基于M atlab的矿区地表移动与变形计算方法研究
矿区地表移动观测成果的自动化求解
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １—３ ５ ８ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ２ ９
矿 山 测 量
ＭＩ ＮＥ Ｓ ＵＲＶＥＹＩ ＮＧ
ＮＯ ． ２ Ａｐｒ ． ２ ０１ ３
算 和绘 图 两部分 。
１ ． １ 观 测 成 果 的 计 算
观 测数 据预 处 理 包 括 计 算 各 测 点 的 高 程 、 相 邻 两 测点 间 的水 平 距 离 、 各 测 点 到 观 测 线 控 制 点 的水 平距 离 和相 邻两 测点 在观 测 线方 向 的水 平距 离 。在 观 测数 据经 过 预 处 理 后 ， 根 据 所 求 得 的结 果 计 算 各
为 了方 便地 分 析 出地 表 移 动 变 形 情 况 ， 将 每 期
的变 形 曲线 图绘制 在不 同的同层 上 ， 以 下 是 建 立
Ｃ Ａ Ｄ图层 的方 法 ：
Ｉ ｆ ｌ ａ ｙ ｅ ｍａ ｍ ｅ ＝ ｍ ｙ Ｄ ｏ ｃ ． Ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ． Ｉ ｔ ｅ ｍ（ ｉ ） ．
矿 区地 表 移 动观 测 成 果 的 自动 化 求解
张姣 姣 ， 郑礼 权 ， 徐 良骥 ， 高 双
（ 安徽 理 工 大学测 绘 学 院 ， 安徽 淮 南
２ ３ ２ ０ ０ １ ）
摘要： 为提 高 实际 工作 中数 据 处理 及 图幅 绘 制 效 率 ， 文 中结合 矿 区 实测 数 据 ， 利用 Ｖ Ｂ 、 Ａ ｕ ｔ ｏ Ｃ Ａ Ｄ和
例 尺与 观测 站平 面 图一致 。
层” ，” 图层 １ ” ）
Ｉ ｆ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｎ ａ ｍｅ ＜ ＞ ”” Ｔｈ ｅ ｎ
地表移动变形计算公式
地表移动变形计算公式
地表移动变形计算涉及多个方面，包括下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形等。
以下是一些相关的计算公式：
最大下沉值：Wmax=Mqcosa，其中M为煤层厚度，q为下沉系数，α为煤层倾角。
最大倾斜值：Imax=Wmax/r，其中r为主要影响半径。
最大曲率值：Kmax=1.52*Wmax/r。
最大水平移动值：Umax=b*Wmax，其中b为水平移动系数。
最大水平变形值：εmax=1.52bWmax/r。
以上公式主要用于预计煤层开采后的地表移动和变形情况。
其中，Wmax、Imax、Kmax、Umax和εmax分别代表最大下沉值、最大倾斜值、最大曲率值、最大水平移动值和最大水平变形值。
M、q、α、r和b则是相关的计算参数，需要根据具体情况进行确定。
请注意，这些公式是基于一定的假设和简化的，实际应用中可能需要根据具体情况进行调整和修正。
此外，地表移动变形计算还需要考虑其他因素，如地质条件、开采方式、采深采厚比等，因此建议在专业人员的指导下进行。
煤层开采地表移动变形监测方法浅析
煤层开采地表移动变形监测方法浅析摘要：根据矿区实际情况，设计合理的变形监测网实施方案，对煤层开采地表移动和变形进行监测，将变形监测数据进行处理，求出下沉的影响范围及分析移动变形规律。
关键字：开采沉陷、地表移动、充分采动一、前言开采引起的地表移动过程，受多种地质采矿因素的影响，因此，开采深度、开采厚度、采煤方法及煤层产状等因素的不同，地表移动和破坏的形式也不同。
地下采矿对地表移动的影响主要有垂直方向的移动和变形（下沉、倾斜、曲率、扭曲），水平方向的移动变形（水平移动、拉伸与压缩变形）以及地表平面内的剪应变三类。
二、地表移动变形监测与数据分析的基本理论（一）监测方案1．观测站设计时必须具备以下资料:(1) 设站地区的井上对照图,以便确定观测地区井下开采和地面位置的关系.图的比例尺一般为1：1000或2：1000。
(2) 设站地区的地质和水文地址资料，包括：地形地质图、地质柱状图、煤层赋存条件、覆岩物理力学性质、水文条件等。
(3) 开采工作面设计资料，包括：巷道布设、采煤方法、顶板管理方法、开采厚度、工作面推进速度、回采时间及周围开采情况。
(4) 观测地区井上下测量资料，主要是；控制点、导线点和水准点的坐标。
(5) 矿区已有的开采沉陷资料，如：移动角、最大下沉角、充分采动角、松散层移动角及其他有关参数。
若矿区尚无自己的沉陷参数时，可选用地质采矿条件相似矿区的参数进行设计。
2．观测站的布设形式根据设站目的，合理地选择观测站的布设形式是十分重要的，目前我国矿区大多数采用剖面线状观测站，在研究地表非主断面上任何点的移动时才设成网状观测站。
剖面线状的地表移动观测站测线布设形状如图1：图1 观测站的布置形式示意图观测站一般由两条观测线组成，一条沿煤层走向方向，一条沿倾斜方向，它们互相垂直并相交。
观测线布设形式主要考虑如下问题：（1）开采工作面尺寸是否达到充分采动；（2）目前工作面是否开采，开采工作面推进速度，测线设置的测点位置在设置前不应采动；（3）根据设站目的确定观测线的长度和条数；（4）设站区地面地貌和地物情况；如图2：图2地面移动观测站示意图3．地表移动观测站的观测工作表移动观测站,无论是短期观测站还是长期观测站均观测观测线上各测点在时间和空间上的位置变化。
煤矿开采地表移动变形观测与分析
煤矿开采地表移动变形观测与分析李扬5刘威5鲁坤4（2陕西煤田地质勘查研究院有限公司，陕西西安710021；2.中煤航测遥感集团有限公司，陕西西安710169）摘 要：因开采导致的地表沉陷问题日益严重，对矿区地表村庄、道路和铁路等的安全运行都构成了严重的威胁。
为了最大程度保护煤炭开采区地表地物不受地表沉陷的损害，开展了地表移动变 形观测和规律分析。
结合彬长矿区某煤矿开采工作面的现场实地条件，对地表移动变形观测线的布 设、测量方法、观测数据处理、变形参数算法及移动变形规律等方面进行了详细的阐述和分析。
分析认为，地裂缝是最明显和易于发现的变形形式，坡度较大的地表移动具有向采空区和山坡下偏移的双 向性，且变形在冲积层层厚大，其下岩层层厚小。
深入、持续的进行观测，并总结归纳出煤矿实际的开采沉陷规律，可以为保障煤矿安全高效地进行“三下”采煤提供科学的依据。
关键词:地下开采；工作面；地表移动；变形观测 中图分类号:TD375文献标志码：B文章编号：1671-749X （2222）26-0266-250引言煤炭资源作为我国基础能源之一，在国家经济收稿日期：2227-25-36作者简介:李 扬（987—），男,陕西蒲城人,2712年毕业于西安科 技大学测绘工程专业，注册测绘师,工程师,现从事煤田地质测绘、工 程测量等测绘地理信息相关工作。
Obseavation and analysie of serface movementand deformation in ceai mining areaLI Yang 1 , LIN Wei 1 , LU Kun 7(1. Shaanxi Cooi Geology Iovestigatioo Research Institute Co.^Ld.3i ' a 710071 , China ；7, Chinn Cooi Aerini PhotogrnmmetTc ang Remote Sensing Co.^Ld.^Xn nn 710199 ,Chnn)Abstract :The surface suPsiUexce causef by coal mining is becoming more and more seOops,which poses a seOops threat tothe s/ety of surface viUa/es , roa/s and railways. In order to protect the surface structures and buildings of coat mining area from the Uama/e of surface suPsiUexce ； the surface move m eet and UeformaPop oPserratiop and law analysis were carrief opt. Combinef with the field conditiops of a coat mining face in Binchang mining area , the oPserraPop line layopt , measure- mext methoP , oPservaPon data processing , deformation parameter calchlaPon and movemext Ueformation law of surface move- mext and deformation are analyzef- The analysis shows that /ropnd fissure is the most oPviops and easy to find deformationform. The surface movemext with laraef slope has 01(:1X600/0 mi/raPon to /ob and hiUside,and the deformation is laraef in abuvium and smaller in befmeh. Thropph continuops observatiop ,the actu/i mining suPsiUexce law in coat mine is summa- rizef , which can provide a sciextific Oasis for exsuring the sbety and eUiciexcy of " three imder" coat mining.Key worat : u/dervrob/d mining ； working face ； surface movemext , deformabon obsemaPop和社会发展进程中长期占据着不可或缺、举足轻重 的地位。
煤层开采地表移动与变形规律研究分析
煤层开采地表移动与变形规律研究分析发布时间：2023-01-10T03:47:21.244Z 来源：《中国建设信息化》2022年第16期8月作者：李顺万[导读] 为了确保国家高铁建设和运营安全，同时也对提高煤炭资源回收率、增加可采储量李顺万斌郎煤矿，四川达州 635000摘要：为了确保国家高铁建设和运营安全，同时也对提高煤炭资源回收率、增加可采储量、延长矿井服务年限、合理留设保护煤柱提供科学依据，必须开展煤层采动影响下地表移动与变形规律研究分析。
关键词：煤层开采、地表移动与变形规律、保护煤柱、移动角值引言西(西安)渝(重庆)高铁是全国高速铁路客运通道“八纵八横”中“八纵”之一“包头至海口客运专线”的重要组成部分，高铁设计线路贯穿达州市境内，以南至北从斌郎煤矿井田边界以西约770m处通过，线路全长约660km，速度目标值350km/h，该线路是我国重要的南北向综合运输通道。
为确保铁路建设和运营安全，斌郎煤矿急需开展采动影响下地表移动与变形规律研究分析。
1研究目的获得真实的地表移动变形数据，为确保西渝高铁建设和运营安全提供基础数据；获得可靠的地表岩移参数：包括各种角值参数（移动角、边界角等）；为更好的指导“三下”压煤开采和保证生产接续提供技术依据。
2 矿井概况2.1斌郎煤矿基本情况斌郎煤矿允许开采外连、内连，开采标高为+450m～-200m，南北长7.0km，东西平均宽1.8km，面积13.7111km2。
矿井开拓方式为斜井开拓，分东西两翼开采，开采水平划分为+200m、±0 m、-200m三个开采水平。
2.2自然地貌斌郎煤矿位于川东褶皱带中山背斜北段，属构造剥蚀成因的中、低山地貌单元，地貌与构造形态基本吻合，主体山脉走向与中山背斜构造线展布方向基本一致，即呈北北东—南南西向展布，中山背斜轴部较高，两翼较低，整体地形特征表现为向背斜东、西两翼方向倾斜，次级岭谷相间的顺向斜坡，坡度东缓西陡，自然坡角一般10°～42°，局部略陡，达50°～60°，山脊一般标高600～700m，最低点一般标高200~300m。
地下开采引起的地表移动变形分析
1502017年/第一期/一月（上）地下开采引起的地表移动变形分析侯晓兵张艺霞（安阳工学院河南・安阳455000）摘要山东省莱芜市小官庄铁矿由于长期的地下开采，地下已经形成一定范围的采空区，引起了地表的下沉和变形，对地上一定范围内的构筑物及人的安全造成了影响。
为了有效地减少和防止灾害的发生，准确地预测出地下开采引起的地表沉降值和水平变形值，采用了双曲正切函数和随机介质理论进行了计算分析，并与实测沉降数据进行了对比，确定了适用于该地层的正确参数，为今后开采过程中及开采完成后，对地表的影响范围、沉降及水平变形的预测提供了可靠的保证。
关键词地下开挖双曲正切函数法随机介质理论地表移动变形中图分类号：TD325，TU457文献标识码：ADOI:10.16400/ki.kjdks.2017.01.069Analysis of Ground Movement and Deformation due to Underground MiningHOU Xiaobing,ZHANG Yixia(Anyang Institute of Technology,Anyang,Henan 455000)Abstract Duo to the long term underground mining,the underground of Xiaoguanzhuang Iron Mine in Laiwu City,Shandong Province has formed a certain range of goaf,which caused the surface subsidence and deformation and posed a threat to the surface building and people in a large area.In order to reduce and prevent any case of disaster with accurate data,the hyperbolic tangent function model and the stochastic medium theory are adopted to make statistical analysis of surface subsidence value and the level deformation pared with the field data,the correct parameters can be settled which provides a guarantee for the prediction of influence on range of subsidence and deformation during the process or in the aftermath of mining.Keywords underground mining;hyperbolic tangent function;stochastic medium theory;ground movement and deformation 0引言近几十年来，随着勘探技术的不断发展与进步，在全国范围内地下开采工程越来越多，其开采的技术与方法也越来成熟。
地表动态移动与变形规律研究
地表动态移动与变形规律研究
随着许多的大范围的机械的采煤,因矿上的采煤而到来的坏境和社会矛盾日益尖锐,对矿区附近居民的日常生活和生产活动带来巨大影响,随之而来的对居民补偿的也成为煤矿的巨大负担。
当地下煤炭资源被开采出之后,地下的岩体会因此产生一个空域,采空区的达到一定的大小时,地层运动扩散到表面,表面的运动和变化,造成建筑物倒塌或裂缝,对附近的居民在矿区生活环境造成严重威胁。
本文以青东煤矿726工作面为工程实例,叙述了矿山开采沉陷预计基本原理,介绍了基于概率积分法开采沉陷预计参数求取的方法,结合Blotzmann函数对概率积分法进行修正,求取了地表移动变形预计参数。
利用求取的最佳拟合预计参数,结合Knothe时间函数动态预计模型,确定时间影响参数c的取值范围,编写了开采沉陷动态可视化的文件。
利用MATLAB软件的数值处理和图形绘制功能,实现开采的可视化。
分析对应于不同的位置地表产生的移动与变形规律。
开采沉陷可视化包括主断面内地表移动与变形曲线图和下沉等值线图与全盆地地表移动的绘制两个部分,实现了开采过程中的动态的二维和三维可视化过程。
本文的研究成果对相似地质条件下的煤矿生产具有一定的指导意义。
矿区地表移动变形预计的基本理论和方法
矿区地表移动变形预计的基本理论和方法摘要: 本文从结合现有理论基础和实践经验，从各方面总结了矿区地表移动变形预计的基本理论和方法，重点介绍了概率积分法的基本原理和相关的预计公式。
概率积分法预计模型在我国开采沉陷的应用中是最普遍的，其预计精度较高，使用方便。
关键词：矿区地表移动变形预计;基本原理Abstract: this article from the theoretical basis and according to the practical experience, all in summarizes the surface deformation is expected to move in the basic theory and method, the paper focuses on the basic principle of probability integral method and the relevant formula is expected to. Probability integral method in our country mining subsidence prediction model of application is the most common, and its expected high accuracy, easy to use.Keywords: mining area is expected to surface movement deformation; Basic principle0 开采沉陷预计的基本概念对一个计划进行的开采，在开采进行以前，根据其地质采矿条件和选用的预计函数、参数，预先计算出受此开采影响的岩层和(或)地表的移动和变形的工作，称为开采沉陷预计，也称岩层和(或)地表移动预计(或计算)，简称“预计”[1]。
预计时用到的地质采矿条件有：煤层的法向开采厚度（采高）m，煤层倾角a，采空区下山边界、上山边界、走向主断面上的开采深度以及平均的开采深度、、、，采空区走向长、倾向斜长，顶板管理方法，上覆岩层的性质，工作面形状和工作面推进进度等。
矿井地表移动观测站设计及地表移动变形规律研究
由于 条件 限制 ， 且 为 了方 便 观 测和 设 站 ， 观测 线主 要沿 道路 、 田埂 和林 地 布 置 。 Ｉ、 Ⅱ采 区 的 观 测站联合布置， 观测线总长约 ４ ． ０ ｋ ｍ， 共有 １ ６ １ 个 工 作测 点 ， ４个 控 制 点 ， 观 测 实 践 中考 虑 到 上安 公 路 的重 要 性 ， 又加测了 ２ ０个 测 点 。主 要包 括 三 条 倾 向观测 线 ， 一条 半走 向 观测 线 。倾 向 Ｉ线 （ 点 号 ｚ ３ ５一 Ｚ ７ ４ ） ， 位于 １ ０ ３ （ １ ） 、 １ ０ ３ （ ２ ） 、 １ ０ ３ （ ３ ） 工 作 面 上方 ， 测 线长 ８ ０ ２ ｍ， 测 点 平均 间距 ２ ０ ｍ； 倾 向 Ⅱ线 （ 点号 Ｚ １ ５ ５一Ｇ ２ ０ ） ， 从１ １ ０ ３ （ １ ） 、 Ｉ １ ０ ３ （ ２ ） 工 作 面 上 方斜 穿 而过 ， 测线 长 １ ０ ２ ７ ｍ， 平 均间 距 ３ ３ ｍ； 倾 向Ⅲ 线（ 点号 Ｚ ８一Ｚ ３ ５ ） ， 位于 １ ０ ３—１ （ １ ） 、 １ ０ ３ （ ４） 工作 面上 方 ， 测线 长 ５ ４ ８ ｍ， 测 点平 均 间距 ２ １ ｍ； 走向 Ｉ 线（ 点号 Ｚ ９ ９一Ｚ １ ２ ８ ） ， 位于 １ １ ０ ３ （ １ ） 工作面上方 ， 测 线长 ５ ９ ４ ｍ， 平均 间距 ２ ０ ｍ。
ｌ ５ ６
２ ． ２地 表 移 动 变 形 观 测 概 况
瘫窃 ｌ 缝实ｌ 捌 下沉曲缱露
老公 营 子 煤 矿 Ｉ、 Ⅱ采 区 地 表 移 动 观 测 站从 地 表被 采 动 至 移 动稳 定 ， 进行 １ ２次 全 面 观 测 ， 为 求 得老 公营 子煤 矿综 采 地表 沉 陷 规 律 的研 究 和岩 移 参数 。 本次地表移动观测所用 的主 要仪器设备为 ： 菜卡 Ｔ ｓ ０ ６型 全 站仪 、 苏 一光 Ｄ Ｓ ０ ０ ５自动 安 平 水 准 仪 。全 面观 测按 四等 导 线测 量 的 精度 确 定 各 工作 测 点 的平面 坐 标 ， 水 准施 测 按 四 等 水 准 测 量 的精 度 要求进 行 。观 测 站 设 置 和 各 观 测 工 作 均 按 《 煤 矿 测量 手册 》 及观 测 站设 计布设 要 求进行 。 ３实 测资料 分 析 老 公营 子 煤 矿 具 有 覆 岩 软 、 第 四 系 松 散 层 较 厚 等特 点 ， 采 用长 壁综 采 一 次 采全 高 采 煤 法 ， 全 陷 法 管理 顶板 ， 推进速度快 ， 开 采 强度 大 ， 地 表 移 动 规 律和 两带 发 育高度 呈现 出新 的特 点 。 ３ ． １实测 地表 移 动 变形 的 计 算 及 变形 曲线 绘
第三节 地表移动和变形预计
内容
目的 方法
影响范围 最大变形、移动值及位置 主断面内地表移动和变形值 任意点（地表、岩体）变形和移动值 建筑物的破坏程度
应采取的相应措施 动态预计：某时的移动和变形 W、 i 、U、K、、t 静态预计：稳定后的移动和变形 W、i、U、K、 主要方法 静态预计
一、典型曲线法
o
x
（3）单元开采地表下沉盆地
整个开采范围分解成无穷多个无限小的开 采单元 单元开采下沉盆地的下沉曲线为正态分布 密度函数
（3）单元开采地表下沉盆地
2o 3
x
A
W e(x) A′
W(X) 1
X
We
x
x 2
1 e r2
r
H
H
ds
x
We
x
(xs)2
1 e r2 r
o
2
X-S A
X
3 s
We(x-s)
[ e x2 dx] [ e y2 dy]
e ( x y2 ) dxdy
ex2 dx
ex2 dx
0
2
W (x) W0 [ 2
2
0
r
x
e 2
d ]
W0 2
[
2
2
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2
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x
e 2
d ]
W0 2
W0 [ 2
2
0
e2 d 1
x
2 0
w0 [ 2
x
r e 2 d 1]
2 0
o
xA
x
W(x)
W (x) w0 [ 2
x
r e2 d 1]
2 0
地表移动与变形计算的样条函数法
地表移动与变形计算的样条函数法
乐永尧;丁晓利
【期刊名称】《浙江测绘》
【年(卷),期】1985(000)002
【摘要】一、引言众所周知，对岩层移动观测资料进行分析处理，计算每一特定地质采矿条件下移动盆地主断面上移动和变形分布是在矿山开发中一项极为重要的工作，进行此项工作的方法很多，在我国目前常用的有典型曲线法，指数函数法和概率积分法三种。
由于岩移问题的复杂性比如地质采矿条件的千变万化，所选用的数学模型的不合理性等原因，不能否认现有的移动和变形予计方法所得的予计值和实际值之间存在较大的差异。
【总页数】7页(P28-34)
【作者】乐永尧;丁晓利
【作者单位】浙江省建筑设计院勘测队;东北工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD325
【相关文献】
1.基于Matlab的矿区地表移动与变形计算方法研究 [J], 束立勇;连达军
2.井筒涌水引起的地表移动与变形计算 [J], 栾元重;赵会兴;韩李涛
3.浅谈地表移动变形计算方法及建(构)筑物下开采技术 [J], 肖纪永
4.近地表隧道开挖地表移动及变形计算 [J], 蔡跃军
5.整理地表移动观测资料的新方法—三次样条函数法 [J], 高延法
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中倾斜煤层开采地表移动变形规律研究——以潘北矿为例的开题报告
中倾斜煤层开采地表移动变形规律研究——以潘北矿为例的开题报告【题目】中倾斜煤层开采地表移动变形规律研究——以潘北矿为例【摘要】近年来，中国煤炭资源处于渐渐枯竭的状态，为了更有效率地利用煤炭资源，采取中倾斜煤层开采已逐渐成为普遍的开采方式。
然而，中倾斜煤层开采所带来的问题，包括地表移动变形等，亟待解决。
因此，本文旨在以潘北矿为例，研究中倾斜煤层开采地表移动变形规律，为相关行业提供帮助，并加深人们对该方法开采与地表移动变形规律之间的理解。
【研究意义】如上所述，中倾斜煤层开采所带来的问题亟需解决。
本文通过以潘北矿为例的研究，探讨中倾斜煤层开采地表移动变形规律，可以为相关行业提供具有参考价值的数据，指导煤炭资源的有效利用，并且加深人们对该方法开采与地表移动变形规律之间的理解。
同时，本文的研究成果还可以为其他类似煤层开采带来启发和帮助。
【研究内容】1. 中倾斜煤层开采原理与工艺流程的介绍。
2. 潘北矿地质情况、煤层厚度、倾角、顶底板性质的表述。
3. 建立采场的力学模型，分析地表移动的基本规律。
4. 基于监测和实测数据，研究地表移动的规律及其对地下水、地表水、建筑物安全等方面的影响。
5. 基于分析结果，提出中倾斜煤层开采的可持续发展建议。
【研究方法】本文将采用理论研究和数值模拟相结合的方法，建立采场的力学模型，并通过MATLAB等软件进行数值模拟计算，同时结合对潘北矿的实地监测和实测数据，研究地表移动规律及其对地下水、地表水、建筑物安全等方面的影响。
最终，提出可持续发展建议。
【预期成果】本文将从以下几个方面产生预期成果：1. 研究中倾斜煤层开采地表移动变形规律，寻找煤层开采与地表移动变形规律的关联。
2. 以潘北矿为例，探讨中倾斜煤层开采对地表移动变形的影响及其对地下水、地表水、建筑物安全等方面的影响。
3. 提出中倾斜煤层开采的可持续发展建议，为相关行业提供具有参考价值的数据。
煤层开采地表移动变形监测方法浅析
煤层开采地表移动变形监测方法浅析作者：史培翠来源：《科技创新导报》2019年第22期摘 ; 要：传统对因煤层开发而引起的地表移动监测的测量方法比较依靠人力，在室外进行操作其工作强度和工作量很大，而且因为局限性无法获得动态科学的监测数据。
近几年，随着科学技术的发展以及国家对地表移动测量技术和仪器的研究使其快速发展，目前在因煤层开采而引起地表移动普遍使用测量机器人和近景摄影测量技术。
且通过实践证明确实对测量提供极大的方便，而且数据准确可靠。
本文通过分析两种方法的优势，并在此基础上探索一种全新的监测新方法。
关键词：测量机器人 ;近景摄影测量 ;监测方法中图分类号：TD325 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文献标识码：A ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1674-098X（2019）08（a）-0016-021 ; 两种监测的方法的应用情况和对于观察点的选取1.1 测量机器人在运动变化监测里的运用测量机器人的驱动能源是由伺服马达提供，并且根据机载的部分控制操作让这个机器人能够自己认识目标、量取目标以及主动的识别并且观察数据。
测量机器人的测量的角度十分准确，他测量的角度精确度能够接近0. 5″。
而且在这个机器之上，对机器来进行一定的监测，从而了解到该机器的差分改正系数，从而满足温度、气压、大气折光这些环境的因素对测量远近、测量的角度观测值的实时差分进行一定的修改，可以增加观察的精确度。
和一些正常的全站仪测量的机器人相比较来说，有着自动的照准能力，可能会有着变形观察系统，而且可以根据GeoBasic来开始第二次的研究發明，所以测量的机器人能够被很多人进行大面积的使用。
现在TCA2003 已经可以用于小浪底大坝外围形状变化监测、电站的变形监测等监测工程中。
一些其他的工程的例子，即使具体的检查方式以及运用的所有检查程序的不一样，然而它大概得道理和使用方法差不多，都是根据TCA2003的自己去对照瞄准系统创造新的观察系统，自己得到监测点在不一样时期的具体位置。
利用位移场计算地下开采引起的地表变形
利用位移场计算地下开采引起的地表变形王鹏;石露;东龙宾【摘要】The horizontal deformation,incline and curvature of the ground are the important indexes for evaluating ground deformation and determining the limit of the ground movement. The deformation indexes of ground surface varies with direction, however the traditional section method which calculates deformation indexes along strike of section,is not only possible to un-derestimate the surface deformation,but also difficult to get the contour map of the ground deformation. The ground is discrete to structural grid firstly;then,the horizontal deformation matrix,incline vector as well as curvature vector of each node in grid can be calculated according to the displacement information of neighbor nodes based on least square method;finally,the de-formation fields of the whole ground can be obtained by shape function interpolation to the nodes. Examples show that this method can obtain the maximum deformation value and its direction of each ground point,and form the deformation contour map conveniently. It follows that the method overcomes the shortcoming of the section method,and provides a reasonable and effec-tive means for evaluation of the surface movement caused by underground mining.%地表的水平变形、倾斜和曲率是评价场地变形情况和划分移动界限的重要指标。
矿山开采地表位移场的大变形分析
矿山开采地表位移场的大变形分析
姜岩;于胜文;李晓基
【期刊名称】《矿业研究与开发》
【年(卷),期】1998(18)3
【摘要】将非线性连续介质力学的有限变形几何学应用到矿山开采地表位移场的变形分析中，从理论上阐明了有限变形几何学能精确地描述地表变形的实际情况。
【总页数】3页(P1-3)
【关键词】矿山开采;地表位移场;大变形;有限变形几何学
【作者】姜岩;于胜文;李晓基
【作者单位】山东矿业学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD325.2
【相关文献】
1.利用位移场计算地下开采引起的地表变形 [J], 王鹏;石露;东龙宾
2.大采深条带开采地表移动变形分析 [J], 王海涛;张应
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4.地表位移场的有限变形分析 [J], 姜岩
5.开采沉陷位移场的有限变形分析 [J], 崔希民;陈至达
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基于M atlab的矿区地表移动与变形计算方法研究摘要:运用开采沉陷理论、概率积分法、Knothe时间函数和坐标转换理论,基于M atlab编程语言对煤矿采空区地表移动变形值计算方法进行了探讨,主要得到了以下几个方面的成果:采空区上方地表移动与变形计算;预计时刻地表下沉与变形动态值预计;地表下沉等值面图和三维可视化效果图的自动绘制;采空区上方地表任意方向下沉与变形剖面图绘制;地表移动变形分布规律分析。
本文的程序运行成果与矿区数字地形图一起作为G IS的输入数据进行矿区地表历史DEM的反演,对生产矿井开采技术可行性分析、地下保护煤柱设计以及矿区生态环境损害评价分析将起到至关重要的作用。
关键词:概率积分法;Kno the时间函数;坐标转换;矿区历史DEM反演中图分类号:TD325.+2文献标识码:A文章编号:10052798(2007)09 000104Study on CalculatingMethod forSurfaceMovement and Deformation Based onMatlabM ining AreaSHU L i yong1,L IAN D a jun1,2(1.ChinaM ining Univer sity,School of E nvironm ent and Survey D raw ing,X uzhou221008,China;2.D ep t.of Urban and Environm en t,USTS,Suzhou215011,China)Abstrac t:A cco rding to re lated theories of m ining subsidence,probab ility-integra lm e thod, Knothe tim e function and coordinate transformation,ca lcu la ting m ethods for surfacem ovem ent and defo rma tion in ined-ou t area in coa lm ine were analyzed based on the programm ing languag e o fM atlab,and the results in severa l respec tsw ere show ed as fo llow s:the ca lcu lation of upper su rfacem ovem ent andd istortion in ined-out a rea;expected for surface subs idence and de form ation va lues of dynam ic tim e;isosurface graph and three-d-im ension v isua liza tion effec t chart draw ing;cutaw ay v iew draw ing fo r upper surface subsidence and deforma tion in random directions inined-ou t area;ana ly sis of d istr ibution law o f surfacem ovem en t and deform ation.Programm ing resu lts as w ell as d ig ita l terrain m ap ofm ine area w ere inpu tted to GIS for h isto ry DEM inversion o f surface in m in ing area,which is v ita l to the feas ibility analysis of m in ingtechno logy as we ll as protec tive coal p illar design under buildings and eva luation on eco-env ironm ent dam age.K eywords:probab ility integral me thod;Knothe tim e func tion;coord inate transfo rm ation;history DEM inversion in m in ing area地下煤炭开采将引起煤层上下及周围岩体的应力变化、位移乃至变形,随着回采面积的扩大,这种影响将波及其范围内的上下煤层、井巷、隔水层,地表设施、水系以及采区地表周围生态环境都会受到不同程度的影响和破坏。
在进行开采措施技术可行性分析、地下保护煤柱设计以及矿区生态环境损害评价之前都要进行地表移动与变形计算,目前许多学者都进行了基于不同开发平台的移动变形预计程序的开发设计,并取得了丰富的成果资料;在以矿区地表移动变形反演矿区历史DEM时,因为大量内插样本点导致的繁重计算量将延长程序的运行时间。
鉴于Ma tlab是一种交互式、面向对象的程序设计语言,在矩阵计算、数值分析、动态分析、绘图等方面的强大功能,本文将探讨基于M atlab的矿区地表移动变形计算方法以解决上述问题。
1基本理论本文进行地表移动变形计算的目的是为了反演煤矿区历史DEM,计算的数据来源于研究区数字地形图,按照概率积分法和时间函数等方法进行地表移动与变形的静态值计算和动态预计,计算中将会使用概率积分预计法、时间函数动态预计理论和坐标转换理论。
1.1概率积分预计理论概率积分法基于随机介质理论和叠加原理进行1试验研究总第95期地表下沉和变形计算,适用于观测资料不足、任意形状工作面以及地表任意点的开采沉陷预计,若以m0、s0、q0分别表示工作面几何尺寸,则地表任意点A(X,Y)的下沉值W(X,Y)为:W(X,Y)=m0-m0s0-s0q0-q01r2e-r2[(X-s)2+(Y-q)2]dqdsdm(1)1.2Knothe时间函数地下开采影响到地表后,继续扩大开采范围时,地表下沉盆地的范围和下沉值将持续增加;当开采面积达到临界尺寸时,盆地中央达到最大下沉值,但移动盆地范围仍将扩大。
因此,可以假定地表点A (X,Y)的下沉速率正比于该点最终下沉值W(X,Y)与时刻t的对应下沉值W(X,Y,t)之差,即:dW(X,Y,t)dt=c[W(X,Y)-W(X,Y,t)](2)对上式进行积分,并考虑到t=0时,W(X,Y,0)=0,可以得到公式(3):W(X,Y,t)=W(X,Y)(1-e-ct)(3)公式中c是一个与上覆岩层力学性质有关的参数,称为下沉的时间因素影响系数。
函数(t)= 1-e-c t就是时间函数的数学表达式,称为Knothe时间函数。
1.3坐标转换理论为方便按照公式(1)~(3)进行预计点下沉值计算,应将从地形图提取的预计点坐标转化为预计坐标系,下沉值计算结束后还应该转化为地图坐标系(即高斯坐标系),以建立矿区历史DEM。
图1中x oy为地图坐标系,XOY为预计坐标系,预计坐标系原点O在地图坐标系中的坐标为(x0,y0),X轴在地图坐标系中的方位角为。
设已知点P的预计坐标为(X,Y),则可按公式(4)将其换算为地图坐标(x, y)。
x=x0+X cos-Ysiny=y0+X sin+Ycos(4)如已知P点的测量坐标(x,y),则可按下式将其换算为预计坐标(X,Y)。
X=(x-x0)cos+(y-y0)sinY=-(x-x0)sin+(y-y0)cos(5)2算法设计2.1基于概率积分法和Kno the时间函数的地表下沉值计算方法进行下沉计算之前应首先确定坐标系原点和各预计点的坐标。
对于近水平煤层,预计坐标系原点位于工作面西南角正上方地表;而对于缓倾斜煤层,预计坐标原点应位于开采边界走向正上方,工作面推进方向为预计坐标的X轴。
预计点间距按表1确定。
图1坐标变换表1按采深确定的离散预计点间距采深H/m<5050~100100~200200~300>300点间距/m510152025然后以采区为单位,按以下步骤计算采动过程中或采动影响静止后地表的移动与变形值:1)各离散点的移动与变形值预计。
先将离散点坐标换算为工作面i的预计坐标,根据各工作面的推进方向长度l(i)和工作面的宽度L(i)逐点进行判断:(1)若x[-r,l(i)+r],且y[-r1,m(i)+ L(i)+r],按工作面i的参数进行预计得下沉值W(i);判断该工作面是否重复开采,若是,按底分层参数进行同一点预计,得下沉值W(i),使W(i)=W(i)+W(i)。
(2)继续判断:将同一离散点的坐标换算为下一个工作面的预计坐标,若x[-r,l(i+1)+r],且y[-r1,m(i+1)+L(i+1)+r],按工作面i+1的参数预计得下沉值W(i+1),使W(i)=W(i)+W(i+1);否则,判断下一离散点。
2)计算地表点A处沿指定的方向上的移动和变形值为从x轴的正向逆时针计算到指定方向的角值。
A(X,Y)点沿方向的倾斜i(X,Y,)为下沉W(X,Y)在方向上单位距离的变化率,在数学上即为方向上的方向导数,且有:i(x,y,)=1W0[i(x)W(y)cos+W(x)i(y)sin](6)同理可得曲率、水平移动和水平变形等变形值,此处不再赘述。
3)按公式(4)进行坐标转换,将预计坐标转化为地图坐标。
2.2利用M atlab进行程序设计的流程利用Ma tlab进行程序设计的流程见图2。
为了使用户只需简单输入已知参数就可以得到所需要的22007年9月束立勇等:基于M atlab的矿区地表移动与变形计算方法研究第16卷第9期矿区地表移动变形计算结果,利用M atlab进行程序设计时应首先设计输入对话框。
图2程序设计流程2.2.1输入对话框和控件设计应用M atlab中的f igure程序直接设计输入对话框和控件,建立完全的图形用户界面来获取用户的输入数据,如图3(a)。
在进行figure程序设计的时候通过m ax、m in、fontsize、string等来设定输入的数据类型、初始值、最大最小值等,从而保证输入数据的可用性,避免程序运行过程中发生未知错误。
图3数据输入窗口设计先划定要预计的采区,采区内又是按工作面开采的,每个工作面在程序设计时,首先接收用户从对话框中输入的数据,按上面的公式计算工作面走向长度、倾向长度、最大下沉值W0、最大倾斜值r0、最大曲率值K0、最大水平移动值u0、最大水平变形值0、地表任意点的静态下沉值,并将计算数据输出。