淺談采煤沉陷區(qū)調(diào)查與監(jiān)測方法適用場景：煤炭礦區(qū)沉陷區(qū)現(xiàn)狀評估、生態(tài)修復規(guī)劃、地質(zhì)災害風險防控依據(jù)標準：《煤礦開采沉陷損害與防護規(guī)范》（GB/T25216-2010）、《地質(zhì)災害調(diào)查與監(jiān)測技術規(guī)范》（DZ/T0284-2015）、《采煤沉陷區(qū)治理技術指南》（2023版）一、采煤沉陷區(qū)調(diào)查：摸清現(xiàn)狀的基礎采煤沉陷區(qū)調(diào)查是后續(xù)監(jiān)測與治理的前提，核心目標是明確沉陷范圍、程度、影響對象及潛在風險，需結(jié)合“地面調(diào)查+資料分析+遙感解譯”多手段開展，重點涵蓋以下內(nèi)容：（一）基礎資料收集與分析采礦相關資料：收集礦區(qū)開采設計方案、采掘工程平面圖、煤層賦存條件（厚度、傾角、埋藏深度）、開采方法（如長壁開采、房柱式開采）、開采進度與歷史（近10-20年開采范圍、采空區(qū)分布），明確沉陷區(qū)與采空區(qū)的空間對應關系（通常采空區(qū)上方1-2倍采深范圍內(nèi)為沉陷核心區(qū)）；關鍵參數(shù)提?。喝绮煽諈^(qū)面積、煤層開采厚度、工作面推進速度，用于估算沉陷量（參考“概率積分法”，沉陷量≈開采厚度×下沉系數(shù)，下沉系數(shù)通常為0.6-0.9）。地質(zhì)與水文資料：收集礦區(qū)地質(zhì)剖面圖、地層巖性資料（如覆巖巖性為砂巖、泥巖還是松散土層，不同巖性抗變形能力差異大）、斷層與褶皺分布（斷層會加劇沉陷不均，易形成局部塌陷坑）；水文資料包括地下水位埋深、含水層分布，判斷沉陷是否可能引發(fā)水位下降、地表水滲漏（如松散土層沉陷易導致地表裂縫，引發(fā)雨水下滲）。社會與生態(tài)資料：調(diào)查沉陷區(qū)內(nèi)土地利用類型（耕地、林地、建設用地、水域）、面積及權屬，統(tǒng)計受影響的村莊（戶數(shù)、人口）、房屋（數(shù)量、結(jié)構類型如磚混、磚木）、基礎設施（道路、輸配電線路、輸水管網(wǎng)）；生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查：植被覆蓋率、土壤侵蝕程度、水體水質(zhì)（沉陷積水區(qū)易出現(xiàn)水質(zhì)惡化），明確生態(tài)敏感目標（如自然保護區(qū)、基本農(nóng)田）。（二）地面實地調(diào)查沉陷范圍與形態(tài)調(diào)查：采用“全站儀+GPS定位”劃定沉陷區(qū)邊界（以地表出現(xiàn)明顯變形或裂縫為界），記錄沉陷區(qū)形狀（圓形、橢圓形或不規(guī)則形）、長軸/短軸長度，區(qū)分“連續(xù)沉陷區(qū)”（地表整體下沉）與“非連續(xù)沉陷區(qū)”（局部塌陷坑、臺階式變形）；重點調(diào)查變形特征：地表裂縫（長度、寬度、走向，如平行于開采工作面走向的拉伸裂縫、垂直于走向的壓縮裂縫）、塌陷坑（直徑、深度、積水情況）、邊坡變形（如沉陷區(qū)邊緣的滑坡、崩塌跡象）。損害程度調(diào)查：房屋損害：按《煤礦開采沉陷損害與防護規(guī)范》劃分損害等級（Ⅰ級：輕微裂縫，不影響使用；Ⅱ級：明顯裂縫，需維修；Ⅲ級：嚴重裂縫，無法使用），記錄每棟房屋的損害等級、裂縫位置與寬度（用裂縫寬度儀測量，精確至0.1mm）；土地損害：耕地沉陷后坡度變化（原平地變?yōu)槠碌氐钠露戎担?、積水深度（用測繩或水位計測量），判斷是否喪失耕種能力；林地需調(diào)查樹木傾斜度、枯萎率（傾斜度＞15°或枯萎率＞30%為嚴重損害）；基礎設施損害：道路裂縫與沉降（用平整度儀測量路面平整度偏差）、管道破裂（如輸水管網(wǎng)漏水點）、電力線路桿塔傾斜（用經(jīng)緯儀測量傾斜度，超過1.5%為危險狀態(tài)）。走訪調(diào)查：與當?shù)鼐用瘛⒋逦瘯贤?，了解沉陷發(fā)生時間（是否與開采進度同步）、發(fā)展趨勢（是否仍在持續(xù)下沉）、歷史災害情況（如曾發(fā)生的塌陷、積水引發(fā)的內(nèi)澇），收集居民對沉陷影響的反饋（如房屋安全擔憂、農(nóng)田減產(chǎn)情況）。（三）遙感解譯輔助調(diào)查多源遙感數(shù)據(jù)應用：采用“高分辨率衛(wèi)星影像（如高分2號，分辨率0.8m）+無人機航拍”獲取沉陷區(qū)遙感圖像，通過“目視解譯+計算機自動分類”識別沉陷區(qū)范圍（與非沉陷區(qū)的植被、地形差異）、積水區(qū)分布；對不同時期的遙感影像（如2015年、2020年、2025年）進行對比，分析沉陷區(qū)動態(tài)變化（范圍擴大速率、積水面積增減），判斷沉陷是否穩(wěn)定（連續(xù)3年無明顯變化視為基本穩(wěn)定）。DEM數(shù)據(jù)輔助分析：利用數(shù)字高程模型（DEM）計算沉陷區(qū)地表高程變化，生成“沉陷等值線圖”（標注不同下沉深度的區(qū)域，如0-1m、1-3m、3m以上），直觀反映沉陷程度空間分布，為后續(xù)監(jiān)測點位布設提供依據(jù)。二、采煤沉陷區(qū)監(jiān)測：動態(tài)跟蹤與風險預警監(jiān)測是掌握沉陷發(fā)展趨勢、預防災害的關鍵，需根據(jù)沉陷階段（活躍期、衰退期、穩(wěn)定期）選擇合適的監(jiān)測方法，核心監(jiān)測內(nèi)容包括“地表變形監(jiān)測”“環(huán)境監(jiān)測”“結(jié)構物安全監(jiān)測”，常用方法如下：（一）地表變形監(jiān)測：核心監(jiān)測內(nèi)容1.常規(guī)大地測量法（適用于高精度、小范圍監(jiān)測）監(jiān)測內(nèi)容：地表下沉量（垂直方向變形）、水平位移量（水平方向變形）、傾斜度（單位長度的垂直變形差）、曲率（單位長度的傾斜變化率）；技術手段：全站儀監(jiān)測：在沉陷區(qū)周邊布設穩(wěn)定的基準點（遠離采空區(qū)，埋深≥1.5m的混凝土標石），在沉陷區(qū)內(nèi)按網(wǎng)格布設監(jiān)測點（間距50-100m，根據(jù)沉陷程度調(diào)整，活躍區(qū)加密至30m），定期（活躍期每15-30天1次，穩(wěn)定期每3-6個月1次）測量監(jiān)測點坐標與高程，計算變形量；GPS監(jiān)測：采用RTK-GPS技術（實時動態(tài)定位，精度±2mm+1ppm），適用于大范圍監(jiān)測（如沉陷區(qū)面積＞10km2），監(jiān)測點可采用埋石或強制對中裝置，數(shù)據(jù)自動采集并傳輸至后臺，減少人工操作誤差；數(shù)據(jù)應用：繪制“地表下沉曲線”“水平位移曲線”，判斷沉陷速率（活躍期沉陷速率通常＞5mm/月，穩(wěn)定期＜1mm/月），預測沉陷穩(wěn)定時間。2.InSAR技術（適用于大范圍、長期動態(tài)監(jiān)測）技術原理：合成孔徑雷達干涉測量（InSAR）通過分析不同時期雷達影像的相位差，反演地表微小變形（精度可達mm級），無需地面布點，適合偏遠或地形復雜的沉陷區(qū)；數(shù)據(jù)類型：哨兵1號（Sentinel-1）數(shù)據(jù)：免費獲取，空間分辨率10-20m，時間間隔12天，適用于中尺度沉陷區(qū)監(jiān)測；高分辨率InSAR數(shù)據(jù)（如TerraSAR-X）：分辨率1-3m，適用于小范圍高精度監(jiān)測（如城市周邊沉陷區(qū)）；優(yōu)勢與局限：優(yōu)勢是覆蓋范圍廣、監(jiān)測周期短、可獲取連續(xù)變形場；局限是受云雨天氣影響大（多雨地區(qū)需結(jié)合光學遙感輔助），對植被覆蓋度高的區(qū)域監(jiān)測精度下降。3.無人機傾斜攝影測量（適用于局部精細監(jiān)測）技術流程：采用無人機搭載多鏡頭相機，對沉陷區(qū)進行傾斜攝影，生成三維點云模型與數(shù)字表面模型（DSM），通過對比不同時期的DSM，計算地表變形量（如塌陷坑深度變化、裂縫寬度變化）；適用場景：重點監(jiān)測非連續(xù)沉陷區(qū)（如塌陷坑、邊坡變形），可直觀展示沉陷區(qū)三維形態(tài)，輔助制定修復方案（如塌陷坑回填設計）。（二）環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測地下水與地表水監(jiān)測：布設水位監(jiān)測井（沉陷區(qū)內(nèi)外各設3-5口，監(jiān)測井深度需穿透主要含水層），定期（每月1次）測量地下水位，分析沉陷是否導致水位下降或含水層串通（如采空區(qū)與地表水連通引發(fā)污染）；對沉陷積水區(qū)，每季度監(jiān)測水質(zhì)（pH值、COD、氨氮、重金屬含量），判斷是否存在水體污染（如采礦廢水滲漏），評估對周邊灌溉與飲用水的影響。土壤與植被監(jiān)測：土壤監(jiān)測：在沉陷區(qū)不同部位（如沉降區(qū)、裂縫區(qū)、未沉陷區(qū)）采集土壤樣本，分析土壤pH值、有機質(zhì)含量、重金屬含量，判斷沉陷是否導致土壤退化（如裂縫引發(fā)土壤干旱、水土流失）；植被監(jiān)測：采用“樣方法”（設置1m×1m樣方，調(diào)查植被種類、株數(shù)、蓋度）或“遙感植被指數(shù)（NDVI）”，監(jiān)測植被生長狀況（NDVI值下降通常表示植被退化），評估生態(tài)恢復效果。（三）結(jié)構物安全監(jiān)測房屋監(jiān)測：對Ⅲ級損害房屋或重要建筑（如學校、醫(yī)院），布設裂縫監(jiān)測儀（如振弦式裂縫計，精度0.01mm）或傾斜傳感器，實時監(jiān)測裂縫寬度變化與房屋傾斜度，數(shù)據(jù)超閾值（如裂縫寬度＞5mm、傾斜度＞2%）時自動報警；基礎設施監(jiān)測：道路監(jiān)測：在沉陷區(qū)路段布設路面平整度傳感器、沉降觀測點，定期檢測路面變形，避免路面塌陷引發(fā)交通事故；管道監(jiān)測：對輸氣、輸油管道，采用光纖傳感技術（如分布式光纖應變監(jiān)測），實時監(jiān)測管道應變變化，預警管道破裂風險。（四）監(jiān)測數(shù)據(jù)管理與應用數(shù)據(jù)管理：建立沉陷區(qū)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，整合變形數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、結(jié)構物數(shù)據(jù)，采用GIS技術構建“沉陷區(qū)監(jiān)測信息系統(tǒng)”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化查詢（如按時間、區(qū)域查詢變形量）；風險預警：設定預警閾值（如沉陷速率＞10mm/月為紅色預警，5-10mm/月為橙色預警），預警信息通過短信、APP推送至礦區(qū)管理部門、當?shù)卣c受影響居民，及時采取應急措施（如人員撤離、臨時加固）；治理支撐：根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷沉陷穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定后開展治理（如耕地復墾、房屋拆遷重建、生態(tài)修復），監(jiān)測數(shù)據(jù)可驗證治理效果（如復墾耕地的土壤肥力恢復情況）。三、不同沉陷階段的方法選擇建議沉陷階段特征調(diào)查重點監(jiān)測方法推薦監(jiān)測頻率活躍期（開采中/開采后1-3年）沉陷速率快（＞5mm/月），變形持續(xù)發(fā)展，易出現(xiàn)新裂縫/塌陷沉陷范圍擴展、新增損害（房屋/土地）、動態(tài)風險全站儀/GPS（加密布點）、InSAR（月度監(jiān)測）、裂縫計（實時監(jiān)測）變形監(jiān)測每15-30天1次，環(huán)境監(jiān)測每月1次衰退期（開采后3-5年）沉陷速率減緩（1-5mm/月），變形趨于穩(wěn)定，新增損害減少沉陷邊界確認、損害修復需求評估GPS（常規(guī)布點）、無人機攝影（季度對比）變形監(jiān)測每1-3個月1次，環(huán)境監(jiān)測每季度1次穩(wěn)定期（開采后5年以上）沉陷速率＜1mm/月，變形基本停止，沉陷形態(tài)固定最終沉陷形態(tài)、長期生態(tài)影響、治理效果評估InSAR（半年度/年度監(jiān)測）、土壤/植被抽樣調(diào)查變形監(jiān)測每6-12個月1次，生態(tài)監(jiān)測每半年1次四、關鍵注意事項監(jiān)測點位布設：基準點需選擇在穩(wěn)定區(qū)域（遠離采空區(qū)、斷層），監(jiān)測點需避開障礙物（如樹木、建筑物），確保觀測通視；數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：常規(guī)測量需進行