基于SBAS技术的煤矿采空区探查与稳定性评价

由于煤炭资源的长期开采，采空区地下有大片区域。城市建设的快速发展使得土地资源日益稀缺。煤矿塌陷区土地已成为煤矿可持续发展的重要资源。开展高精度大面积采煤沉陷勘探与稳定性评价，有利于缓解日益尖锐的地下采空区与地面建设的矛盾，对城市的可持续发展具有重要的现实意义。InSAR技术可以通过历史图像实现大范围、毫米级精度的地表形变反演，具有传统测量方法无法比拟的优势。为了深入探索该技术在煤炭资源调查和稳定性评价中的适用性，以济宁城市规划区为例，利用2018年9月12日至2019年3月11日的14幅Sentinel-1号图像，利用短基线集技术（SBAS）反演了研究区的变形时间序列，并成功探索了采煤沉陷区的空间分布，结合相应时间段的实测地表数据，对理解和翻译的准确性进行了评价。通过对解释结果的综合分析，发现：（1）济宁城市规划区已探测到10多个采煤沉陷区，监测结果与水准测量数据的最大均方误差为5.8mm。研究区域大部分区域的地表速度变化率低于10mm/A，表明相应位置的旧采空区已基本稳定。（2） 提取的老采空区地面点的变形曲线符合开采沉陷的基本规律。变形解释结果能显著区分不同开采条件下地表残余变形的特征。（3） 研究成果可以查明目标区采煤沉陷的空间分布位置，指导矿井地质环境调查高效、有针对性地开展，为老采空区稳定性的初步评价提供基础数据。