检索结果-南通市图书馆

基于三维激光扫描的矿区建筑物变形监测与采动损害评估

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煤炭科学技术 2022年第4期50卷 213-222页

作者：王磊朱尚军蒋创江克贵郭庆彪安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 安徽省地质测绘技术院安徽合肥230000

针对传统测量方法提取矿区地表形变存在获取数据是离散、低密度,不能完整有效地对建筑物损坏等级进行评价等问题。拟提出基于三维激光扫描技术(3DLS)的矿区建筑物形变监测及采动损害评估方法研究。首先介绍了基于三维激光的建筑物变形... 详细信息

针对传统测量方法提取矿区地表形变存在获取数据是离散、低密度,不能完整有效地对建筑物损坏等级进行评价等问题。拟提出基于三维激光扫描技术(3DLS)的矿区建筑物形变监测及采动损害评估方法研究。首先介绍了基于三维激光的建筑物变形监测精度设计方法及建筑物采动损害评估方法。其次构建了基于量子粒子群(QPSO)的三维激光标靶球拟合方法,并进行了精度分析。随后对淮南某矿区地表建筑物进行了多时段实时观测,并对矿区开采沉陷盆地建筑物的特征点进行形变信息提取。最后依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设现压煤开采规程》对房屋的损坏等级进行了评价。结果表明:①QPSO算法应用于标靶球拟合具有一定的稳定性且其结果精度较高。②矿区地表建筑物的损坏等级与距开切眼的距离成正比,离开切眼越近,建筑物的损坏等级越高,同时其与工作面的掘进进度有关,随着工作面开采强度的提高,地表建筑物的损坏程度也随之提高。综上,应用三维激光扫描技术监测矿区地表建筑物的采动损害对矿区安全生产及评估有着指导性的意义,研究成果对附近矿区的地质环境灾害评估与防治具有重要的参考价值。

关键词：开采沉陷三维激光扫描技术量子粒子群算法采动损害形变提取安全评价

测线布设形态与测点缺失对采煤沉陷预计参数反演的影响

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煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 57-68页

作者：郭庆彪余庆郑美楠罗锦安徽理工大学空间信息与测绘工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001

【目的】准确的采煤沉陷预计参数是实现全周期绿色开采的重要基础依据,基于测线沉陷数据进行反演是获取上述参数的主要手段。【方法】为定量分析测线布设形态与测点缺失对采煤沉陷预计反演的影响,在基于黑猩猩优化算法构建概率积分模型... 详细信息

【目的】准确的采煤沉陷预计参数是实现全周期绿色开采的重要基础依据,基于测线沉陷数据进行反演是获取上述参数的主要手段。【方法】为定量分析测线布设形态与测点缺失对采煤沉陷预计反演的影响,在基于黑猩猩优化算法构建概率积分模型沉陷预计参数反演方法的基础上,结合数值模拟实验反演得到6种测线形态和3个不同位置(最大下沉区域、边界区域和拐点区域)测点缺失时的采煤沉陷预计参数,并揭示其对参数反演结果的影响机理。【结果和结论】结果表明:采用黑猩猩优化算法反演的参数精度较高,下沉系数q的中误差均不超过0.01,影响角正切值tanβ的中误差不超过0.04,开采影响传播角θ_(0)的中误差约为1.1,平均拐点偏移距s_(0)的中误差优于10 m。观测线形态改变对θ_(0)影响较小,但对q、tanβ和s_(0)影响较大,当观测线布设成非标准形态时,单纯依赖参数反演方法可能导致反演结果的失真。当工作面为非充分采动时,最大下沉区域测点缺失对tanβ和θ_(0)影响不大,但随着最大下沉区域缺失测点的增多,最大下沉信息含量逐渐减小,q和s_(0)会逐渐减小。边界区域测点缺失对参数反演影响较小,但会影响下沉盆地移动范围及边界角、移动角等角量参数的确定。拐点区域测点缺失占比不超过40%时,测点缺失对参数反演影响较小,但拐点区域测点缺失占比超过40%时,随着缺失测点的增多,曲线形态失去控制,q和s_(0)会逐渐减小,而tanβ逐渐增大。由于采煤沉陷预计参数间具有强相关性,在适应度函数准则为预测残差平方和最小的约束下,当测线形态改变或测点缺失时,可通过缩小参数寻优范围或插值方法削弱其对参数反演结果的影响。

关键词：开采沉陷参数反演概率积分模型观测线特征黑猩猩优化算法

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相似材料模型监测的光学图像法研究

中国矿业大学学报 2015年第1期44卷 176-182页

作者：朱晓峻郭广礼查剑锋郭庆彪中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏省资源环境信息工程重点实验室江苏徐州221116

针对传统相似材料模型观测方法中存在的监测装置昂贵、监测时间间隔长、工作量大等缺点,结合透镜投点、近景摄影测量以及图像识别技术,提出了一种用于模型变形监测的光学图像法.该方法利用透镜放大成像的原理将模型监测点微小位移放大... 详细信息

针对传统相似材料模型观测方法中存在的监测装置昂贵、监测时间间隔长、工作量大等缺点,结合透镜投点、近景摄影测量以及图像识别技术,提出了一种用于模型变形监测的光学图像法.该方法利用透镜放大成像的原理将模型监测点微小位移放大投影到屏幕上,通过相机获取不同时刻的投影图像,结合图像识别方法准确提取图像中控制点和投影点的中心坐标,再采用二维直接线性变换解算投影点的物方平面坐标,进而获取精确的模型变形值.结果表明:光学图像法测量模型点的位置精度为0.1mm左右,监测点的位移精度高于0.01mm,所测得的下沉与水平移动曲线均与实际情况一致.与其他模型监测方法相比,该方法具有监测时间间隔短、精度高的优点,可以获取小时间尺度下模型变形的细节特征,为全面研究动态沉陷规律提供了一种新的监测手段.

关键词：光学图像法相似材料模型动态变形监测直接线性变换

淮南矿区关闭矿井地表次生沉陷InSAR监测与规律分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1356-1366页

作者：郑美楠邓喀中郭庆彪赵若南秦锡鹏安徽理工大学矿山环境与灾害协同监测煤炭行业工程研究中心安徽淮南232001 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 乌拉尔国立矿业大学采矿工程学院俄罗斯叶卡捷琳堡620000

不同地质采矿条件下关闭矿井地表次生沉陷规律是国内外关注的问题之一,对此进行研究具有重要的理论和实用价值。淮南矿区地下潜水位高、第四系松散层厚、煤层开采多,监测分析淮南矿区关闭矿井地表次生沉陷规律具有典型性。基于160景Sent... 详细信息

不同地质采矿条件下关闭矿井地表次生沉陷规律是国内外关注的问题之一,对此进行研究具有重要的理论和实用价值。淮南矿区地下潜水位高、第四系松散层厚、煤层开采多,监测分析淮南矿区关闭矿井地表次生沉陷规律具有典型性。基于160景Sentinel-1A数据,利用永久散射体干涉法(persistent scatterers interferometry,PSI)和小基线集(small baseline subset,SBAS)技术分别获取了2016-01-14—2022-05-30淮南矿区关闭矿井地表次生沉陷。结果表明,新集三矿、李嘴孜-新庄孜-谢一矿关闭后地表上升,新庄孜矿最大上升速率为51.1 mm/a,而潘一矿因关闭时间晚(2018-09)受采空区残余形变影响地表仍表现为下沉。由PSI和SBAS同名点监测结果统计分析可知二者相关性为0.74,标准偏差为1.59 mm/a,证明了合成孔径雷达干涉结果的可靠性。通过时序形变分析,将淮南矿区关闭矿井地表次生沉陷规律归纳为下沉阶段—稳定阶段—上升阶段,但下沉、稳定和上升阶段并不一定随时间推移逐次发生。由地表上升起始时间及李嘴孜矿、新庄孜矿和谢一矿的位置关系可知,三矿之间可能存在水力联系,地下水先从新庄孜矿和谢一矿交界处开始回升,后流向东南和西北两侧。研究成果对完善关闭矿井地表沉陷规律、构建地表沉陷预测模型具有重要意义。

关键词：关闭矿井淮南矿区地表次生沉陷 InSAR

基于连续-离散介质耦合的密实充填开采地表沉陷预测模型

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中南大学学报（自然科学版） 2017年第9期48卷 2491-2497页

作者：郭庆彪郭广礼吕鑫张文馨覃双煜中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000 国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室江苏徐州221116

为构建固体密实充填开采地表沉陷预测模型,首先结合现场钻孔窥视及相似材料模拟分析固体密实充填开采的覆岩变形特征;随后采用Winkler和Vlazov两类弹性地基梁建立基本顶力学模型,得到基本顶弯曲下沉方程;将基本顶的弯曲下沉视为上覆岩... 详细信息

为构建固体密实充填开采地表沉陷预测模型,首先结合现场钻孔窥视及相似材料模拟分析固体密实充填开采的覆岩变形特征;随后采用Winkler和Vlazov两类弹性地基梁建立基本顶力学模型,得到基本顶弯曲下沉方程;将基本顶的弯曲下沉视为上覆岩层沉降的边界条件,基于离散介质运移规律推导出固体密实充填开采的地表沉陷预测模型。最后将预测模型应用于花园煤矿,得到的下沉量预测值与实测值基本吻合,证实了模型的准确性。

关键词：固体密实充填开采基本顶弹性地基梁地表沉陷预计

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山区谷底沉陷预测模型及其参数反演

岩土力学 2016年第5期37卷 1351-1356,1364页

作者：郭庆彪郭广礼吕鑫陈涛王金涛中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221008 滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000

我国西部地区地势复杂,沟壑纵横,地下开采极易导致边坡失稳,引发采动滑坡。在地下采动沉降与滑坡体挤压上升的叠加影响下,谷底区域地表沉降值明显小于类似地质采矿条件下的平原地区。为准确预测山区谷底区域地表沉降值,基于简支梁的弹... 详细信息

我国西部地区地势复杂,沟壑纵横,地下开采极易导致边坡失稳,引发采动滑坡。在地下采动沉降与滑坡体挤压上升的叠加影响下,谷底区域地表沉降值明显小于类似地质采矿条件下的平原地区。为准确预测山区谷底区域地表沉降值,基于简支梁的弹性变形理论,并借助概率密度函数建立了山区谷底区域地表沉陷预计修正模型,明确模型参数物理意义及其取值方法。依据修正模型,以实测值和预测值之差平方和最小为原则构建适应值函数,基于模拟退火粒子群算法提出新的模型参数反演方法,借助MATLAB语言编制了相应的参数反演程序。最后将研究成果应用于山西某矿,得到谷底区域预测结果中误差为73 mm,与实测值基本一致,取得了较好的工程实践效果。

关键词：采动滑坡修正模型模拟退火粒子群算法参数反演

煤矿老采空区上方高速公路建设安全性评价及其关键技术研究

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测绘学报 2019年第4期48卷 532-532页

作者：郭庆彪安徽理工大学测绘学院安徽淮南232001

随着我国高速公路网的加密,在煤矿老采空区上方的建设将日趋普遍。如何保障车辆的运行安全将是老采空区上方高速公路建设的关键问题。为此,本文综合采用现场调研、野外勘测、数值模拟、相似材料模拟及理论分析等多种技术手段,围绕着煤... 详细信息

随着我国高速公路网的加密,在煤矿老采空区上方的建设将日趋普遍。如何保障车辆的运行安全将是老采空区上方高速公路建设的关键问题。为此,本文综合采用现场调研、野外勘测、数值模拟、相似材料模拟及理论分析等多种技术手段,围绕着煤矿老采空区高速公路建设安全性评价及其关键技术展开研究,主要内容如下.

关键词：高速公路建设安全性评价老采空区技术煤矿相似材料模拟高速公路网运行安全

徐州市气溶胶光学厚度时空分布遥感监测与分析

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遥感信息 2016年第5期31卷 79-84页

作者：吕鑫郭庆彪徐建辉滁州学院地理信息与旅游学院安徽滁州239000 中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221008

针对大气污染事件的多发性和大气环境质量分布的时空复杂性,联合地基与卫星观测数据,对2013年7月~2015年5月期间淮海经济区的中心城市徐州市的气溶胶光学厚度的时空变化特性进行分析。分析结果表明：1）2014年徐州市气溶胶光学厚度存在... 详细信息

针对大气污染事件的多发性和大气环境质量分布的时空复杂性,联合地基与卫星观测数据,对2013年7月~2015年5月期间淮海经济区的中心城市徐州市的气溶胶光学厚度的时空变化特性进行分析。分析结果表明：1）2014年徐州市气溶胶光学厚度存在季节差异,月均值波动性显著,不同天气条件下气溶胶光学厚度日变化差异显著,体现在晴好天气稳定保持在低值范围,秸秆焚烧日随时间积累上升,雾霾发生时则整日呈高值。2）徐州市气溶胶光学厚度存在空间分布差异：西北部区域以及靠近市中心区域出现气溶胶光学厚度相对高值的月份较多,东南部区域则相对较低;且气溶胶光学厚度的空间分布存在较大范围的区域性特征。

关键词：大气环境气溶胶光学厚度时序分布空间分布徐州市

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关闭矿井地表抬升变形特征及其影响因素

煤田地质与勘探 2024年

作者：罗锦李英明郭庆彪赵光明安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学矿业工程学院安徽理工大学空间信息与测绘工程学院

【目的】关闭矿井地表残余变形持续时间长、演变过程复杂，可能出现抬升等非常规现象，从而影响关闭矿井开发再利用。【方法】为探究关闭矿井地表抬升变形机理、特征及影响因素，以安徽淮南某矿为例，利用数值模拟分析地下水位回升后地... 详细信息

【目的】关闭矿井地表残余变形持续时间长、演变过程复杂，可能出现抬升等非常规现象，从而影响关闭矿井开发再利用。【方法】为探究关闭矿井地表抬升变形机理、特征及影响因素，以安徽淮南某矿为例，利用数值模拟分析地下水位回升后地表抬升传导过程，研究采高、地下水位高度和垮落带岩体强度因素变化对地表抬升特征的定量影响。【结果和讨论】结果显示，地下水位回升导致采空区上方岩层孔隙水压力增大，水位从30 m回升至150 m时，采空区中央孔隙水压力从5.99×10～2 kPa增加至2.17×10～2 kPa，而采空区四周区域孔隙水压力减小。在采高临界值之内，随着采高增加，覆岩回弹值和地表抬升值均增大，深埋岩层回弹显著，地表抬升存在滞后效应，在渗流时间达4个月后地表才开始抬升。水位回升高度对覆岩回弹和地表抬升有直接影响，地下水位升高，覆岩整体呈现回弹趋势，但随水位升高，覆岩回弹趋势降低，水位回升高度超过146 m后地下水位引起的回弹效果将会减弱。垮落带弹性模量衰减会显著加剧地表抬升效应，且抬升值与衰减程度呈线性正相关，垮落带弹性模量未衰减时地表抬升值为86.4 mm，衰减程度增加至50%时，地表抬升值为160mm。研究成果明确了不同因素下地表抬升的变形特征及传导机制，为关闭矿井地下水回升引起地表抬升的进一步研究提供了重要参考。

关键词：关闭矿井水位回升地表抬升源动态机理流固耦合淮南矿区