发布时间：2023-03-23 15:13:21
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的煤矿测绘论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
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【关键词】 水害 煤矿 防治 事故 透水
水害是仅次于瓦斯爆炸的煤矿重大灾害，在煤矿重、特大事故中所占比重较大。它不仅造成人员伤亡、财产损失、煤炭开采成本增加、机电设备和管材等使用年限缩短，还会恶化生产作业环境。受地质条件和煤矿开采历史等因素的影响，我国煤矿受水威胁的面积、类型及严重程度，都是世界少有的。随着大量小煤矿关闭和煤矿采深增加形成积水的增多，煤矿面临的水文地质条件越来越复杂。煤矿水害成为关系到煤矿安全和全国安全生产大局的重要影响因素，给人民生活和国家财产造成了严重损失。
1 煤矿透水事故多发原因分析
（1）矿井水文地质条件极为复杂。一些煤矿水文基础资料不清，图纸测绘不及时、不准确，老空区、采空区范围不准，积水区域不明。一些关闭的小煤矿要么没有留下任何水文地质资料，要么留下的资料与井下实际不符，这些都给周边的大矿留下了隐患。
（2）煤矿设计先天不足，防治水工程、设施不符合规范要求。部分煤矿井下水仓、水泵、排水管路、供电系统不健全，配备标准低，不符合规程要求。有的煤矿甚至用探煤钻代替探水钻进行探、放水。大部分小煤矿和县（市）级地区没有应急预案，没有配备相应的应急救援排水设备，更没有进行应急救援演练，一旦发生水害事故，只能束手无策，等待他援。
（3）违章作业、越层越界开采、破坏防隔水煤柱等现象严重，不仅捅漏了原有的老空水，同时也制造了新的积水隐患，加大了防范突水事故的难度。
（4）企业对水害的严重危害认识不足，防治水意识淡薄，基础工作薄弱，监督管理不到位，很多工作流于形式。大多数小煤矿没有建立水害防治规章制度，“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的水害防治“十六字原则”和“防、堵、疏、排、截”5项水害综合治理措施流于空谈。一些地区多年未发生重大水害事故，导致水害防治工作思想麻痹、认识不高。
（5）煤矿地质、水文地质、测量等专业人才严重匮乏。水灾事故如果做好预防工作，很多都是可以避免的。但由于煤矿水文地质专业人才培养数量少，而且毕业后也不愿意到煤矿工作，造成了煤矿现场能有效识别煤矿水害预兆的人员越来越少。
（6）治理成本增加。随着煤矿开采年限的增加和开采深度的加大，吨煤排水费占公司吨煤成本的比重不断加大，企业承受能力接近极限。在煤炭经营形势困难的情况下，无疑加大了防治水工作的难度。
（7）目前防治水技术还不能准确做到水害预报，近年来频繁发生的自然灾害，更是增添了防治水工作的变数，突发性水灾事故令企业猝不及防。
2 矿井水害来源
矿井水害按照水的来源不同，分为三类：
（1）地表水。针对地表水，要做好气象观测，掌握本区域雨量变化情况；做好地表水观测，掌握雨季和暴雨后的水位变化情况；做好地表观测，掌握煤层开采后地表变形及裂缝情况，防止地表水灌入井下。
（2）采空区、老窑积水。采空区和老窑积水不仅包括本开采层位的采空区、老窑积水，同时也包括上部煤层采空区积水。同一煤层中的采空区积水，必须留设防水煤柱。采空区积水的预防是煤矿防治水的重中之重，这主要是因为采空区积水范围、积水量、水头高度不清楚；已有突水预兆的情况下，易心存侥幸心理；要到突发事故手足无措，避险能力和意识差，易造成人员伤亡。
（3）地下含水层水。矿井应当做好充水条件分析预报和水害评价预报工作，加强探放水工作。
3 矿井发生透水事故的预兆
（1）煤壁“挂汗”。由于压力水渗过微细裂隙后，凝聚于岩石和煤层表面后结成若干水珠的现象叫“挂汗”。但井下空气中的水分遇到低温煤体有时也会聚集成水珠，这是“假汗”。区别“真汗”与“假汗”的方法是：仔细观察新暴露的煤壁面上是否潮湿，若潮湿则是“真汗”，即透水预兆。
（2）出现臭味。由于老空区水中硫化氢有害气体浓度增加，所以，老空区水渗出后一般可闻到臭鸡蛋味。
（3）煤壁“挂红”。由于矿井水中含有铁的氧化物，在它通过煤岩裂隙而渗到采掘工作面的煤岩表面时，会呈现出暗红色的水锈，这种现象叫“挂红”。
（4）出现雾气。当采掘工作面或巷道内空气温度较高时，从煤壁渗出的积水，由于蒸发而形成雾气。
（5）“嘶嘶”水叫。由于含水层或积水区内的高压水向煤岩裂隙强烈挤压，与四壁摩擦会发出“嘶嘶”水叫声，这表明采掘工作面距积水区或其他水源已经接近了，即将发生透水。
（6）矿压加大。由于顶板受承压水的影响，造成顶板压力加大，往往发生冒顶、片帮事故。
（7）空气变冷。采掘工作面接近积水时，空气温度会骤然降低，煤壁发凉，人一进去就有凉爽、阴凉的感觉，时间越长就越明显。
（8）底板鼓起。由于承压水（或积水区）作用，使巷道或采掘工作面的底板出现鼓起现象。
（9）水色发浑。由于断层水和冲积层水常出现淤泥、砂，使水变混浊，多呈黄色。
（10）淋水增加。由于顶板裂隙增多、增大，积水渗透到顶板上，使顶板淋水增加。
4 矿井水害防治建议
（1）充分认识煤矿水害危害的严重性，成立水害隐患治理领导小组，加强煤矿水害防治工作的监管监察。
（2）学习借鉴先进单位的经验，完善煤矿水害防治工作机制，严格落实煤矿水害各项措施。
（3）加强矿井防治水机制及技术体系建设，提高煤矿水害防治工作水平。落实地质、防治水预报制度。采取以月报为主，结合年报、季报、临时预报的方法，做好地质及水害预报工作。
【关键词】资源整合；煤矿；安全管理；浅析
1 前言
山西煤炭资源整合是践行科学发展观、贯彻实施国家煤炭产业政策的重大战略举措，对于优化煤炭产业结构，实现产业升级，意义重大。通过煤矿资源的整合和有效的企业兼并重组，坚持以大型煤炭企业为主体推进煤炭资源整合工作，充分发挥大型煤炭企业的资源、资本、人才和管理优势，提高煤矿的技术装备水平、机械化开采能力和煤矿安全管理水平，促进煤炭产业的可持续发展。
但在资源整合兼并重组结束，矿井进入建设期，安全管理工作存在的问题更加凸显出来。那么，应该如何实现矿井建设期间安全管理目标，应对建设过程中安全管理工作出现的新矛盾，新问题，确保煤矿安全、有序、健康发展呢？
（1）必须切实做好被兼并煤矿矿委领导班子留用人员、外雇人员的安置和沟通融合工作。能否妥善解决好人员安置问题，直接关系到企业重组工作的成败，关系到企业能否顺利开工建设。因此企业和企业主体要从切实维护职工合法权益的高度出发，按照有关政策处理好兼并与被兼并职工劳动关系的接续、变更和社会保障工作。加强沟通―磨合―融合，让他们尽快适应新的环境，顺利开展各项工作，为矿井建设铺展一条坦途。
（2）加快企业文化融合，实现企业和谐发展。兼并的煤矿企业不同程度地存在产能分散，技术装备相对落后，发展后劲不足；部分被兼并过来的煤矿企业管理制度不健全，管理人员素质较低，经营不善等问题。随着兼并重组各项工作的不断向前推进，兼并企业的规模和业务迅速扩大，兼并主体和企业必须通过管理创新、温情感化等各种渠道，把自身先进的管理模式、企业文化、技术、管理、安全生产等先进的理念逐步移植到被兼并企业中去，全面提升企业凝聚力、向心力，实现和谐发展、安全发展之目的。
（3）施工单位管理队伍素质参差不齐、施工人员流动性大，文化水平低，安全技能薄弱，安全管理难度大，给安全管理带来诸多困难。要从根本上解决这一困扰兼并重组建设矿井的顽疾，企业决策者必须具有前瞻性，要着眼于安全工作的长期性、反复性，从抓好安全教育和培训工作上寻找素质提升的突破口。任何一个具有发展实力和前景的企业都离不开一支训练有素的职工队伍，而提高职工整体素质的必由之路就是合理有效的教育和培训。安全技术培训要本着适合、实用、通俗易懂的原则，将安全培训纳入制度化、规范化管理轨道。搞好岗前培训、班前培训、现场培训、班后培训和重点人员、关键岗位、特殊工种培训，实现培训工作“自上而下全员化，分层分类个性化、形式灵活多样化”，以突出职工安全意识、操作技能、行为养成培养为重点。通过培训，不仅要使职工提高安全意识，掌握应知应会知识，而且能够融会贯通，在工作中加以运用。
（4）安全投入不足或不愿投入是制约建设矿井安全发展的瓶颈。
1）设备投入不足
因生产设备不足、生产设备更新缓慢，造成设备事故率增多。有的设备发生故障后因前期投入少，缺乏备件，不得不带病运行，甚至停工等待，严重的还会造成重大机电事故、瓦斯事故。
2）安全设施投入不足
安全设施是保障煤矿安全运行的必要装备，但由于施工项目部安全投入意识薄弱，能省则省，诸如一些必备的监护设备、检测设备、供电安全保护等等，在安全设施上“偷工减料”。、导致矿井事故率增加，防灾抗灾能力下降。
3）支护材料以次充好、弄虚作假
施工单位为了追求更大的经济利益，把工程质量这一百年大计抛之脑后，不按设计施工，在监督失控的时段，弄虚作假，偷工减料。在支护过程中有意遮掩不合格品，蒙混过关。
针对上述问题，建设单位必须严格施工质量监督管理，认真落实安全责任制，从严考核，实施“质量保安”战略，提高安全质量标准化水平。监理单位切实做好旁站监理作用，使工程质量始终处于掌控之中。从近期发生的一系列煤矿安全事故分析，无一不是管理不到位，安全质量差、责任不落实造成的。所以，打破安全投入不足或不愿投入这一瓶颈，就必须树立安全意识、责任意识、质量意识。
（5）基础资料缺失、不真实是资源整合矿井必须面对的重要课题。由于历史原因，资源整合矿井在基础管理上往往欠账较多。采掘布置混乱，越层、越界现象普遍，井巷布置在空间上凌乱，多数巷道因冒顶、水淹、通风等原因无法测绘；采空区积水情况不清；周边矿井相互沟通，采掘范围不清；缺少应有的防水煤柱；防治水基础图件、基础台账、基础工作几乎为零；前期勘探工作不足，矿区水文地质资料欠缺。因此接管后企业面临较多的棘手问题，其中地质资料的缺失是最大的问题，直接影响着今后煤矿的安全生产。解决途径有以下几方面：
1）广泛发动，诚恳邀请被兼并煤矿原有工程技术人员，尽可能详细掌握矿井历史沿革的资料。
2）积极沟通协商到当地各级煤炭主管部门收集、询问第一手资料，及时上图补充完善，为以后正确指导施工、防止误透老巷及透水事故提供技术依据。
3）要用审慎的态度接收、分析、评价获取的地质资料，谨慎地进行验证、使用，才能相对准确的掌握现状。
4）加强现场管理，及时掌握开掘一手资料，杜绝事故发生。
加强防治水现场管理。实行“预测预报，有疑必探，先探后掘，先治后采 ，在掘进时必须做到“物探、钻探相结合”，认真做好井下探放水工作，并从衔接安排部署入手，把探放水工作纳入到正规的矿井建设秩序中进行规范管理。
加强“一通三防”现场管理。制定瓦斯红线管理，严格瓦斯检查工跟班管理，现场交接班管理，保证用风地点通风正常，安全施工。提高井下监测系统灵敏度，对井下所有监测监控仪器定期进行校验更新，根据需要加以调节风量，保证工作面风量满足要求。在生产布局上，优先考虑通风系统，做到系统简单，灵敏可靠。
加强现场安全监督管理。通过查隐患、堵漏洞、抓管理、强素质等系列措施，严格落实“双带班制度”，确实发挥一线各级安全管理人员和安全监督员的作用，为安全生产筑起一道牢固的安全大堤。
关键词：无人机航摄系统；煤田普查；1:2000地形图测绘
中途分类号：P217参考文献：A
一、引言
煤田普查即发现煤田和概略评价煤炭资源的地质工作，一般是在区域地质调查或煤田预测的基础上进行的煤田地质工作。近年来，随着国家能源战略的加速推进，煤田地质工程越来越呈现出范围广、地形复杂、工期紧的特点，对测绘也提出了更高的要求。
传统的人工测量模式存在作业周期长、人力投入大、成本高等问题，甚至会出现困难地区无法施测，无法满足高难度、快节奏测量生产的需要。因此，借助新技术、新工艺来满足煤田普查项目任务重、时间短、质量高的需要显得极为迫切。
现有的卫星遥感技术虽然能够获取大区域的空间地理信息，但受回归周期、轨道高度、气象等因素的影响，遥感数据分辨率和时相难以保证。常规航空摄影技术因受空域协调、起降场地选取、天气等因素的影响较大，缺乏机动快速能力，同时成本较高，灵活及精细度不足，无法及时有效地满足小范围高分辨率数据快速获取。而作为传统航空摄影测量补充手段的低空无人机摄影技术，凭借其自身机动灵活、快速高效、困难地区探测的航片获取技术，以及精准的后处理技术，大大降低了作业成本和生产周期[2-3]，在“短、平、快”的测绘项目中具有明显优势。
论文依托甘肃煤田地质局委托项目，甘肃煤田地质局综合普查队于2012年对甘肃省景泰县某煤矿测绘1：2000数字化地形图，测区面积约30km2。
二、无人机系统简介
低空无人(unmanned aerial vehicle，UAV)机航摄系统[4]是一种集无人驾驶飞行器、遥感及GPS导航定位等技术于一体建立起来的高机动性、低成本和小型化、专用化的遥感系统。
无人机航摄系统主要包括无人机飞行平台、飞行控制系统和非量测型面阵CCD数码相机，以及地面站、远程无线装置、地面数据处理系统等辅助设施。
无人机飞行平台
无人机飞行平台主要包含固定翼无人机、旋翼轻型无人机和无人飞艇。由于固定翼无人机具有低成本，可实现低速平稳飞行等优点，本研究采用固定翼无人机平台，该平台主要参数见表1。
表1 无人机飞行平台主要参数
飞行控制系统
飞行控制系统用行控制及任务设备管理，自由驾驶仪、姿态陀螺、GPS定位装置、无线遥控系统组成，可实现飞行姿态、航高、速度、航向的控制及各个参数的传输，以便地面人员实时掌控飞行情况。本研究中使用LT-150型无人机飞控导航系统。
摄影传感器
本研究搭载传感器为Cannon 5D MarkⅡ，检校结果（像幅5616*3744像素，像素大小：6.41 um），主点X0 ，相机检校参数见表2。
表2 相机检校参数
地面控制系统
地面控制系统的功能包括：航摄前期主要有测区查询、航线设计及参数设置；飞行阶段实时显示飞行参数，辅助飞控人员进行飞行；后期统计输出导航文件、影像飞行质量快速检查等。
三、低空无人机航摄系统在煤田普查1:2000地形图测绘中的应用
该煤田普查区地势由西南向东北逐渐降低，海拔高程1620～1850m，相对高差230m；测区西北部地面坡度在6°～25°，地形类别为山地，其他大部分地面坡度在2°以下，地形类别为平地，根据测区自然地理、气候和交通等情况，测区作业困难级别划为Ⅱ级。因按设计要求，需40个工作日内提供勘查区30km2的1:2000地形图，为保证工期与质量，决定采用无人机航摄技术，技术流程如图2所示。
1.无人机航摄数据获取
(1)测区相关资料收集
在飞行设计之前对测区概况进行了解收集相关资料，如测区GPS控制点坐标、交通路线图等。
(2)飞行设计
根据工程项目的成图要求及测区边界情况，本次飞行共设计2架次，航高750米，第一架次11条航带，共911张航片；第二架次9条航带，共1037张航片；测区航线总长178km，航片总数1948张，余片为287张。航线敷设情况如下图3所示。
图2.无人机航测技术流程
图3 航线敷设情况
(3)数据采集
将规划好的航线载入飞行控制系统，地面控制子系统按照规划航线控制无人机飞行，飞控系统则按预设的航线和拍摄方式控制相机进行拍摄。
本次飞行共获取影像1948张，采用人工选取同名点的方法计算相邻像片的重叠度和旋偏角，利用飞控数据和导航数据来检查航线弯曲度、同一航线的航高差等参数，像片有效范围在航向上超出成图范围的基线均在两条以上，摄区旁向覆盖超出摄区范围边界30%；航向重叠：一般在65%左右，最小为56%，最大为72%；旁向重叠：一般在30%左右，最小为25%，最大为43%；旋偏角：旋偏一般小于8°；航线弯曲度：所有的弯曲度均小于3%；航高保持：同一条航线上相邻像片的航高差均小于20米。同一航线上最大最小航高之差一般小于30米，符合规范要求。
2.像控布设及实施
根据该煤田勘查区特点，全区采用平高区域网布点方案。全测区按飞行架次与地形条件划分为四个网区。像片控制点采用了航线网布设，航向相邻像控点基线跨度为5条基线，最长为7条基线，旁向跨度为两条基线。全测区各区域网内像控点布设如下图4所示。
图4区域网布设图
3.影像处理
影像处理主要包括畸变差纠正、空中三角测量、3D产品制作及精度检查等内容。
(1)影像畸变差纠正
由于低空无人机的载重及体积原因，搭载传感器为非量测型相机，感光单元的非正方形因子和非正交性，以及物镜组的径向和切向畸变差的存在使得获取的数码影像存在各种畸变差，不能直接用于测绘生产[5]。本次航飞前在专业检校场对相机进行精检校，获取相机畸变差系数，借助PixelGrid畸变纠正模块完成数据预处理。
(2)空中三角测量
本次空中三角测量加密使用适普自动空中三角测量软件VirtuoZo AAT，该软件除半自动量测控制点之外，其他所有作业（包括内定向、选取加密点、加密点转点、相对定向、模型连接和生成整个测区像点网）都可以自动完成。由于PATB光束法区域网平差程序具有高性能的粗差检测功能和高精度的平差计算功能，因为本次航飞应用无人机进行低空摄影飞行，根据无人机的飞行质量情况，测区内所有加密点需要人工选取，内业工作量较大。
测区西北部地面坡度在6°～25°，地形类别为山地，其他大部分地面坡度在2°以下，地形类别为平地。因此确定1:2000数字线划图等高距为1米。
区域网划分：平高像控点采用区域网布点，全测区按飞行架次与地形条件划分为四个网区。高程像控点采用了航线网布设，相邻网区间使用多个公共像控点，减少了测区接边误差。
采用VirtuoZo AAT自动空中三角测量加密软件与PATB平差软件进行反复加密与平差，直至成果满足精度要求。详细空中三角测量作业方法如下：
建立测区：设置测区基本参数、建立相机文件、建立测区影像列表；
自动内定向：建立框标模板，检查自动内定向结果；
确定航线间的偏移量，选取连接点、人工加密点；
调用PATB平差，挑出粗差点进行修测；
导入控制点文件，量测控制点；
调用PATB平差，编辑粗差较大的控制点、连接点，直至成果合格；
导出空中三角测量成果。
加密过程按软件的功能遵循图5流程进行。
图5空中三角测量加密作业流程
空中三角测量是数据处理的核心，主要作业方法为根据POS数据自动建立航带内和航带间的拓扑关系网进行全自动连接点提取，通过大量平差点和快速平差算法剔除粗差点，利用控制点做空中三角测量计算，获取精确的外方位元素，生成加密点坐标。本项目空中三角测量加密成果精度见表3.
表3光束法整体平差精度报告
(3)DLG、DOM、DEM制作
在VZ站下导入空三成果恢复立体模型，生成核线影像文件，进行影像匹配、编辑，线划图采集。根据外业调绘片在CASS环境下进行属性编辑、图廓整饰。利用采集的三维DLG数据内插生成DEM数据，从而进行DOM制作。将正射影像图与线画图叠加分幅整饰最终完成1:2000地形图制作。如图6、图7所示。
图6测区局部DEM效果图图7 测区局部DLG和DOM叠加效果图
(4)DLG成图精度分析
精度评定包含地理精度和数学精度评定两方面。地理精度评定采取外业巡视的方法对图面地理要素的正确性及数据完整性、综合取舍的合理性、接边质量等进行检查；数学精度评定包括平面位置评定和高程评定，主要采用RTK实测地物点，并对比图上坐标，计算较差，利用点位中误差公式计算出各个检查点的平面位置中误差和高程中误差。
在保证精度评定基础上，全区选取19幅1:2000地形图进行检查。本次项目采取地理精度、数学精度同步检查方式，在对地物特征点进行坐标数据采集的同时，根据现场地物实际情况检查图面信息，并保证19幅均匀抽取10检测点以上。本次野外对19幅1:2000地形图进行外业检查。经检查，精度均优于规范要求。检查情况如下表4：
表 4 地形图精度检查情况
分析表4数据可知，无人机航摄技术测绘1:2000地形图的高程、平面中误差均满足《1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范》（GBT 7931-2008）要求，平面精度和高程精度指标大部分小于限差的1/3，符合设计与甲方要求；通过与实地地物特征现场对比、量测可知，图面内容表达清晰，地物地貌取舍合理，均符合《国家基本比例尺地图图式第1部分：1:5001:10001:2000地形图图式》（GB/T 20257.1-2007 ）规范要求。依据《测绘成果质量检查与验收》核定该成果质量为“优”。
四、结束语
低空无人机具有轻便灵活、反应迅速、成本低廉等诸多优点，本文将该技术应用于煤田普查1:2000地形图测绘中，该技术在“短、平、快”的小范围地形测量中优势明显，可以高效、快速、保质地完成测绘工作任务，极大的节省了人力，缩短了测量周期。
然而，必须明白低空无人机航摄系统自身仍存在诸多缺陷，如采用小幅面的非量测型相机，单幅影像覆盖面积小，正射影像图接缝工作量大；像对模型多，增加了模型切换和模型接边工作量；飞行姿态不稳定，受天气影响大（特别是风力）；空中三角测量工作量大，区域网接边误差较大，影响地形图精度。
总而言之，低空无人机虽然存在诸多缺陷，但是在作业工程中选择正确的方式方法，认真扎实的做好每一步工作，可以有效的降低误差，提高作业精度。在“短、平、快”小范围的煤田普查项目中，低空无人机明显具有其突出的优势。
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关键词：开采；岩移；研究；应用
一、概述
建新煤矿地处黄陵县建庄林区，属陕北黄土高原南部的低中山丘陵，区内山峦起伏、沟壑纵横、地形复杂，属侵蚀构造地形，并呈堆积的山间河谷地貌特征。植被以灌木、松树等为主，覆盖密度大，为典型的低山林区，水系较发育。
矿区井田范围内分布有水库、村庄、工业设施等，大部分村庄民房建在沟壑切割形成的塬地或近沟壑边缘，随着井下大范围开采，涉及地表建筑的煤层开采及保护问题会越来越多。
因此，研究井下开采对地表造成的影响、存在规律、预防措施和
治理就成为当务之急。
二、4101工作面观测站方案设计
1. 主要目的、任务
1）根据矿井地形、地质、开采条件，设计并建立4101工作面开采的地表移动观测站，进行地表移动变形观测；
2）通过观测取得建新煤矿地形、地质、采矿条件下的采动地表变形规律与岩层移动参数，为矿区村庄、道路及其公共设施、水体下采煤和留设保护煤柱提供计算分析资料与依据，为矿区“三下”安全开采服务；
3）观测条件许可下，进行地表移动数据的动态跟踪分析，了解开采过程地表移动变形的规律与特征。
2. 作业依据
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3. 仪器设备
为完成研究任务，配备中海达GPS（静态）接收机4台，精度5mm+10ppm、拓普康2″全站仪一台，测距精度2mm+2ppm、索佳C32Ⅱ水准仪（S3型）一台，3米区格式木质水准尺及尺垫一副，计算机一台。
4. 设站地区地形、地质及采矿技术条件
矿区主采4-2煤层，4101工作面位于矿井41盘区，煤层厚度约3.2～8.9m，平均厚度5.6m，倾角1～3°，为近水平煤层；工作面走向长1163m，倾向长180m，总面积222053m2。采用综合机械化放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板。上方地形高低起伏，植被茂密，海拔1135～1500 m，平均采深550m。
5. 观测站设计
矿区地形条件差、起伏大，植被非常茂密，这给观测站的设计和观测工作带来极大不便。考虑到实际困难，我们主要分析研究开采影响的静态结果，这样观测站的设计可随地形的起伏和植被的分布做适当的调整，观测次数尽量减少，以满足参数计算和静态分析为目的。
1）观测线长度及平面位置确定
根据钻孔资料和煤层底板等高线，可以看出开采面内煤层呈盆地型分布，走向并不明显，故都设计为倾向线。设计沿倾向方向分别布置两条观测线，且两条观测线基本垂直（A、B）。根据采深与观测点间距的选取要求，测点间距控制在30m左右。
根据开采区地表的地形分析，在采动影响区域之外根据地表已有永久控制点确定每条观测线的控制点至少2～3个，并连测观测线上各观测点。观测点的外端点距控制点间距离及控制点与控制点间的距离以不小于50m进行布设。
2）所用参数选择
根据4101工作面开采影响观测范围的地质、地形及开采煤层条件分析，上覆岩层以砂岩为主，夹有少部分砾岩和泥岩，综合分析本区覆岩岩性与铜川、蒲白、澄合矿区属相近类型。根据有关研究表明：这些矿区松散层边界角φ=57.3，基岩走向边界角0=68.6，上山边界角0=73.9，下山边界角0=66.1，可作为4101工作面开采沉陷的设计参数。由于地形条件的限制，考虑将各移动角的修正值定为10，即取Δγ=Δδ=Δβ=10。
3）倾向与走向观测线位置确定
因开采面内煤层呈盆地型分布，走向不明显，故不设走向线，设计均为倾向线，根据地形条件设计倾向观测线，达到最大下沉即可。
4）观测线长度
A观测线长度，根据实际地形情况我们可以选择半盆地上山观测线。具体计算：
H0ctg63.9+ Hoctg58.6=269+335+30= 634 m
B观测线长度，考虑到测区为山地布点观测不方便，所以在布设观测站时参数的设计和观测线的长度会加以适当的调整，将观测线尽可能沿沟底布设或尽可能靠近沟底，便于观测。具体计算：
H0ctg63.9+L+ Hoctg56.1=269+180+369=818 m
三、观测
地表移动观测站观测时间及观测内容
1. 观测站与矿区控制网连测
在观测点埋设好10～15天、点位固结后，测站地区未被采动之前应完成连接测量工作。根据规范要求，连接测量需独立进行两次。由于地形复杂，采用静态GPS作E级平面控制和矿区进行连测；高程采用四等三角高程测量的方法即可。
2. 全面观测
全面观测必须独立进行两次，时间间隔不超过5天，包括各测点的平面位置和高程。
全面观测平面用全站仪按一级导线测量，高程按三等水准精度要求实施。两次观测同一点高程差≯10mm，点位坐标互差≯20mm，取平均值作为观测站的原始观测数据。
为确定移动稳定后各点的空间位置，须在地表稳定后进行一次全面观测（称为末次观测），地表移动稳定的标志是：连续6个月观测地表各点的累计下沉值均小于30 mm。如果需要增加全面观测，可根据情况或要求随时确定。
3. 日常观测
1）当开采工作面推进宽度达到采深的0.2～0.5倍后，每隔十天进行一次水准测量，监控地表是否开始移动；
2）在地表移动过程中，要进行日常观测工作，即每隔1～3个月观测一次。
3）在移动活跃阶段，还应在下沉较大的区段，增加水准观测次数。此阶段可按四等水准测量精度进行。
每次观测，要实测相应工作面位置、开采厚度、工作面推进速度及顶板陷落、煤层产状、地质构造、水文条件等。同时测量地表受采动影响后产生的裂缝位置和塌陷要素，特别是采区附近200m范围内的地物变形情况及其特征，并注明发现日期。每次观测结束后，要及时将有关开采要素（开采高度、深度，工作面推进速度，工作面位置、日期等）、地面损害特征（地表裂缝、塌陷坑、滑坡点，损坏的房屋及保护物等）要素标注到图纸上，以便分析。
四、变形分析
在对野外观测成果再次检查，进行各种改正数的计算和平差计算后，通过内业整理首先算出观测点平面坐标和高程，然后计算出各变形量和变形参数。
经过两年半的实际现场观测，各点高程变化值在2―10mm之间，考虑到此偏差由测量误差和外因条件对点位的影响，各点的高程变化应在正常范围。
选取倾向线与中心线的交点O，作点位下沉曲线图（如图）所示：
根据对实测数据处理及特征点点位变形曲线图分析得知，各监测点高程均未发生明显变化，且在对测区日常巡视中未发现地表裂缝、塌陷坑等地面损害特征，分析此种状况的原因，大致有以下几点：
1.4101工作面开采深度平均550m左右，煤层开采深度大，开采对地表沉陷影响明显减弱。
关键词：地球物理；勘探技术；发展趋势；应用
地球物理勘探的主要目的是通过运用现代科学技术手段，对地质构造展开深度分析，为建筑工程选址、矿产资源勘探等工作推行与落实奠定技术基础。在地球物理勘探过程中，所使用的主要仪器设备为物探仪器，由此以详细检测分析地壳中的岩石物理参数。如今，地球物理勘探技术在地质、煤炭、水电、建筑工程、石油等多个领域中应用，并且发挥处理显著的应用效果。
1地球物理勘探技术常用方法
1.1传统技术下的地球物理勘探
1.1.1电法勘探这种方法在地球物理勘探期间应用最为普遍，通过研究电学性质变化规律以及地层电磁场变化规律，基于电性之间的差异性，对电场分布规律展开研究测量，从而保证地质情况被详细的了解[1]。1.1.2磁法勘探通过选择使用磁力仪器检测设备检测地质之间的磁性差异，对地下磁场的分布规律和异常情况作出研究，保证在段时间内寻找出地质问题。1.1.3重力勘探不用地质之间，其密度是各不相同的，以这种特点为出发点，选择应用重力测试仪器观察重力异常情况，了解和全面掌握地下地层起伏变化情况。1.1.4地震勘探地震勘探技术是发展速度比较快的技术手段，该技术综合运用人工激发地震波的方法，基于岩石地震波传播规律和地层地震波传播规律，对地质性质作出探究，预测地质活动情况，采取必要的措施应对灾害发生。
1.2新技术下的地球物理勘探
伴随着现代科学技术发展，地球物理探测仪器设备逐渐科技化，先进的电子技术逐渐取代传统的地质勘探设备，使得地球物理勘探质量提升。就探测深度对地球物理勘探技术进行分类，主要分为超浅层、浅层、中深层和深层。在超浅层勘探过程中，可选择使用浅层地震技术和地质雷达技术。在浅层勘探过程中，可选择使用高频电磁成像技术和高密度电阻率。在中深层勘探过程中，可选择使用高精度重力测试和可控源电磁测深。在深层勘探过程中，可选择应用深层地震勘探技术、高精度处理测量技术和天然大地电磁测探技术[2]。
2地球物理勘探期间的新理论和新算法
2.1小波理论
小波理论是以傅里叶理论为基础的，比较合适被使用在数据压缩、信号中差分方程数值解、成像处理、子波算法等方面应用，由此可显著提升信噪比和数据分辨率[3]。
2.2神经网络理论
神经网络理论对人脑的思维活动方式进行模拟，从而完成数据分析，在应用该技术手段的时候，可通过样本资料学习，研究及分析活动，确保得到的参数结果具有应用价值，也可以在短时间内判断出样本资料应用价值，完成尚未处理的数据信息。
2.3几何分形理论
几何分形理论的实质，是对自然环境下经常性出现的不规则现象、不稳定现象以及常见现象展开分析，系统性分析在自然环境下，各种尺度的物体和现象之间的相似性。所以，在对整体信息进行预测时可通过使用局部信息完成[4]。
2.4混沌理论
在非线性系统描述方面多使用混沌理论体系，混沌理论体系与几何分形理论体系之间存在着十分密切的联系，都可以解释不同尺度下的标度律、差异性和相似性。
2.5地理信息系统理论
地理信息系统是一种以计算机为基础的探测体系，需要综合软件支持和硬件支持，采集、存储、管理、查询和输出时间和空间数据信息，通过数据信息的处理方法，保证在最短时间内查询并分析出数据信息[5]。
3地球物理勘探技术应用
应用地球物理探测技术，最为常见的领域是能源资源勘察。我国能源资源结构多以天然气、石油、煤炭等化石类为主，这种类型的能源资源在勘探时，对于地球物理勘探技术有着很强的依赖性。比如在勘探煤矿资源、天然气资源和石油资源期间，大地电磁勘探技术的应用性很强。通过应用地球物理勘探技术，可以快速寻找出不用地区的油气区构造情况，并且完成相应的评价，寻找到能源资源。在前期的勘探活动中，基本上需要依靠地震勘探技术实现，在详细的勘察期间，需对大地电磁测探技术、高精度磁力技术、高精度重力技术等展开综合运用，对油气地区的构造情况和油气地区区块作出评价，寻找适合油气存储的地质构造，解决勘探油气时存在的疑难问题。金属矿物探技术作为另一种经常被应用的物探技术，大多是利用电法和磁法完成金属矿物质勘探。这种勘探技术在应用工程中，基本上是采取电法模式完成的，为金属矿物质勘探提供便利，并且为工作顺利开展提供支持。该技术手段应用的基础，是围岩和矿体之间的电性差异，研究在地下传导时人工稳定电流场分布规律。磁法勘探的基础是矿体，或者时赋存围岩与其构造两者之间出现的磁性差异结构，在地表环境和高空环境下，探究分析磁场强度变化规律。在地球物理勘探技术中，工程物探技术应用也比较广阔。现代建筑工程施工建设现状随着社会经济发展而呈现出全新的变化，这就要求在工程勘探期间，总结出项目工程物理勘探的基本需求。工程物理勘探技术在铁路施工、公路施工、管道施工、水利施工和建筑施工方面有着很大的作用。将物理勘探技术应用在环境保护和自然灾害防治工作中，也是极具价值的。在应用地球物理勘探技术期间，可及时对电、热、光等物理要素进行检测，了解其变化情况，正确认识环境的变化过程，从而为提升环境保护质量，落实环境保护工作奠定基础。突发性自然灾害严重影响着人们的生命健康和财产安全，在对自然灾害进行预测和预防时，合理的应用地球物理勘探技术，能够取得良好的效果。
4地球物理勘探技术未来发展趋势
就当前地球物理勘探技术的应用现状看来，相关专业人员与物理勘探工作人员之间的联系不够密切，甚至各项工作在结合的时候存在着疏忽，难以实现相互帮助发展的需求。在实际工作期间，相互监督、共同进步的现象也存在着问题。工作人员没有将计算机网络力量彻底发挥出来，在分析资料和查询数据时，经常性的处于被动状态。在信息技术高速发展的时代背景下，工作人员必须要对计算机网络技术系统性掌握并且熟练使用，从而保证自身工作效率提升，保证全面、准确、安全的完成各项地球物理勘探工作。地球物理勘探技术解释期间，秉承着多次反馈的基本原则，详细如下所示。图1地球物理综合解释多次反馈图随着社会经济发展，人们对于能源资源的需求量日渐增加，重视程度也逐渐提高。在地球物理勘探技术的研究和开发过程中，研究者不断投入资金和精力，以求获得突破。就当前地球物理勘探技术发展现状而言，地球物理勘探技术已经获得突飞猛进的发展，全新的功能和类型不断涌现，有效延伸了地球物理勘探技术的应用范围。例如，在地球物理勘探过程中，按照使用标准和检测要求，优化改良了超导重力仪设备和超导磁力仪设备，改良后得仪器设备，无论精准度还是稳定性，都获得了大幅度提升，为勘探与开采矿物资源有着很大贡献。计算机辅助测试技术应用，是计算技术发展的产物，该技术手段具有很好的集成性。换言之，地球物理勘探期间，综合物理勘探技术和测量仪器设备，寻找出各类设备在应用过程中的新功能。通过新功能的应用和旧功能优化，可以保证地球物理勘探技术优化，数据信息呈现出良好的精准度，另外还能够将计算机硬件和软件的发展趋势作出反映。灵活性的选择和使用高速单片数字信号处理器，将其应用在地球物理勘探技术上，增强信号处理功能、数据处理功能和误差修复功能，有效保障物探技术应用质量和效率[6]。总线技术发展应用。在物探仪器设备上应用总线技术，是当前物理勘探工作中最不可获取的技术手段之一。物理勘探技术包含有插卡式技术、模块化技术以及积木式技术。这种技术手段在应用过程中，为自动测量提供便利，同时还可以快速寻找出相关参数值，保证与多参数和多功能基本要点相符合。在模块式系统当中，可保持结构处于紧凑状态，避免发生结构问题。数据采集技术和计算机技术应用发展。地球物理勘探技术随着科学技术的发展进步，已经逐渐走向国际化，同时还呈现出灵活性、数字化、功能化和智能化等多种特点。随着社会经济的发展进步，社会生产与发展需要耗费大量的能源资源。如今，世界大多数地区的浅层矿产资源已经被勘探完成并且开发殆尽，科学技术发展水平比较高的国家，逐渐将勘探活动过渡到海洋地区、沼泽地区以及沙漠地区等等，从而弥补当前国家发展出现的资源不足问题。
5结语
地球物理勘探技术与现代计算机技术和勘探理念相结合，提升了处理数据和地质问题解决的效率和质量，同时也提升了探测精准度。由于在地球物理勘探活动中新材料、新技术和新理论全面应用，使得地球物理勘探技术的应用范围不断拓展。总而言之，在新的技术支撑下，勘探技术必然会朝向更加健康的方向发展，保证工程质量的同时，获得良好的使用效益。
参考文献
[1]周冠一.地球物理勘探技术现状与发展[J].世界有色金属,2019,000(013):183,185.
[2]吴骏业、郭荣文、柳建新、陈杭.神经网络在地球物理勘探中的研究进展[J].工程地球物理学报,2020,(04):111-118.
[3]廖建军,岳礼.物探测绘技术在石油勘探及开发中的应用及发展趋势[J].智能城市,2019,(10):49-50.
[4]郭继颂,肖君.青藏高原冻土地球物理勘查方法组合模式[J].名城绘,2019,(09):1-2.
[5]何荣钦.基于层剥离的大地电磁数据在干热岩监测中的研究与应用[D].吉林大学,2019.
