基于GIS栅格单元的采煤沉陷地表土剥离时空确定方法

摘要

本发明涉及基于GIS栅格单元的采煤沉陷地表土剥离时空确定方法，属于采矿技术、土地利用和土地复垦领域，该办法包括：划分地面单元，获取各个地面单元开采前地面高程信息，分阶段进行沉陷预计，获取每个地面单元各个预测阶段高程属性，确定每个地面单元的积水时间，由此确定每个地面单元的表土剥离的时间。该发明方法通过划分地面单元，结合地下的开采阶段确定任意地面单元的积水时间及表土剥离时间的方法，清晰明了的确定何时在何地进行表土剥离活动，方法简单易懂，便于实际施工操作。使得高潜水位矿区的表土保护工作能够具体而定量化的进行。为后期的土地复垦提供保障，利于提高复垦耕地率，促进矿区土地资源的可持续利用与可持续发展。

主权项

一种基于GIS栅格单元的采煤沉陷地表土剥离时空确定方法，该方法包括以下步骤：1）划分地面单元：将地面划分为方格形地面单元，地面单元各边长度为H/20所得数的10位取整；H为平均采深，单位为米；2）获取各个地面单元开采前地面高程信息：21）首先将地面单元栅格化，栅格化单位选取为10m×10m，通过插值与拟合获取各栅格化单位的高程信息：22）选取各个地面单元中所有栅格化单位的高程的算数平均值作为各个地面单元的采前高程； A i = 1 n Σ k = 1 n h k - - - ( 1 ) 式（1）中，Ai为地面单元i的采前高程，hk为第k个栅格单元的高程；n为栅格单元的总数；3）获取各个地面单元各开采阶段的下沉量：31）将地下开采过程划分为j个开采阶段分别进行沉陷预测，分别将j个阶段的沉陷预计等值线进行插值与拟合，获取各个开采阶段栅格化单元的下沉量；32）选取各个开采阶段的地面单元中所有栅格化单位的下沉量的算数平均值作为各开采阶段地面单元的下沉量，各个开采阶段的地面单元下沉量（Hij）用式2表示： H ij = 1 n Σ k = 1 n s k - - - ( 2 ) 式（2）中，Hij为地面单元i在开采阶段j的下沉量，Sk为地面单元i的第k个栅格单元在开采阶段j的下沉量；n为栅格单元的总数；4）获取每个地面单元各个预测阶段的高程属性：通过叠加运算获取地面单元i在开采阶段j的高程属性Aij：Aij＝Ai‑Hij                    （3）式（3）中，Aij为地面单元i在开采阶段j的高程属性；Ai为地面单元i的采前高程；Hij为地面单元i在开采段j的下沉量；5）确定每个地面单元的积水时间，及表土剥离的时间：若Aij>Hq，则记录该单元的积水时间j；若Aij≦Hq，则接着计算下一开采阶段；由此确定每个地面单元的积水时间；则确保每个地面单元表土安全的剥离时间为积水出现的前一个阶段。