基于SBAS-InSAR技术的新疆某煤矿长时序地表形变监测与分析

摘要

煤炭是我国能源安全的保障和压舱石。煤矿过度开采,会导致矿区地表形成沉降漏斗、塌陷坑、地裂缝及滑坡等地质灾害。新疆某矿区长期开采,导致矿区地表出现严重地表形变,严重影响矿区安全生产和区域可持续发展。因此,采用有效方法监测矿区地表形变,对矿区灾害预警及治理具重要意义。为进一步研究分析矿区地表形变特征和时空演化规律,选取2017年1月23日至2022年12月23日共178景Sentinel-1A升轨雷达影像数据,利用SBAS-InSAR技术实测矿区2017—2022年地表形变信息,引入GACOS(generic atmospheric correction online service for InSAR)数据去除大气误差影响。基于此,对矿区地表形变空间分布特征、时空演化规律及地表形变驱动因素进行分析。结果表明:(1)整个监测期间,研究区地表形变以沉降为主,地面沉降分布较广,局部沉降明显;(2)地面沉降基本沿矿区开采走向,形成3条主要沉降条带。矿区2017—2022年最大平均沉降速率约118mm/a,2017年至2022年最大累计沉降量约580 mm,部分区域因形变速率过大出现失相干;(3)研究矿区仍在开采,地面沉降呈持续增加趋势。据沉降趋势推断,矿区需较长时间地表形变才可实现相对稳定;(4)研究矿区地表形变主要由煤矿开采造成,矿区地质构造与降水等是影响矿区地表变形的重要因素。研究证明,引入GACOS数据辅助的SBAS-InSAR技术进行煤矿区沉降监测,为矿区安全监测提供了新的技术方法。