一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法

一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法
【专利摘要】本发明公开一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，包括：选定对照区，选定所述采煤沉陷地工作面开采线前端的未扰动区域作为测量区域；在所述测量区域，预计出测量均匀沉陷区，预计出测量非均匀沉陷区；以所述测量均匀沉陷区和所述测量非均匀沉陷区的水分监测点为测量点，以所述对照区的水分监测点为对照点，多次获得每个所述测量点的水分观测值作为测量水分观测值，获得每个所述对照点的水分观测值作为对照水分观测值；计算得到排除降雨影响校正值。本发明所测量的采煤沉陷地土壤垂直含水量更为准确，能更加全面科学地掌握采煤沉陷全过程对土壤产生的水分损伤情况，为区域土地复垦与生态环境修复提供数据信息。
【专利说明】一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及煤矿相关【技术领域】，特别是一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法。

【背景技术】
[0002]风沙区的主体矿区位于我国黄土丘陵与毛乌素沙漠之间，沙漠化及潜在沙漠化土地面积约占总面积的85%。沙层上覆的薄表层土颗粒较为松散，人为干扰或恶劣天气的侵扰均会导致其迅速分散，并发土壤侵蚀。随着我国煤炭开采“战略西移”，势必也将对该区域的生态环境带来相应的负面影响，其主要破坏形式为地表移动变形引起的塌陷、地表裂缝以及由此引起的土壤质量损伤。
[0003]目前，一些学者对采煤塌陷对土壤水分的影响进行了研究。内蒙古农大和中国矿业大学2007年完成的“神东矿区采煤塌陷区生态恢复技术试验与示范研究”的研究成果显示:采煤塌陷对土壤的养分、水分基本没有影响。而赵红梅的研究表明:塌陷区土壤含水量与非塌陷区相比在0-60cm的各个深度上均明显减少，塌陷9年后的稳定塌陷地与非塌陷地相比，土壤含水量仍然较低，但差异小。臧荫桐等也对采煤沉陷后风沙土理化性质变化进行了研究，认为沉陷2年后的土壤水分的影响仍然存在。张发旺、聂振龙、李文平等人的研究，都认为该类型区域的开发加剧环境的变化，对土壤环境有一定影响。在实际的调查研究中，也有许多人认为，采煤塌陷对风沙化地区的土地生态影响小或没有影响:赵永峰发现塌陷区与未塌陷区土壤水分在剖面各层次上的含量基本一致，表明塌陷对土壤含水率的影响不明显；吕晶洁等通过对毛乌素沙地东南边缘沙地采煤塌陷对固定沙丘的水分时空动态分布规律影响的研究表明，在沙区采煤引起的地表塌陷对土壤水分的时空变化影响较小。
[0004]然而，上述研究结论却不尽相同，需要从开采损伤全过程的角度去进行动态测量及研究，而以往的研究，主要是对塌陷后的土地选择适宜的位置进行取样分析，缺乏动态测量水分损伤。
[0005]风沙区采煤沉陷水分损伤测量方法的难点在于:
[0006]I)风积沙层的存在，采动引起的土地损伤的形式与中东部地区存在明显差异，损伤因子的观测位置的选取非常困难；
[0007]2)风沙区煤矿主产区多为快速推进的超大工作面开采，采煤沉陷、土壤垂直水分的时空演变数据变化速率很快，获取其变化的全过程中的完整的信息非常困难；
[0008]3)时空变异与降雨对水分的监测影响很大，排除时空变异与降雨的影响非常困难；
[0009]4)在不破坏原地貌结构的前提下，持续观测同一地点深层土壤水分非常困难；
[0010]5) 土地移动沉陷变化多样，准确的找到目标深度非常困难。


【发明内容】

[0011]基于此，有必要针对现有技术对采煤沉陷水分动态变化和损伤情况测量不准确的技术问题，提供一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法。
[0012]一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，包括:
[0013]选定沿开采走向反方向距离大于两倍煤层平均采深的非沉陷区域作为对照区，选定所述采煤沉陷地工作面开采线前端的未扰动区域作为测量区域；在所述测量区域，预计出均匀沉陷区域作为测量均匀沉陷区，预计出非均匀沉陷区域作为测量非均匀沉陷区；
[0014]在所述对照区、所述测量均匀沉陷区和所述测量非均匀沉陷区平行开切眼方向分别布设多个水分监测点，在每个所述水分监测点埋设具有一定观测深度的中子仪铝管；
[0015]在采煤过程中利用所述中子仪铝管对每个所述水分监测点进行动态观测，以所述测量均匀沉陷区和所述测量非均匀沉陷区的水分监测点为测量点，以所述对照区的水分监测点为对照点，获得每个所述测量点的水分观测值作为测量水分观测值Wsb (i」_)，获得每个所述对照点的水分观测值作为对照水分观测值W5tf ω，其中i代表观测深度，j代表开采线距离所述水分监测点的距离；
[0016]计算得到排除降雨影响校正值W除雨(i，j)=(评对(i)_W观(i，j))。
[0017]本发明通过增设对照点，从而排除降雨影响，对水分含量进行了校正，因此所测量的采煤沉陷地土壤垂直含水量更为准确，能更加全面科学地掌握采煤沉陷全过程对土壤产生的水分损伤情况，为区域土地复垦与生态环境修复提供数据信息。

【专利附图】

【附图说明】
[0018]图1为本发明的一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法的工作流程图；
[0019]图2为本发明一个例子的监测点布设图；
[0020]图3为本发明的一种中子仪铝管埋设及刻度标识示意图。

【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
[0022]如图1所示为本发明的一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法的工作流程图，包括:
[0023]步骤S101，选定沿开采走向反方向距离大于两倍煤层平均采深(采煤深度)的非沉陷区域作为对照区，选定所述采煤沉陷地工作面开采线前端的未扰动区域作为测量区域；在所述测量区域，预计出均匀沉陷区域作为测量均匀沉陷区，预计出非均匀沉陷区域作为测量非均匀沉陷区；
[0024]步骤S102，在所述对照区、所述测量均匀沉陷区和所述测量非均匀沉陷区平行开切眼方向分别布设多个水分监测点，在每个所述水分监测点埋设具有一定观测深度的中子仪铝管；
[0025]步骤S103，在采煤过程中利用所述中子仪铝管对每个所述水分监测点进行动态观测，以所述测量均匀沉陷区和所述测量非均匀沉陷区的水分监测点为测量点，以所述对照区的水分监测点为对照点，获得每个所述测量点的水分观测值作为测量水分观测值Wsbaj)，获得每个所述对照点的水分观测值作为对照水分观测值W5tf ω，其中i代表观测深度，j代表开采线距离所述水分监测点的距离；
[0026]步骤S104,计算得到排除降雨影响校正值W_ =(W5i5f (O-Wsb (i；J)) ?
[0027]本实施例中，研究区域分为三个部分:对照区、测量均匀沉陷区和测量非均匀沉陷区，分别布设水分监测点进行监测，无论是测量点还是对照点，其承受的雨量是一致的，因此，通过对照区的对照点的水分观测值校正测量均匀沉陷区和测量非均匀沉陷区以排除降雨影响。从而排除时空变异与降雨的影响，克服了损伤因子的观测位置的选取困难的问题，实现对同一地点深层土壤水分的持续观测。
[0028]如图2所示为本发明一个例子的监测点布设图，其中，沿开采走向反方向的非沉陷区域作为对照区21，采煤沉陷地工作面22开采线前端的未扰动区域作为测量区域，在测量区域预计出均匀沉陷区域作为测量均匀沉陷区221，预计出非均匀沉陷区域作为测量非均匀沉陷区222。在所述对照区21、所述测量均匀沉陷区221和所述测量非均匀沉陷区222平行开切眼223方向分别布设多个水分监测点224，开切眼即工作面22 —侧的边线。
[0029]其中，图2中上部为俯视图，下部为对应在A-A’的剖面图。
[0030]其中，同一观测深度的对照点的对照水分观测值可以对应多个同一观测深度的观测点的测量水分观测值。
[0031]其中，预计出均匀沉陷区域和出非均匀沉陷区域可以采用现有的各种方式实现。
[0032]在其中一个实施例中，还包括:
[0033]将每个所述排除降雨影响校正值Wamaj)减去对应的水分背景值得到去除空间变异影响的水分含量Wa」)。
[0034]空间变异会对水分含量构成影响，通过减去水分背景值得到去除空间变异影响的水分含量，从而得到更为精确的垂直水分含量。
[0035]在其中一个实施例中，所述去除空间变异影响的水分含量W(ij采用如下方式获得:
[0036]观测在所述采煤过程前每个所述测量点的水分观测值作为背景值Wtt ω ；
[0037]所述去除空间变异影响的水分含量W(i，」)=(W_ (i； Jj-Wft⑴)。
[0038]在其中一个实施例中:
[0039]所述测量点采用如下方式设置:在所述均匀沉陷区和所述非均匀沉陷区的垂直开采方向分别设置至少一条沉陷区观测条带，在每条所述沉陷区观测条带设置水分监测点作为所述测量点；
[0040]所述对照点采用如下方式设置:在非沉陷区域设置至少一条非沉陷区观测条带，在每条所述非沉陷区观测条带设置水分监测点作为所述对照点。
[0041]在其中一个实施例中:
[0042]确定所述开采线前后I = HtlXcotco的范围内为强影响区，其中:1为超前影响距，ω为超前影响角，H0为煤层平均采煤度；
[0043]当所述开采线靠近所述水分监测点的距离大于I时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为10~45天/次；
[0044]当所述开采线接近所述水分监测点的距离< I以及所述开采线远离所述水分监测点的距离< I时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为I~3天/次；
[0045]当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于I且小于或等于21时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为5~7天/次；
[0046]当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于21时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为15~45天/次。
[0047]本实施例，根据地表移动规律监测数据及其普遍特征，确定开采线前后I =H0Xcotw的范围内为强影响区，对水分监测采取分段监测的办法。风沙区煤矿主产区多为快速推进的超大工作面开采，因此采煤沉陷、土壤垂直水分的时空演变数据变化速率很快，而本实施例的方法，能很好地获取采煤沉陷、土壤垂直水分变化的全过程中的完整的信息。
[0048]为保险和简便起见，可以取I~H0作为经验公式，在其中一个实施例中:
[0049]确定所述开采线前后Htl的范围内为强影响区，其中:?为煤层平均采煤度；
[0050]当所述开采线靠近所述水分监测点的距离大于Htl时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为10~45天/次；
[0051]当所述开采线接近所述水分监测点的距离< Htl以及所述开采线远离所述水分监测点的距离< Htl时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为I~3天/次；
[0052]当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于Htl且小于或等于2?时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为5~7天/次；
[0053]当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于2?时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为15~45天/次。
[0054]作为一个例子，H0为200米,则:
[0055]当所述开采线靠近所述水分监测点大于200米时，对所述水分监测点进行动态观测的观测周期为10~45天；
[0056]当所述开采线靠近所述水分监测点< 200米到所述开采线远离所述水分监测点(200米时，对所述水分监测点进行动态观测的观测周期为I~3天；
[0057]当所述开采线远离所述水分监测点大于200米到所述开采线远离所述水分监测点< 300米时，对所述水分监测点进行动态观测的观测周期为5~7天；
[0058]当所述开采线远离所述水分监测点大于400米时，对所述水分监测点进行动态观测的观测周期为15~45天。
[0059]由于不同的土壤深度，土壤体积含水量随深度变化并不相同，故将不同深度分层监测，不同层设以不同间隔。在其中一个实施例中，还包括:
[0060]对于所述水分监测点的观测深度为O~40cm时，每隔5cm观测一次；
[0061]对于所述水分监测点的观测深度为40~10cm时，每隔1cm观测一次；
[0062]对于所述水分监测点的观测深度大于10cm时，每隔20cm观测一次。
[0063]通常情况下，对于所述水分监测点的观测深度为O~40cm时，土壤水分随深度增加梯度变化较大，每隔5cm观测一次；
[0064]对于所述水分监测点的观测深度为40~10cm时，土壤水分随深度增加梯度变化减缓，但根据观测，仍为受降雨影响层位，每隔1cm观测一次；
[0065]对于所述水分监测点的观测深度大于10cm时，土壤水分随深度增加梯度变化较小，且受降雨影响微弱，每隔20cm观测一次。
[0066]在其中一个实施例中，在所述中子仪招管外侧露出地面一端O~40cm每隔0.5cm标注刻度。
[0067]对于所述监测地点，地表移动较为明显，中子仪铝管会出现随地表移动而小范围内上下浮动的现象，为精准确定探测头在地下的深度，监测目的深度的土壤体积含水量，在所述中子仪铝管外侧露出地面一端O?40cm每隔0.5cm标注刻度，用以确定中子仪铝管露出地面的长度，从而判断探测头在地下的深度。
[0068]本实施例使得在土地移动沉陷变化多样的情况下，能够准确找到目标深度。
[0069]作为一个例子，如图3所示为本发明的一种中子仪铝管埋设及刻度标识示意图。整个中子仪3包括:中子仪铝管31、探测头32、屏蔽球33和显示器34，探测头32深入地下，中子仪铝管31部分露出地面，且在中子仪铝管31外侧露出地面标注刻度311，屏蔽球33包裹中子仪铝管31露出地表部分，且中子仪铝管31通过接收线35与显示器34连接。
[0070]在其中一个实施例中，在对应深度取土壤容重，以标定曲线，标定时，采取分层与分质标定相结合。
[0071]在其中一个实施例中，还包括:
[0072]利用临近地表空间坐标控制点，应用水准仪，观测研究区的地表高度现状，应用全站仪观测研究区的水平坐标；
[0073]根据地表坐标空间控制点，确定所述均匀沉陷区和所述非均匀沉陷区的区域分界坐标。
[0074]本发明其中一个例子的方法包括以下步骤:
[0075]该方法应用于神东大柳塔矿某工作面，该工作面长280m，推进长度2881.3m，煤层平均埋深234m，煤厚7.07?7.7m,平均7.25m,该区正在开采5-2煤，该煤层埋深190_220m，应用综合机械化放顶煤采煤法，采用长臂开采、垮落式管理顶板的开采方式。
[0076]a、建立井上下对应的空间坐标控制系统，确定工作面开采进度前端的未扰动区域作为研究区域:在工作面开采之前，建立井上下对应的空间坐标控制系统，沿工作面走向中心线布设地表空间坐标控制线，控制点间距20?30m ;利用开采沉陷学的相关理论，预测地表移动超前影响距L，利用临近的地表控制点，采用测量仪器，并根据生产进度表确定日开采进度，在地表标定前方未扰动区域的范围，并以此作为研究区域；
[0077]b、在研究区域内，结合开采沉陷学相关理论，利用开采沉陷预计软件，预计出均匀沉陷区和非均匀沉陷区，分别在两个区域垂直开采方向每隔40m-80m布设水分监测点，并埋设实验配套中子仪铝管(Φ45，长230cm)，观测开采扰动前研究区域水分监测点的O?200cm 土壤垂直水分空间分布数据，确定研究区表层水分背景值及空间分布形态；
[0078]C、利用临近地表空间坐标控制点，应用水准仪，观测研究区的地表高度现状，应用全站仪观测研究区的水平坐标；
[0079]d、当工作面开采进度接近于研究区域的范围的边界时，研究区开始沉陷，应用水准仪观测地表沉陷，应用的全站仪测量水平移动情况，以确定各水分监测点沉陷高度及研究区内沉陷范围；
[0080]e、观测水分监测点土壤的水分垂直变化:按垂直地表每隔5cm?20cm不等的间距布设水分观测点，利用手段b确定各观测点的原始背景值Wttw，其中i代表观测深度；
[0081]f、实测水分监测点周边土壤的水分含量:每个区域布设若干水分监测点，取平均值作为各区域的实际观测值，在采煤沉陷全过程中进行水分持续动态观测，观测频率视开采线距水分监测点距离以及沉陷的发育状态而定，获得水分观测值作为测量水分观测值Wshu)，其中i代表观测深度，J代表开采线距离观测点距离；
[0082]g、排除降雨影响的水分含量校正:沿开采走向反方向，当达到一定距离时将不受沉陷影响，从而水分含量值相对稳定，一般距离开切眼Htl范围外，本案例选取距开切眼200m处，布设对照点，同步f获得水分观测值作为对照水分观测值W5tf ω，其中i代表观测深度，则在较小的范围内，对照水分含量减去各观测值就可视为去除了降雨影响，即W@w (ij = (W
对《_评观(:^));
[0083]h、进一步去除空间变异影响的水分含量:将g获得的结果与e叠加，即在g结果的基础上减去背景值，就可获得考虑空间变异与降雨影响的采煤沉陷对水分观测值:Waj)=
(w 对(i)_W 观(i，j)_W 初⑴)。
[0084]优选地，步骤a为确定研究区域，建立井上下对应的空间坐标控制系统，为尽量避免采动对其影响与破坏，控制点采用水泥浇筑的柱状体，柱体中心附带钢筋；控制点埋深大于0.5m,露出地表5~10cm。
[0085]优选地，步骤b为确定研究区域内水分的原始背景值，土壤垂直水观测采用中子土壤水分仪，中子仪铝管永久安放后不破坏区域土壤的原始形态，能长期定位连续测定表层及深层土壤水分变化，不受滞后作用影响，测深不限，可根据监测要求安排中子仪铝管长度，所需观测数据均进行仪器校正。
[0086]进一步，步骤b中，研究区域水分观测采分区布点法，分别在均匀沉陷区与非均匀沉陷区布设水分监测点，并测定与记录点的空间坐标，在每个水分监测点地下埋设测量范围为2m的中子仪铝管，观测深度为O~40厘米时，每隔5厘米观测一次；观测深度为40~10cm时，每隔10厘米观测一次；观测深度为100~200cm时，每隔20厘米观测一次。各点水分观测数据稳定后，继续观测3~5次，取平均值作为每个水分监测点的水分背景值；
[0087]优选地，步骤d为确定加密观测的起始时段，工作面开采进度接近于研究区域边界的距离为Htl时；
[0088]优选地，步骤e为排除降雨与空间变异的影响，利用全站仪(或者手持GPS)标定观测区域后，在2个区域垂直于开采走向分别布设3条观测条带，在2个区域内每个观测条带上分别布设2个监测点，即I条观测条带上有4个监测点；同时，在距离开切眼200m的非沉陷区范围内布设I条观测条带，其上布设3个监测点，作为对照，以排除降雨等天气因素影响；
[0089]进一步，步骤e中，观测周期视开采线距水分监测点距离以及沉陷的发育状态而定，开采线距离水分监测点150m以上时，一般为10~45天；开采线距离水分监测点150m到远离水分监测点150m时，一般为I~3天，开采线远离水分监测点150m到300m时，一般为5~7天，开采线远离水分监测点300m以上时，一般为15~45天，直到检测水分差异不显著后为止；
[0090]优选地，步骤e为精准的观测地下目标深度的土壤水分，在中子仪铝管露出地面一端O~40cm标注刻度，以便时时读取中子仪铝管露出地面的高度，用以排除中子仪铝管露出地面高度会随采煤沉陷发育而变化的影响，便于观测时及时调整探头下放距离。
[0091]上面以本发明所述方法在薄基岩风沙区工作面采煤沉陷对土壤垂直水分影响的生命周期中的实际应用为例，对本发明进行详细说明。然而本领域技术人员应该认识到，本发明并不因此而受到任何限制。
[0092]为了科学全面地观测风沙区采煤沉陷水分损伤，本发明结合开采沉陷学、测绘学、土壤学以及环境科学等学科的特点，分别对采煤所引起的地表沉陷、水平移动、土壤垂直含水量变化进行了观测，具体如下:
[0093]第一步，旨在确定拟采动区域作为研究区域:根据生产进度表确定工作面的开采进度(距开切眼的距离)，并利用临近的地表坐标控制点和全站仪，在地表加以标定，发现此时开采面最前端距开切眼300m，进一步选取距开切眼300+?!!!作为研究区域的边界，研究区域的规格为10mX280m ；
[0094]第二步，旨在确定研究区水分背景值及水分垂直分布:分区布点观测开采扰动前研究区域水分数据，将研究区域应用开采沉陷学相关理论知识划分为均匀沉陷区与非均匀沉陷区，布设3条垂直于开采方向的观测条带，每个条带间间距50m，在条带分别落在均匀沉陷区与非均匀沉陷区内，布设4个间隔50m的水分监测点，共计12个水分监测点，同时，沿开采走向反方向，距离开切眼150m处,布设I个观测条带,在条带上布设3个间隔50m的对照点，并记录每个水分监测点的空间坐标，连续观测3次，作为水分背景值；
[0095]第三步，继续观测，开采线临近研究区150m后，观测周期改为I~3天，同时观测对照区和研究区的土壤垂直水分变化，直到开采线远离研究区域150m时，更改观测周期为5~7天，开采线远离水分监测点300m以上时，更改观测周期为30天，直到检测水分差异不显著后为止。为减少光照、蒸发、露水、温度等的影响，定每天9点按顺序固定观测。
[0096]第四步，旨在排除降雨影响的水分含量校正:观测数据进行P = 0.05水平下的差异性检验，即发现对照区与研究区相同深度土壤水分均形成显著性差异(p〈0.05)，而对照区内部3个观测点相同深度土壤水分差异性不显著(p>0.05)。由此可得，与开采方向相反的远离开切眼150m处为土壤垂直含水量不受采煤沉陷影响的位置，则在较小的范围内，对照水分含量减去各观测值就可视为去除了降雨影响，即(U = (W5^i)-Wsaj))；
[0097]第五步，旨在得到去除空间变异影响的水分含量:将W_(ij与水分背景值叠加，即Wam ^j)减去背景值，就可获得考虑空间变异与降雨影响的采煤地裂缝对水分观测值:W(i；J) = (w对⑴-W观(U-W初⑴)，其中W对⑴为距离开切眼150m处条带的观测数据，W初⑴为其原始背景值。
[0098]运用该公式对不同区域的观测条带数据进行处理，得出开采行为对不同区域的土壤含水量的影响不同，且对表层土壤的影响大于深层土壤，但影响均不大。随开采的结束，土壤水分有一定的恢复，表层土壤恢复的较快，深层受影响时间较长。正在开采的研究区受影响要大于开采过后的区域，且非均匀沉陷区大于均匀沉陷区。
[0099] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于，包括: 选定沿开采走向反方向距离大于两倍煤层平均采深的非沉陷区域作为对照区，选定所述采煤沉陷地工作面开采线前端的未扰动区域作为测量区域；在所述测量区域，预计出均匀沉陷区域作为测量均匀沉陷区，预计出非均匀沉陷区域作为测量非均匀沉陷区； 在所述对照区、所述测量均匀沉陷区和所述测量非均匀沉陷区平行开切眼方向分别布设多个水分监测点，在每个所述水分监测点埋设具有一定观测深度的中子仪铝管； 在采煤过程中利用所述中子仪铝管对每个所述水分监测点进行动态观测，以所述测量均匀沉陷区和所述测量非均匀沉陷区的水分监测点为测量点，以所述对照区的水分监测点为对照点，获得每个所述测量点的水分观测值作为测量水分观测值Wsb (i j，获得每个所述对照点的水分观测值作为对照水分观测值Ww(i)，其中i代表观测深度，j代表开采线距离所述水分监测点的距离； 计算得到排除降雨影响校正值W除雨(i，j) = (W对⑴-W观(i，j))。
2.根据权利要求1所述的采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于，还包括: 将每个所述排除降雨影响校正值(ij减去对应的水分背景值得到去除空间变异影响的水分含量w(i，」)。
3.根据权利要求2所述的采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于，所述去除空间变异影响的水分含量W(ij采用如下方式获得: 观测在所述采煤过程前每个所述测量点的水分观测值作为背景值Wto⑴； 所述去除空间变异影响的水分含量W(u = (WM D-Wto ω)。
4.根据权利要求1所述的采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于: 所述测量点采用如下方式设置:在所述均匀沉陷区和所述非均匀沉陷区的垂直开采方向分别设置至少一条沉陷区观测条带，在每条所述沉陷区观测条带设置水分监测点作为所述测量点； 所述对照点采用如下方式设置:在非沉陷区域设置至少一条非沉陷区观测条带，在每条所述非沉陷区观测条带设置水分监测点作为所述对照点。
5.根据权利要求1所述的采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于，还包括: 确定所述开采线前后I = H0Xcotw的范围内为强影响区，其中:1为超前影响距，ω为超前影响角，Htl为煤层平均采煤度； 当所述开采线靠近所述水分监测点的距离大于I时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为10~45天/次； 当所述开采线接近所述水分监测点的距离 ≤I以及所述开采线远离所述水分监测点的距离< I时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为I~3天/次； 当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于I且小于或等于21时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为5~7天/次； 当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于21时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为15~45天/次。
6.根据权利要求1所述的采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于，还包括: 确定所述开采线前后Htl的范围内为强影响区，其中:?为煤层平均采煤度； 当所述开采线靠近所述水分监测点的距离大于Htl时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为10~45天/次； 当所述开采线接近所述水分监测点的距离< Htl以及所述开采线远离所述水分监测点的距离< Htl时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为I~3天/次； 当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于Htl且小于或等于2?时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为5~7天/次； 当所述开采线远离所述水分监测点的距离大于2?时，对所述水分监测点进行动态观测的观测频率为15~45天/次。
7.根据权利要求1所述的采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于，还包括: 对于所述水分监测点的观测深度为O~40cm时,每隔5cm观测一次； 对于所述水分监测点的观测深度为40~10cm时,每隔1cm观测一次； 对于所述水分监测点的观测深度大于10cm时，每隔20cm观测一次。
8.根据权利要求1所述的采煤沉陷地土壤垂直含水量动态变化的监测方法，其特征在于， 在所述中子仪铝管外侧露出地面一端O~40cm每隔0.5cm标注刻度。
【文档编号】G01V5/00GK104076048SQ201410315329
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】胡振琪, 王 义, 郭洋楠, 林杉, 王新静, 李强 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华神东煤炭集团有限责任公司, 中国矿业大学(北京)