无人机航测技术在矿山塌陷区治理中的应用研究_张泽亮.pdf
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1、202312技术应用与研究100Modern Chemical Research当代化工研究无人机航测技术在矿山塌陷区治理中的应用研究张泽亮(山西省长治经坊煤业有限公司 山西 047100)摘要:随着煤矿企业开采规模的扩大和开采范围的不断增加,煤矿企业范围内地表存在着一定数量且大面积的地表塌陷区需要治理。地表塌陷区对道路、桥梁、水渠等构筑物造成损害的同时,塌陷区上方的农田、果园也会因为地表裂缝导致无法灌溉,造成不同程度的减产;一些塌陷区中心还会存在积水区,积水淹没农作物会对农田、果园造成绝收等不可挽回的严重损失。为了更准确、及时、便捷地获得煤矿企业地表塌陷区实际情况,更好的服务于地表塌陷区土地
2、恢复治理。此次研究,明确了无人机航测在塌陷区恢复治理中的应用,通过对矿山范围内地表塌陷区、积水区、地裂缝等周期性观测,绘制地表塌陷区实景3D模型,通过分析数字化地表模型,为塌陷区的恢复治理提供数据支撑和理论依据。关键词:无人机航测;塌陷区恢复治理;三维模型中图分类号:TD 文献标识码:ADOI:10.20087/ki.1672-8114.2023.12.033Research on the Application of UAV Aerial Survey Technology in the Treatment of Mine Subsidence AreasZhang Zeliang(Shan
3、xi Changzhi Jingfang Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi,047100)Abstract:With the expansion of mining scale and the continuous increase of mining scope in coal mining enterprises,there are a certain num-ber and large area of surface subsidence areas that need to be treated within the scope of coal mining
4、enterprises.While surface subsidence areas cause damage to structures such as roads,bridges,and waterways,the farmland and orchards above the subsidence areas will also be unable to irri-gate due to surface cracks,resulting in varying degrees of yield reduction;In some collapsed areas,there may also
5、 be waterlogged areas in the center,which can cause irreparable and serious losses to farmland and orchards when crops are submerged by waterlogged water.In order to obtain the ac-tual situation of the surface subsidence area of coal mining enterprises more accurately,timely and conveniently,and bet
6、ter serve the land restoration treatment of the surface subsidence area.This study clarified the application of drone aerial surveys in the restoration and treatment of collapsed ar-eas.Through periodic observations of surface subsidence areas,waterlogging areas,and ground fissures within the mining
7、 area,a realistic 3D mod-el of the surface subsidence area was drawn.By analyzing the digital surface model,data support and theoretical basis were provided for the resto-ration and treatment of collapsed areas.Key words:drone aerial survey;restoration and management of collapsed areas;three-dimensi
8、onal model引言无人机航测是一种灵活、精准、高效、低成本的航空摄影测量手段。无人飞行器携带高清相机沿着特定路线对地面连续拍摄大量地表高清图片,并利用均匀分布在地面的像片控制点将高清图片按照测绘数据拼接,得到具有坐标系统的地表高清图片,结合外业调绘,可以绘制出区域地形图;同时,利用软件将正射影像和倾斜拍摄两种模式采集的全数字摄影测量数据建立三维模型,不但方便企业生产需要,也能指导采空区地表塌陷区恢复治理工作。本次研究是将无人机航测所获得的地形数据引入矿山塌陷区治理日常工作中,将本来复杂且繁琐的塌陷区测绘工作便利化,同时也能提高塌陷区测绘的准确性,航拍出的高清正射图像也能更准确的反应塌陷区
9、地表现状,为塌陷区治理提供可靠的数据支撑。1.塌陷区带来的危害煤矿企业在日常的生产过程中,煤层开采后会在采空区上方地表形成凹形的移动盆地,不可避免的会造成采空区地表的塌陷,塌陷的区域通常在无人的荒地、山地等,也有一些在低等级的道路、农田、水利设施等这些与百姓生产生活息息相关的区域。不同的采煤方法、开采深度、采煤厚度、地层结构等都会对地表造成不同程度的影响。塌陷区内还会形成较大的地面裂缝,有的裂缝两侧落差在0.5m以上,裂缝裂开1m以上,对地表造成较大的损害。例如,道路塌陷造成道路出现裂缝形成台阶,导致行人、车辆出行不畅;农田内形成的裂缝造成农田无法有效灌溉,导致农作物减产等。很多塌陷区的中心还
10、会形成积水区,积水区内的道路无法通行、农作物和果园等还会绝收,积水区对百姓生产生202312技术应用与研究101Modern Chemical Research当代化工研究活造成的损害更严重。根据土地复垦条例中“谁损毁,谁治理”的基本原则,塌陷区的土地恢复治理工作,一直被煤矿企业高度关注。针对不同环境、不同位置、不同程度的塌陷区制定合理的恢复治理方案,能够最大程度的补偿、减轻采空区塌陷区对地表生产生活造成的损害。图1 地表裂缝2.塌陷区测定的方法(1)地面调查。地面调查是在地表受采动影响的范围内,对地面构造物、建筑物、农作物等受损情况开展的现场实地调查。一般分为采动前、采动中、采动后三部分。在
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