地裂縫發(fā)育程度分級表發(fā)育程度參考指標發(fā)育特征平均活動速率v(mm/a)地震震級 M地裂縫發(fā)生的可能性及特征強v1.0M7區(qū)內(nèi)有活動斷裂通過，中或晚更新世以來有活動，

28、全新世以來活動強烈，地面地裂縫發(fā)育。地表開裂明顯；可見陡坎、斜坡、微緩坡、塌陷坑等地貌現(xiàn)象；房屋裂縫明顯中等1.0v0.17M6區(qū)內(nèi)有活動斷裂通過，中或晚更新世以來有活動，全新世以來活動較強烈，地面地裂縫中等發(fā)育。地表有開裂現(xiàn)象；無微地貌顯示；房屋有裂縫現(xiàn)象弱v0.1M6區(qū)內(nèi)有活動斷裂通過，全新世以來有微弱活動，地面地裂縫不發(fā)育。地表有零星小裂縫，不明顯；房屋未見裂縫表8 煤礦地表塌陷危險程度分級表危害程度災(zāi)情險情死亡人數(shù)/人直接經(jīng)濟損失/萬元受威脅人數(shù)/人可能接經(jīng)濟損失/萬元大10500100500中等31010050010100100500小310010100注： 1.災(zāi)情：指由煤礦地表沉

29、陷導(dǎo)致已發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，采用“人員傷亡情況”“直接經(jīng)濟損失”指標評價。2.險情：指由煤礦地表沉陷導(dǎo)致容易發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，采用“受威脅人數(shù)”“可能直接經(jīng)濟損失”指標評價。3.危害程度采用“災(zāi)情”或“險情”指標評價。7.3 預(yù)測評價7.3.1 根據(jù)掌握的煤礦開采工作面、采空區(qū)以及擬開采工作面的情況分析地表沉陷的可能性。7.3.2 預(yù)測評價可選用工程地質(zhì)類比法、影響函數(shù)法，數(shù)值模型法。7.3.2.1 工程地質(zhì)類比法是把已有的煤礦地表沉陷區(qū)的研究（或評價）經(jīng)驗、成果直接應(yīng)用到地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、煤層厚度、賦存情況、開采方法與之相似的區(qū)域內(nèi)。類比的原則就是相似性。7.3.2.2 影響函數(shù)法最常用的

30、就是概率積分法。概率積分法的基本思路是把地表和巖層移動現(xiàn)象視為隨機事件，將采區(qū)分解為無限多個微小單元，由此入手計算所有單元對巖層或地表影響的總和，并計算地表移動和變形值。a)煤層傾向達到充分采動、走向半無限開采時主斷面的地表移動和變形的預(yù)測。WxW0=12erfrx+1=Axrixi0=UxU0=e-x2r2=BxrKxK0=x0=-4.13xre-x2r2=Cxr式中：Wx為某一處的下沉值；ix 為某一處的傾斜變形；Kx 為某一處的曲率變形；Ux 為某一處的水平移動值；b 為水平移動系數(shù)；x 為某一處的水平變形；W0 為最大沉降值；m 為煤層法向厚度；q 為下沉系數(shù)；a 為煤層傾角；r 為主

31、要影響半徑； tan主要影響較正切；H采深。b）最大移動和變形值的確定最大下沉值W0 ：W0=mqcosa最大傾斜值i0 ：i0=W0r最大曲率值K0 ：K0=1.52W0r2最大水平移動U0 ：U0=bW0最大水平變形值0 ：0=1.52bW0r 式中：Axr、Bxr、Cxr分別是x的三個不同函數(shù)，稱為移動和變形的分布函數(shù)。分布函數(shù)已被制成數(shù)值表（表9）和曲線圖（圖3），可以用xr為引數(shù)直接查出。表9 移動和變形分布函數(shù)值表xr0±0.1±0.2±0.3±0.4±0.5±0.6±0.7Axr0.50000.59890.69

32、190.77390.84190.89490.93380.96010.50000.40110.30810.22610.15810.10510.06650.0399Bxr1.00000.96930.88190.75370.60490.45590.32270.2145Cxr00.4010.7300.9331.0000.9400.8000.620xr±0.8±0.9±1.0±1.1±1.2±1.3±1.4±1.5Axr0.97750.98790.99380.99710.99860.99940.99980.99990.022

33、50.01210.00620.00290.00140.00060.00020.0001Bxr0.13390.07850.04320.02230.01110.00490.00210.0009Cxr0.4220.2920.1780.1000.0540.0260.0130.005注：當xr為“+”值時，Axr取上一行的數(shù)值，Cxr取“-”號，當xr為“-”值時，Axr取下一行的數(shù)值，Cxr取“+”號。圖3 移動和變形分布曲線圖c）其他預(yù)計參數(shù)可對比附錄I中的數(shù)據(jù)獲得。7.3.2.3 數(shù)值模擬也叫計算機模擬。在使用時需要主要以下幾點：a）數(shù)值模擬參數(shù)大致可分為強度參數(shù)和彈性變形參數(shù)，由于材料參數(shù)數(shù)據(jù)庫

34、的不確定性，每個工程實際參數(shù)中的同一參數(shù)也不盡相同，所以大部分參數(shù)需要通過實驗得到。b）煤礦開采本身是一個復(fù)雜的力學(xué)過程，其中包含許多不確定的因素，因此在數(shù)值模擬的過程中，力學(xué)模型不要過于復(fù)雜，能發(fā)映出巖體的基本力學(xué)特征及礦山開采的基本過程即可。7.3.3 通過選用合適的預(yù)測方法獲得預(yù)測結(jié)果，再對照表7、表8、表9進行危險程度分級。8 成果資料編制8.1 一般規(guī)定8.1.1對各種原始資料分類整理、編目、存檔。8.1.2 根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)形成三維立體圖或等值線圖，對采用不同手段獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比分析。8.1.3 煤礦地表沉陷區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查及監(jiān)測工作應(yīng)編制年度成果，成果包含現(xiàn)狀調(diào)查資料、監(jiān)測成果數(shù)據(jù)、

35、圖件及分析報告。8.2 成果報告編制要求8.2.1 煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測野外工作完成后，應(yīng)及時編寫正式報告，報告內(nèi)容及要求參見附錄J。8.2.2 在結(jié)束野外調(diào)查工作后，報告編寫之前，必須對所有的原始記錄資料和圖件、照片、表格進行全面的審查驗收。8.2.3 煤礦地表沉陷區(qū)現(xiàn)狀調(diào)查及監(jiān)測報告應(yīng)在綜合分析全部資料的基礎(chǔ)上編寫。8.2.4 報告應(yīng)能反應(yīng)當前的研究水平和研究程度。8.2.1 數(shù)據(jù)庫建設(shè)要求8.3.1 數(shù)據(jù)分為收集整理的煤礦沉陷區(qū)數(shù)據(jù)、調(diào)查數(shù)據(jù)和綜合研究成果三類。其中煤礦沉陷區(qū)數(shù)據(jù)包括地質(zhì)背景，煤礦地下開采情況等，地表沉陷區(qū)地表沉陷災(zāi)害的分布范圍、分布規(guī)律、危害程度等。調(diào)查數(shù)據(jù)包含野外現(xiàn)場調(diào)

36、查記錄表、照片、動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)等；綜合研究成果包含地表沉陷、地裂縫綜合分析評價形成的報告、圖件等。8.3.2 按照元數(shù)據(jù)、信息分類與編碼和數(shù)據(jù)庫標準，建立屬性數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)庫。8.3.3 數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備以下功能：a）查詢檢索功能：可查詢檢索區(qū)內(nèi)任意監(jiān)測點的有關(guān)數(shù)據(jù)，區(qū)內(nèi)煤礦的相關(guān)資料；b）計算分析功能：任意監(jiān)測點監(jiān)測數(shù)據(jù)的年最大值，沉降量，沉降速率，沉降面積、沉降體積等；c）數(shù)據(jù)信息的增加、修改及刪除功能。13DB XX/T XXXX2022AA附錄A （資料性）地表沉陷調(diào)查表表A 地表沉陷調(diào)查表項目名稱： 調(diào)查單位：名稱地理位置 縣（市、區(qū)） 鄉(xiāng) 村編號坐標X:Y:標高 m周圍煤礦開采情況概述

37、地質(zhì)環(huán)境要素地表水地表沉陷現(xiàn)象人類活動特征發(fā)育程度危害程度防治建議平面示意圖（照片）編號調(diào)查人： 填表人： 審核人： 填表日期：14DB XX/T XXXX2022BBCC附錄B （規(guī)范性）地裂縫調(diào)查表表B 地裂縫調(diào)查表項目名稱： 調(diào)查單位：名稱地理位置 縣（市、區(qū)） 鄉(xiāng) 村編號坐標X:Y:標高： m發(fā)育特征單縫特征縫號形態(tài)延伸方向傾向傾角長度寬度深度性質(zhì)位移填充物出現(xiàn)時間及活動性直線拉伸方向：距離 年 月 日斜線平移折線下錯停止仍有活動群縫特征縫數(shù)分布、發(fā)育情況發(fā)生發(fā)展情況面積： km2間距： m排列形式規(guī)模始發(fā)時間盛發(fā)時間停止時間尚在發(fā)展平行，產(chǎn)狀： ，階步指向：長：寬：深：斜列，產(chǎn)狀：

38、，階步指向：環(huán)圍，圓心位置： 雜亂無章 形成條件周圍礦山開采情況概述形成條件地質(zhì)環(huán)境要素災(zāi)害情況已有災(zāi)害損失潛在災(zāi)害預(yù)測毀房 間，阻斷交通 處， 傷亡 人裂縫發(fā)展預(yù)測潛在損失預(yù)測縫數(shù)增多 原有裂縫變大活動強度加大毀房 間，阻斷交通 處， 傷亡 人防治情況已采取的防治措施及效果今后防治建議平面示意圖（照片）編號填表說明：1、此表按每一裂縫區(qū)填寫一張。同一調(diào)查點（村、組、礦山等）有多個分離的裂縫區(qū)，應(yīng)分別填寫；2、每一裂縫區(qū)填寫代表性的單縫13條，有2條以上裂縫的，需填寫群縫（組合發(fā)育）特征；3、情況符合“”后面文字內(nèi)容的在“”中打“”；其他描述用文字填寫。調(diào)查人： 填表人： 審核人： 填表日期：

39、27DD附錄C （資料性）建筑物破壞調(diào)查表表C 建筑物破壞調(diào)查表項目名稱： 調(diào)查單位：名稱地理位置 縣（市、區(qū)） 鄉(xiāng) 村編號坐標X:Y:周圍煤礦開采情況概述地質(zhì)環(huán)境要素地下水建筑物破壞情況描述建筑物破壞情況示意圖（照片）編號調(diào)查人： 填表人： 審核人： 填表日期：EE附錄D （資料性）煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計書編制大綱煤礦地表沉陷區(qū)監(jiān)測技術(shù)設(shè)計書可按下列內(nèi)容編制：D.1 監(jiān)測的目的，意義，任務(wù)。D.2 技術(shù)設(shè)計依據(jù)。包括監(jiān)測的技術(shù)要求；執(zhí)行的主要技術(shù)標準和文件。D.3 監(jiān)測區(qū)概況。包括監(jiān)測區(qū)位置、范圍；監(jiān)測區(qū)地形地貌概況；監(jiān)測區(qū)地質(zhì)概況；測區(qū)內(nèi)煤礦開采情況、采空區(qū)分布。D.4 監(jiān)測項目，監(jiān)測

40、網(wǎng)（點）布置及相關(guān)圖件部署。包括監(jiān)測項目；監(jiān)測網(wǎng)（點）布設(shè)原則；監(jiān)測網(wǎng)（點）的布置，技術(shù)路線；投入人員，主要儀器設(shè)備；監(jiān)測網(wǎng)（點）工作部署圖。D.5 監(jiān)測方法及主要技術(shù)要求。D.6 項目實施工作安排計劃。包括人員安排，進度計劃等。D.7 質(zhì)量目標及控制措施。D.8 數(shù)據(jù)整理。D.9 成果資料檢查驗收。FF附錄E （資料性）GNSS控制點的標志、標石和造埋規(guī)格E.1 GNSS控制點的標志應(yīng)采用銅或不銹鋼等耐腐蝕的金屬材料制作，圓盤和根絡(luò)可用普通金屬材料，標志應(yīng)同時符合高程、平面測量的要求。E.2 GNSS控制點的標志、標石和造埋規(guī)格應(yīng)符合圖E-1至圖E-4的規(guī)定。圖E-1 GNSS控制點標志圖E

41、-2 普通地面標石埋設(shè)圖E-3 巖層墩標埋設(shè)圖E-4土層墩標埋設(shè)GG附錄F （資料性）地面三維激光掃描監(jiān)測手薄F.1 地面三維激光掃描每個掃描測站應(yīng)填寫掃描記錄，掃描記錄的內(nèi)容和格式見表F.1。F.2 標靶名稱應(yīng)根據(jù)掃描作業(yè)方式選填。表F.1 地面三維激光掃描監(jiān)測手薄項目名稱： 掃描日期： 天氣：掃描儀名稱掃描儀型號及編號掃描儀高度監(jiān)測站點名稱觀測點高度觀測點類型基準標靶編號標靶類型監(jiān)測標靶編號標靶類型干溫氣壓濕溫相鄰測站相鄰測站位置關(guān)系圖：掃描作業(yè)情況（相關(guān)參數(shù)，粗掃描，精掃描及掃描區(qū)域等）：影像采集情況（重疊度、數(shù)量及其他）：側(cè)占位置描述：標靶位置描述：測站與標靶位置示意圖：備注：掃描單位

42、： 作業(yè)員： 記錄員：HH附錄G （資料性）InSAR 調(diào)查技術(shù)方法G.1 根據(jù)InSAR技術(shù)算法的不同，主要可分為InSAR、D-InSAR、PS- InSAR、SBAS- InSAR和CR-InSAR等技術(shù)方法，其需要的SAR數(shù)據(jù)量、主要用途、精度和應(yīng)用條件可按表G.1的規(guī)定選擇。表G.1 InSAR技術(shù)方法方法最少SAR數(shù)據(jù)量（景）主要用途精度監(jiān)測應(yīng)用條件使用監(jiān)測地面沉降嚴重程度分級InSAR2獲取地表高程信息10m實現(xiàn)全天時、全天候的對地觀測，獲取SAR固態(tài)區(qū)域的地表高程信息（DEM）低D-InSAR2地面沉降13cm適用時間間隔短和天氣、季節(jié)接近，以免受到過多的時間去相干和大氣的影響

43、。主要適宜于沉降趨勢調(diào)查中等以上SBAS-InSAR8地面沉降1cm通過較多的SAR干涉組合，獲取地面陳建時間序列信息低高等PS-InSAR25地面沉降5mm適用于時間間隔場、天氣狀況差異大。一般要求25景影像。PS點要求城鎮(zhèn)地區(qū)平均有10點/km2;非城鎮(zhèn)地區(qū)有1點/km2?？梢垣@取PS點的形變時間序列，DEM改正值和所有SAR影像的大氣延遲量。低高等CR-InSAR2CR點相對形變2mm適用于植被覆蓋區(qū)域的形變監(jiān)測，需要按照預(yù)定的衛(wèi)星類型提前安置CR點，尤其可用于對地裂縫等空間突變?yōu)暮Φ谋O(jiān)測以及植被密集區(qū)域地面沉降監(jiān)測低高等G.2 SAR影像應(yīng)在工作時間范圍內(nèi)連續(xù)觀測并獲取設(shè)計匯總所需要數(shù)

44、量的影像，或接近數(shù)量的影像；應(yīng)選取同一類數(shù)據(jù)（形同波段、相同成像模式、相同極化方式、相同軌道、相同視角、相同多普勒中心頻率）進行干涉處理。G.3 選取數(shù)據(jù)時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計方案需要，利用SAR數(shù)據(jù)編程定制數(shù)據(jù)。定制數(shù)據(jù)應(yīng)首先考慮數(shù)據(jù)的波長、覆蓋范圍和分辨率以及現(xiàn)有存檔數(shù)據(jù)數(shù)量；其次考慮時間基線、空間基線和極化信息等參數(shù)，山區(qū)需要考慮傳感器視角。目前可用的SAR數(shù)據(jù)參見表G.2。表G.2 目前可使用的SAR星載數(shù)據(jù)表星載SAR系統(tǒng)ERS-1/2JERS-1RADARSAT-1/2ENVISATALOS/PALSARTerraSAR-XCOSMO/Skymed國家或機構(gòu)歐洲太空局日本加拿大歐洲太空局日

45、本德國意大利運行時間1）1991-2000年2）1995-2011年1992-1998年1）1995-2013年2）2007-至今2002-2012年2006-2011年2007年2007年軌道高度/km790568790800691514620波段/cmC波段（5.6）L波段（23.5）C波段（5.6）C波段（5.6）L波段（23.5）X波段（3.1）X波段（3.1）極化方式VVHHHHHH/VVHH/VVHH/VVHH/VV側(cè)視角/(°)233823-6515-458-50.820-5519.7-45.5軌道傾角/(°)98.4998.1698.698.5598.159

46、7.4497.85重復(fù)周期/天35442435461116地面分辨率/m25258-3025-1007-1001-161-100影響寬度/km1008050-500100-40530-35015-10015-200可否編程定制否否2號星可以否否可以可以備注-多側(cè)視角多側(cè)視多極化多側(cè)視多極化多側(cè)視多極化多側(cè)視多極化G.4 InSAR數(shù)據(jù)處理可參見圖H.1基本流程進行。G.5 InSAR獲取的地面形變信息應(yīng)進行InSAR成果之間的內(nèi)符合比較以及與其他測量結(jié)果的外符合比較。內(nèi)符合是采用覆蓋同一監(jiān)測區(qū)域，近似同一時間段的不同InSAR干涉對獲取的地面沉降信息進行較差統(tǒng)計；外符合是對InSAR監(jiān)測形變信

47、息與同一區(qū)域同一時段的其他測量技術(shù)（如水準、GNSS、地面三維激光掃描等）獲取的形變信息進行較差比較。圖G.2 SAR數(shù)據(jù)處理基本流程II附錄H （資料性）地表移動實測參數(shù)附表H.1 部分礦區(qū)地表移動實測系數(shù)礦區(qū)地質(zhì)、開采技術(shù)條件下沉系數(shù)水平移動系數(shù)主要影響角正切峰峰石炭二疊系，主要為砂巖、頁巖、砂質(zhì)頁巖、薄層灰?guī)r互層松散層厚030m，為砂質(zhì)粘土。上四層煤總后89m，傾角8°30°，采深90460m，走向長壁全部垮落法開采q=0.78（初采）q=0.88（厚煤層分層重復(fù)采動）q=0.94（近距煤層重復(fù)采動）b=0.25撫順新生代第三系，為油母頁巖、泥巖、頁巖。主采煤層平均厚

48、50m，傾角20°50°，采深350550m，采區(qū)走向長320m，傾斜長60100m，用傾斜分層上行V型長壁水砂充填法開采。充填材料為廢油母頁巖。b=0.314tan=1.2阜新晚侏羅系，以頁巖、砂質(zhì)頁巖、砂巖為主，緊固系數(shù)f=15。可采煤層總厚22m，傾角10°31°，采深50350m，用走向長壁全部垮落法、刀柱法、水砂充填法和條帶法開采走向長壁全陷法：q=0.8（50H0350m）q=0.66（H050m）刀柱采煤法 q=0.38水砂充填法 q=0.18冒落條帶法 q=0.12b=0.25（H100）b=0.18（H100）tan=1.2（H50m）

49、tan=1.7（50H100m）tan=2.6（100H300m）tan=2.743.6（360H550m）淮南二疊系，以頁巖、砂巖、砂質(zhì)頁巖為主，第四系厚18128m，中部、東部以粘土、亞粘土為主，西部以砂質(zhì)粘土、砂、泥灰?guī)r為主。傾斜、換傾斜煤層用傾斜分層人工假頂全部陷落法和單一長壁全部陷落法開采；急傾斜煤層用平板型掩護支架、偽傾斜柔性掩護支架、水平分層、倒臺階采煤法、全部陷落法管理頂板q=0.6+0.12lnn（不包括急傾斜煤層）n回采分層數(shù)b=0.25+0.0043a（15°a50°）tan=1.97-1.72aH0（不包括急傾斜煤層）雞西侏羅系，主要為砂巖、砂質(zhì)頁巖

50、、頁巖，堅固性系數(shù)f=310。第四系厚210m，煤層厚度0.72.4m，傾角3°24°，采深23456m，用走向長壁全部陷落法開采，少部分用長壁帶狀填充法開采全陷初采q=1.21-0.09lnH(32H365)全陷重采q=0.750.80b=0.250.30(200H400)b=0.200.25(80H200)b=0.150.20(40H80)tan=0.518+0.268lnH(35H365)陽泉石炭二疊系，主要為砂巖、砂質(zhì)頁巖，綜合平均堅固性系數(shù)f=7.6。可采煤厚總厚度約10m，傾角10°15°。主要地貌為山地，山勢陡峭，覆蓋層很薄。采深50450m，用走向長壁全部陷落法開采q=0.83（反坡、山地）q=0.70（正坡、平地）q1=1.1q（一次重采）q2=1.15q（二次重采）b=0.22tan=