基于Landsat-8的煤火监测方法研究

为了监测乌达矿区煤火的变化趋势,减少因煤自燃引起的经济损失,根据landsat-8卫星影像数据采用辐射传输方程法,单窗算法,劈窗算法等反演了内蒙古乌达矿区的地表温度,提取了煤火信息,并结合内蒙古乌达市环境监测中心站提供的数据和实地考察,验证地表反演结果的有效性。结果表明:几种反演算法得到的结果与地下煤火区地表温度的空间分布一致,其中劈窗算法综合考虑了两个热红外波段,其反演结果与实测温度值的差值较小,约为0.5℃,与地面实测值一致性比较好,高温异常区范围明显,在地下煤火反演中具有一定的适用性。

基于遥感和GIS的内蒙古乌达矿区煤火变化监测研究

以1997年TM和2002年ETM+热红外及多光谱遥感影像作为基本信息源,利用多时相热红外影像的煤田火灾识别技术及GIS技术提取煤火信息,通过叠置分析研究了煤田火灾随时间的变化过程。结果显示,1997～2002年期间,内蒙古乌达矿区煤火发生了显著变化,煤火范围逐渐扩大,煤火强度逐渐增强,平均每年增加煤火面积达6210m2。

基于DS-InSAR的乌达煤田火区长时序地表形变监测与分析

煤火燃烧不仅浪费了大量煤炭资源,而且严重破坏了火区生态环境,而传统监测方法存在范围小、频率低、成本高、危险大等问题。为此,研究了一种基于分布式目标合成孔径雷达干涉测量(distributed scatterer interferometric synthetic aperture Radar,DS-InSAR)技术的煤田火区监测方法。该方法通过快速同质点识别算法(fast statistically homogeneous pixels selection,FaSHPS)选取同质点,然后利用特征值分解方法对这些同质点进行相位优化,并根据时间相干性获取最终的分布式目标,最后结合短基线集(small baseline subsets,SBAS)InSAR处理步骤解算时序地表形变。以2017年3月—2019年4月63景Sentinel-1A影像为数据源,利用本文方法获取了乌达煤田时序地表沉降,并与临时相干点合成孔径雷达干涉测量(temporarily coherent point interferometric synthetic aperture Radar,TCP-InSAR)技术监测结果进行了可靠性验证,结果表明:两者间的相关系数为0.84,监测点位密度比TCP-InSAR提高1.24倍;乌达煤田存在严重的地表形变现象,研究区域内最大形变速率为-215 mm/a;煤火区在秋冬季节地表形变变化相对较快,且具有多个形变延伸方向及发育程度不同的沉降中心。

乌达煤田火灾Landsat-8/TIRS遥感动态监测

为了更加方便和准确地对实施灭火工程之后的乌达煤田火区变化情况进行监测,以覆盖乌达地区的Landsat-8卫星遥感影像为基础,采用普适性单通道算法对煤田地表温度开展了反演研究,通过设定一定的阈值提取了煤田火区的空间分布,并利用相邻时间多幅影像提取的相似结果验证了煤田火区监测结果的可靠性,最后依据时间序列监测结果分析了2015—2017年煤田火区分布的变化情况。结果表明:提取出的煤田火区分布范围明显,且具有较高的可靠性;近3年乌达煤田煤火分布范围基本稳定,但有增大的趋势。

宁夏汝箕沟煤火遥感探测与效果

以宁夏回族自治区汝箕沟煤矿区为例,在系统研究和分析矿区地质、煤层自燃机理的基础上,探讨了应用遥感技术实现快速、精确探测煤田火区分布,构建煤火预警与监测体系的可行性。

双频激电法在圈定煤矿火区中的应用

运用双频激电法在煤矿火区做了探索性的试验,并辅以活性炭测氡法,两种方法的结果吻合较好,得到了钻孔验证。结果表明：煤矿火区上方双频激电法异常反应非常明显,视幅频率数值是正常区背景值的2倍,呈高视幅频率特征;而视电阻值则是正常区背景值的50%~75%,呈低视电阻率异常特征;同时在火区上方出现高氡值异常,且氡值波动较大。试验证明,运用双频激电法可探测不同埋深的煤矿火区,是值得推广的。该方法还可用于对煤矿火区范围的动态监测。

高速公路下伏自燃采空区路基煤火热传递数值分析

以高填方公路路基下伏煤层自燃病害治理为背景,利用钻孔测温探测法对路线两侧的煤层自燃情况和地层岩性变化情况进行勘察。基于在路基两侧的钻孔探测,获得了地层温度监测数据和岩层变化情况。经统计分析,确定路基下部煤层燃烧区域、燃烧深度、燃烧烈度。采空区煤层燃烧热源位于地下约50 m深度处,沿竖向钻孔的温度分布呈抛物线形。温度从地表向下分为四个区:地表路基常温区、一般岩层温度异常区、煤质岩层温度异常区、深部常温区。对石灰黄土混合料在煤田火区填筑路基中隔热密封性进行了验证,探测结果表明在路基内并未出现200℃以上的异常高温,证明石灰黄土混合料路基对地表有很好的密封及隔热作用。