CN114370852B - 工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法及系统，地面沉降盆地位于地面上，方法包括：布置分布式测试系统，其包括：与工作面走向中心线平行的地面测线、第一竖向钻孔和第二竖向钻孔；通过沉降数据采集装置获取煤层采动过程中地面测线上布置的每个沉降监测装置的空间位置数据，在钻孔内部布置光纤传感器，钻孔数据采集模块获取每个光纤传感器发送的测试值；步数据分析系统评价：数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组位移数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据、工作面初始位置、以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿工作面监测技术领域，尤其涉及一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法及系统。
背景技术
煤炭作为我国主体能源，在国民经济和社会发展中发挥了举足轻重的作用。但是大规模的煤炭资源开采带来了采动损害及广泛的环境效应。特别是随着采煤沉陷形成地面沉降盆地，造成得地质环境恶化，耕地数量减少，建（构）筑物受损，易地搬迁等人地矛盾的问题日益突出，同时还带来了不良的社会影响。如何对沉陷盆地发育过程进行动态评价是采煤塌陷地治理工作中重要的环节，对于推进矿山地质环境修复和矿区土地复垦意义重大。
现有采煤沉降盆地调研的通常针对地表沉陷进行的，其中水准测量、GNSS是常用的观测方法，上述两种数据采集受测试地形影响严重，在微变形观测的实现上存在观测成本高，测试数据评价难度大，离散数据干扰影响严重的问题；随着测试技术发展InSAR技术的发展促进了地表沉降观测评价分析方法的极大进步，能够实现全天候、全天时、高精度、连续空间覆盖等等特点。InSAR空间测试技术能够很好捕捉地表垂直方向位移变化，然而对于岩层内部移动参数的获取依然是存在一定难度。对于岩层内部岩移测试而言，主要采用方法有Sondex观测法、钻孔多点位移计、基岩标、分层标等测试方法，其中上述方法施工量大，并均存在数据采集难度大、难以实现动态监测的问题，测试周期和测试控制距离相对较短，不利于大数据、大样本量精确分析。在理论研究上主要以概率积分法和随机介质法为主，但是理论研究主要用作预计，最终沉降盆地的实际情况与预计结果往往会存在较大的偏差，而且，对于特殊的厚松散层以及急倾斜煤层的适用性也略显不足，其对于岩移内部变形问题的解决也是存在局限性的。虽然上述方法在实测中已经得到广泛应用，但是由于地层沉降变形的影响，测试数据偏差大，对于地面沉降盆地地层内部变形评价依然存在难以量化测试的难题，不利于精确定量得到地层内部变形岩移参数的获取。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一方面，提供了一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，所述地面沉降盆地位于地面上，所述方法包括：
步骤一、布置分布式测试系统：
所述分布式测试系统包括：与工作面走向中心线平行的地面测线、分别位于预测-10mm沉降线内部和外部的第一竖向钻孔和第二竖向钻孔，所述地面测线投影与所述工作面走向中心线在同一竖直平面内；
步骤二、布置数据采集系统：
在所述-10mm沉降线内部的地面测线上依次间隔布置多个沉降监测装置；
在所述-10mm沉降线外侧安装激光测试装置，通过激光测试装置获取煤层采动过程中地面测线上布置的每个沉降监测装置的空间位置数据；
分别在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部布置若干光纤传感器，形成分布式光纤传感器，记录每个光纤传感器的安装坐标；将钻孔数据采集模块与所有的光纤传感器连接，以通过钻孔数据采集模块获取每个光纤传感器发送的用于表征地层内部变形数据的测试值；
步骤三、数据分析系统评价：
数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组空间位置数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据、工作面初始位置、以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价。
作为本发明的进一步改进，步骤一中，所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔均采用负压钻进方式通过地面施工至工作面顶板上方。
作为本发明的进一步改进，步骤二中，沉降监测装置包括：沉降基台、标志杆、激光反射器；
其中，沉降基台底部埋地，顶部露出地面，标志杆设置在沉降基台的上表面，激光反射器布置于标志杆顶部。
作为本发明的进一步改进，步骤二中，激光测试装置包括第一激光测试模块和第二激光测试模块；所述在所述-10mm沉降线外侧安装激光测试装置包括：
在所述工作面走向中心线的前侧、且位于所述第一竖向钻孔远离所述第二竖向钻孔的一侧处安装第一激光测试模块；
在所述工作面走向中心线的后侧、且位于所述第二竖向钻孔远离所述第一竖向钻孔的一侧处安装第二激光测试模块。
作为本发明的进一步改进，步骤二中，分别在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部布置若干光纤传感器，形成分布式光纤传感器，记录每个光纤传感器的安装坐标，包括：
在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部依次下放若干光纤，下放完成后记录每个光纤的安装坐标，光纤传感器下放的方式如下：
将光纤尾端固定于引导器上，并附着于钢绞线外侧，使用设有固设长度的钻杆导送引导器，钻杆导送为续接方式，每导送一次，续接一根钻杆；
通过计量钻杆续接数量获得每个光纤传感器的安装深度，通过第一钻孔的位置和第二钻孔的位置，获取每个光纤传感器的平面位置，基于所述安装深度和平面位置得到每个光纤传感器的位置坐标。
作为本发明的进一步改进，步骤二中，通过钻孔数据采集模块获取每个光纤传感器发送的用于表征地层内部变形数据的测试值，包括：
等待第一钻孔和第二钻孔自动缩孔、塌孔，当第一钻孔和第二钻孔塌实后通过钻孔数据采集模块获得每个光纤传感器的测试初始值；
下部地层发生变形时，通过钻孔数据采集模块获取变形地层处光纤传感器发送的测试值。
作为本发明的进一步改进，步骤三包括：
基于已有地质资料建立地层剖面，在接收到初始工作面标注指令和钻孔指令时，在所述底层剖面上显示初始工作面、第一钻孔和第二钻孔；
根据输入的多个工作面回采位置数据获取多个当前工作面回采位置，根据多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据得到空间立体范围的数据表达，对预测沉降盆地变形和发育情况进行精确评价。
作为本发明的进一步改进，所述根据多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据的方式，包括：
针对一个工作面回采位置，根据输入的当日井下工作面进尺和历史的井下工作面进尺得到累计进尺数值，根据初始回采位置坐标和累计进尺数值得到当日工作面回采位置；
获取当日沉降监测装置的空间位置数据、以及当日的一组地层内部变形数据；
重复上述过程获得多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据。
另一方面，提供了一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价系统，所述地面沉降盆地位于地面上，所述系统包括：分布式测试系统、数据采集系统、以及与所述数据采集系统连接的数据分析系统；
其中，所述分布式测试系统包括：与工作面走向中心线平行的地面测线、分别位于预测-10mm沉降线内部和外部的第一竖向钻孔和第二竖向钻孔，所述地面测线投影与所述工作面走向中心线在同一竖直平面内；
所述数据采集系统包括：若干沉降监测装置、激光测试装置和地面钻孔数据采集装置，若干所述沉降监测装置设置在位于预测-10mm沉降线内部的地面测线上，所述激光测试装置设置在所述预测-10mm沉降线外侧；所述激光测试装置获取预测沉降盆地地表每一个沉降监测装置的空间位置数据，所述地面钻孔数据采集装置获取地层内部变形数据；
所述数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组空间位置数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据，以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明实施例提供的工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法及系统，能够定量评价塌陷区地层内部变形移动与地面空间关系，掌握煤层上覆地层采煤过程中地面沉陷变形的传递机理，建立地面与钻孔数据时空关系，准确分析地面沉降盆地各项参数及其环境影响要素。发明内容在地面沉降盆地评价方法上响应快，准确性好，可以形成全过程、立体空间的动态数据采集。基于该数据，能够通过对单一工作面开采，推广全面治理矿区采煤沉陷损毁程度的评价，为实现采煤与土地保护协调发展，提供技术支撑。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种分布式测试系统和数据采集系统的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种数据分析系统的评价流程图。
图3是本发明实施例提供的一种地面沉降预测图。
图4是本发明实施例提供的井地联合测试地面沉降盆地评价示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述。
本发明实施例提供了一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其中，工作面指代的是煤层工作面，地面沉降盆地位于地面上，如图1所示，方法包括：
步骤S1：布置分布式测试系统
如图1所示，所述分布式测试系统包括：与工作面走向中心线a平行的地面测线b、第一竖向钻孔c和第二竖向钻孔d，所述地面测线与所述工作面走向中心线在同一竖直平面内；
其中，所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔均通过地面施工至工作面顶板上方，所述第一竖向钻孔的地面空间位置位于预测-10mm沉降线内部的地面测线上，第二竖向钻孔的地面空间位置位于所述预测-10mm沉降线外侧的地面测线上；在施工标准中，常将预测-10mm沉降线内部的区域作为预测沉降区域，而位于预测-10mm沉降线之外的区域，可以视作不受影响。
第一竖向钻孔和第二竖向钻孔的地面钻孔施工工艺均采用负压钻进方式，即利用自重控制钻杆钻进力度，确保钻孔施工能够满足垂直度偏差≤1‰，钻进至设计监测深度。
步骤S2：布置数据采集系统
其中，所述数据采集系统包括：沉降监测装置、激光测试装置和地面钻孔数据采集装置，地面钻孔数据采集装置包括：钻孔数据采集模块和分布式光纤传感器；
步骤S2包括：
步骤S201、在所述-10mm沉降线内部的地面测线上依次间隔布置多个沉降监测装置。
在煤层开采过程中，预测沉降盆地会随着煤层工作面的施工而产生位移，从而带动沉降基台也产生位移，通过对该多个沉降监测装置在不同时刻的位置进行测量，能够对预测沉降盆地的地表变形进行监测。
为了保证其沉降监测装置随着-10mm沉降线内部的预测沉降盆地的位置能够同步位移，提高测准确性，在一种可能的实现方式中，沉降监测装置包括：沉降基台、标志杆、激光反射器；
其中，沉降基台底部埋地，顶部露出地面，标志杆设置在沉降基台的上表面，激光反射器布置于标志杆顶部。从而当预测沉降盆地发生位移时，沉降基台也会随之位移。
需要说明的是，沉降装置的数量和任意两个沉降监测装置之间的距离可以根据需要设定，本发明实施例对此不作具体限定，如现场布设沉降监测装置20组，现场沉降监测装置布设密度根据现场测线长度设置。
步骤S202、在所述-10mm沉降线外侧安装激光测试装置，通过激光测试装置获取煤层采动过程中地面测线上布置的每个沉降监测装置的空间位置数据。
每个沉降监测装置的空间位置数据包括X、Y、Z坐标，在煤层采用过程中，每个沉降监测装置均会随着预测沉降盆地发生位移，使得其空间位置数据发生变化，因此需要通过激光测试装置及时获取每个沉降监测装置的空间位置数据。
其中，Z坐标可通过人工读取标志杆外侧的刻度来获得，为准确获取其X、Y坐标，激光测试装置包括2个激光测试模块，分别为第一激光测试模块和第二激光测试模块，其安装方式如下：
步骤S2021、在所述工作面走向中心线的前侧、且位于所述第一竖向钻孔远离所述第二竖向钻孔的一侧处安装第一激光测试模块，如图1中A点（A基台处），
步骤S2022、在所述工作面走向中心线的后侧、且位于所述第二竖向钻孔远离所述第一竖向钻孔的一侧处安装第二激光测试模块，如图1中B点（B基台处）。
针对任意一个沉降监测装置而言，第一激光测试模块得到一组有关于X，Y的数据，第二激光测试模块得到另一组有关于X́，Y的数据，通过两组数据进行相互补充与验证，确保该测点位置发生偏移变化时，获得该沉降监测装置准确的（X，Y）坐标。每隔一段时间需要定期重复上述过程，可以获得该沉降监测装置在煤层开采过程中的位置变化数据组，而根据所有的沉降监测装置的位置变化数据组可以方便施工人员了解预测沉降盆地的地表的位移变化情况。
而为了保证激光测试模块能够与沉降监测装置相适配，以获得其有关于X́，Y的数据，每个激光测试模块均包括激光发射器、接收器和计算单元，计算单元分别与激光发射器和所述接收器连接，通过激光发射器发射激光，沉降监测装置上的激光反射器反射激光，接收器接收激光，计算单元通过发射激光的时刻和接收激光的时刻来获取有关于沉降监测装置中X́，Y的数据。
步骤S203、分别在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部布置若干光纤传感器，形成分布式光纤传感器，记录每个光纤传感器的安装坐标；将钻孔数据采集模块与所有的光纤传感器连接，以通过钻孔数据采集模块获取每个光纤传感器发送的测试值。
其中，上述测试值携带有光纤传感器标识，每一个光纤传感器标识均与一个光纤传感器一一对应，从而钻孔数据采集装置在获得任意一个测试值时，都能确定该测试值所对应的光纤传感器位置。
工作面回采过程中，上覆地层会发生沉降变形，其变形由下至上发育，当下部地层发生变形时，分布式光纤首先感知其下部变形发生的位置；随着沉降形变向上发展至地面时，地面沉降监测装置再感知其变形的发生。
因此，在第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内布设光纤传感器，根据井下工作面的回采位置，钻孔内处于不同深度的光纤传感器依次对发生的形变进行捕捉，能够对因工作面回采导致的下部变形进行监测。
本实施例中，光纤传感器为单根全钢绞锚固型光纤，该步骤包括：
步骤S2031、在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部依次下放若干光纤，下放完成后获得每个光纤的安装坐标。
其中，光纤传感器下放的方式如下：将光纤尾端固定于引导器上，并附着于钢绞线外侧，使用钻杆导送引导器，钻杆导送为续接方式，即每导送一次，续接一根钻杆，由于钻杆长度是固定的，则通过计量钻杆续接数量获得每个光纤传感器的安装深度，通过第一钻孔的位置和第二钻孔的位置，获取每个光纤传感器的平面位置，从而得到每个光纤传感器的位置坐标。
步骤S2032、等待第一钻孔和第二钻孔自动缩孔、塌孔，当第一钻孔和第二钻孔塌实后通过钻孔数据采集模块获得每个光纤传感器的测试初始值。
其中，上述第一钻孔和第二钻孔踏实的时间一般为15天～40天不等；初始值可基于钻孔数据采集模块向每个光纤传感器发送测试信号后，由每个光纤传感器发送而得到。
钻孔数据采集模块在接收到每个光纤传感器的测试初始值后，基于所有的测试初始值得到测试背景数据。
步骤S2033、下部地层发生变形时，通过钻孔数据采集模块获取变形地层处光纤传感器发送的测试值。
下部地层发生变形时，钻孔内的部分光纤也会发生形变得到测试值，并将测试值发送至钻孔数据采集模块，数据采集模块基于测试值和测试初始值获得剔除背景数据后的应变值σ1，σ2，σ3，σ4，σ5，σ6，σ7，σ8……，应变数值的大小即反应地层位置形变程度的大小。
由此可根据得到的应变值大小，以及各个应变值对应的光纤传感器的安装位置来获得地层内部变形数据。
步骤S3：数据分析系统评价
数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组空间位置数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据、工作面初始位置、以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价。
该步骤包括：
步骤S301、数据分析系统基于已有地质资料建立地层剖面，在接收到初始工作面标注指令和钻孔指令时，在所述底层剖面上显示初始工作面、第一钻孔和第二钻孔；
步骤S302、根据输入的多个工作面回采位置数据获取多个当前工作面回采位置，根据多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据得到空间立体范围的数据表达，对预测沉降盆地变形和发育情况进行精确评价。
在开采过程中，沉降监测装置的位置数据和内部变形数据都会随着工作面回采位置的变化而变化，因此，获得多个工作面回采位置、沉降监测装置的位置数据和内部变形数据即形成工作面、地层内部、地表三位一体的空间数据，从而基于该空间数据实现对预测沉降盆地变形和发育情况进行精确评价，其整体流程如图2所示。
其中，根据多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据的方式，可采用下述步骤S3021-步骤S3023：
步骤S3021、根据输入的当日井下工作面进尺和历史的井下工作面进尺得到累计进尺数值，根据初始回采位置坐标和累计进尺数值得到当日工作面回采位置；
步骤S3022、获取当日沉降监测装置的空间位置数据、以及当日的一组地层内部变形数据。
重复步骤S3021-步骤S3022获得多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据。
本发明中，任意两个当日可以为连续日进行，即，每日均获得上述数据，或者，间歇日进行，任意两次的时间间隔时间可以根据测试要求和开采进度进行设置，例如设定为1周至3周不等。
而根据多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据得到空间立体范围的数据表达，对预测沉降盆地变形和发育情况进行精确评价的方式可采用下述步骤S3023-这步骤S3026。
步骤S3023、判断当日每个沉降监测装置的空间位置数据与预先设定值相比是否发生变化，当确定每个空间位置数据均未发生变化时，执行步骤S3024-S3025；当确定有任一空间位置数据发生变化时，执行步骤S3026。
步骤S3024、根据当日获得的一组地层内部变形数据和所述当日工作面回采位置生成一组所述地层剖面的形变剖面图；
根据工作面位置与钻孔光纤变形所发生的位置的空间连线，结合应变数值的大小，结合形变每一次形变可以展示一组形变剖面图。
步骤S3025、基于多组形变剖面图得到预测模型，所述预测模型用于确定超前影响角变化情况、垂向位移变化情况、以及预测内部变形边界移动趋势；在实际回采中的各个因素变化情况如图3和图4所示，图4中的W1、W2、W3、W4均为沉降盆地下沉曲线，而通过预测模型可以准确的得到上述结果。
通过该预测内部变形边界移动趋势和工作面回采工艺（采高、采速、日回采进度）构建多因素信息熵分析系统，能够指导回采过程。例如：基于预测内部边界移动趋势确定位于当前预测沉降区地面上有建筑时，可暂停施工，或者调整采高、采速、日回采进度，以防止建筑忽然坍塌。
步骤S3026、根据所有的空间位置数据对所述预测模型进行比对，获得校正参数，得到精确的模型，对预测沉降盆地变形和发育情况进行精确评价。
需要说明的是，在煤层开采过程中，由于地层会发生沉降变形，其变形由下至上发育，因此，步骤S3024-步骤S3026是依次进行的，即，初始阶段，仅有地层内部发生变形，那么数据分析系统获得预测模型；而随着变形的逐渐扩大，后期地表也会发生变形，此时数据分析系统即可获取实际变形情况，以此对预测模型进行校正。
本发明实施例提供的工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，能够定量评价塌陷区地层内部变形移动与地面空间关系，掌握煤层上覆地层采煤过程中地面沉陷变形的传递机理，建立地面与钻孔数据时空关系，准确分析地面沉降盆地各项参数及其环境影响要素。发明内容在地面沉降盆地评价方法上响应快，准确性好，可以形成全过程、立体空间的动态数据采集。基于该数据，能够为采煤沉陷地层治理和恢复提供科学、可靠的治理时机和技术方法选择，还能够通过对单一工作面开采，推广全面治理矿区采煤沉陷损毁程度的评价，为实现采煤与土地保护协调发展，提供技术支撑。
另外，本发明实施例还提供了一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价系统，所述地面沉降盆地位于地面上，所述系统包括：分布式测试系统、数据采集系统、以及与所述数据采集系统连接的数据分析系统；
其中，所述分布式测试系统包括：与工作面走向中心线平行的地面测线、分别位于预测-10mm沉降线内部和外部的第一竖向钻孔和第二竖向钻孔，所述地面测线投影与所述工作面走向中心线在同一竖直平面内；
所述数据采集系统包括：若干沉降监测装置、激光测试装置和地面钻孔数据采集装置，若干所述沉降监测装置设置在位于预测-10mm沉降线内部的地面测线上，所述激光测试装置设置在所述预测-10mm沉降线外侧；所述激光测试装置获取预测沉降盆地地表每一个沉降监测装置的空间位置数据，所述地面钻孔数据采集装置获取地层内部变形数据；
所述数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组位移变化数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据，以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其特征在于，所述地面沉降盆地位于地面上，所述方法包括：
步骤一、布置分布式测试系统：
所述分布式测试系统包括：与工作面走向中心线平行的地面测线、分别位于预测-10mm沉降线内部和外部的第一竖向钻孔和第二竖向钻孔，所述地面测线投影与所述工作面走向中心线在同一竖直平面内；
步骤二、布置数据采集系统：
所述数据采集系统包括：沉降监测装置、激光测试装置和地面钻孔数据采集装置，地面钻孔数据采集装置包括：钻孔数据采集模块和分布式光纤传感器；
步骤包括：
在所述-10mm沉降线内部的地面测线上依次间隔布置多个沉降监测装置；
在所述-10mm沉降线外侧安装激光测试装置，通过激光测试装置获取煤层采动过程中地面测线上布置的每个沉降监测装置的空间位置数据；
分别在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部布置若干光纤传感器，形成分布式光纤传感器，记录每个光纤传感器的安装坐标；将钻孔数据采集模块与所有的光纤传感器连接，以通过钻孔数据采集模块获取每个光纤传感器发送的用于表征地层内部变形数据的测试值；
步骤三、数据分析系统评价：
数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组空间位置数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据、工作面初始位置、以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价；
所述步骤三包括：
步骤S3021、根据输入的当日井下工作面进尺和历史的井下工作面进尺得到累计进尺数值，根据初始回采位置坐标和累计进尺数值得到当日工作面回采位置；
步骤S3022、获取当日沉降监测装置的空间位置数据、以及当日的一组地层内部变形数据；
重复步骤S3021-步骤S3022获得多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据；
步骤S3023、判断当日每个沉降监测装置的空间位置数据与预先设定值相比是否发生变化，当确定每个空间位置数据均未发生变化时，执行步骤S3024-S3025；当确定有任一空间位置数据发生变化时，执行步骤S3026；
步骤S3024、根据当日获得的一组地层内部变形数据和所述当日工作面回采位置生成一组地层剖面的形变剖面图；
步骤S3025、基于多组形变剖面图得到预测模型，所述预测模型用于确定超前影响角变化情况、垂向位移变化情况、以及预测内部变形边界移动趋势；
步骤S3026、根据所有的空间位置数据对所述预测模型进行比对，获得校正参数，得到精确的模型，对预测沉降盆地变形和发育情况进行精确评价。
2.根据权利要求1所述的一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其特征在于，步骤一中，所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔均采用负压钻进方式通过地面施工至工作面顶板上方。
3.根据权利要求1所述的一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其特征在于，步骤二中，沉降监测装置包括：沉降基台、标志杆、激光反射器；
其中，沉降基台底部埋地，顶部露出地面，标志杆设置在沉降基台的上表面，激光反射器布置于标志杆顶部。
4.根据权利要求3所述的一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其特征在于，步骤二中，激光测试装置包括第一激光测试模块和第二激光测试模块；所述在所述-10mm沉降线外侧安装激光测试装置包括：
在所述工作面走向中心线的前侧、且位于所述第一竖向钻孔远离所述第二竖向钻孔的一侧处安装第一激光测试模块；
在所述工作面走向中心线的后侧、且位于所述第二竖向钻孔远离所述第一竖向钻孔的一侧处安装第二激光测试模块。
5.根据权利要求1所述的一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其特征在于，步骤二中，分别在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部布置若干光纤传感器，形成分布式光纤传感器，记录每个光纤传感器的安装坐标，包括：
在所述第一竖向钻孔和第二竖向钻孔内部依次下放若干光纤，下放完成后记录每个光纤的安装坐标，光纤传感器下放的方式如下：
将光纤尾端固定于引导器上，并附着于钢绞线外侧，使用设有固设长度的钻杆导送引导器，钻杆导送为续接方式，每导送一次，续接一根钻杆；
通过计量钻杆续接数量获得每个光纤传感器的安装深度，通过第一钻孔的位置和第二钻孔的位置，获取每个光纤传感器的平面位置，基于所述安装深度和平面位置得到每个光纤传感器的位置坐标。
6.根据权利要求1所述的一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其特征在于，步骤二中，通过钻孔数据采集模块获取每个光纤传感器发送的用于表征地层内部变形数据的测试值，包括：
等待第一钻孔和第二钻孔自动缩孔、塌孔，当第一钻孔和第二钻孔塌实后通过钻孔数据采集模块获得每个光纤传感器的测试初始值；
下部地层发生变形时，通过钻孔数据采集模块获取变形地层处光纤传感器发送的测试值。
7.根据权利要求1所述的一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价方法，其特征在于，步骤三还包括：
基于已有地质资料建立地层剖面，在接收到初始工作面标注指令和钻孔指令时，在所述地层剖面上显示初始工作面、第一钻孔和第二钻孔。
8.一种工作面井地联合测试地面沉降盆地的精确评价系统，其特征在于，所述地面沉降盆地位于地面上，所述系统包括：分布式测试系统、数据采集系统、以及与所述数据采集系统连接的数据分析系统；
其中，所述分布式测试系统包括：与工作面走向中心线平行的地面测线、分别位于预测-10mm沉降线内部和外部的第一竖向钻孔和第二竖向钻孔，所述地面测线投影与所述工作面走向中心线在同一竖直平面内；
所述数据采集系统包括：若干沉降监测装置、激光测试装置和地面钻孔数据采集装置，若干所述沉降监测装置设置在位于预测-10mm沉降线内部的地面测线上，所述激光测试装置设置在所述预测-10mm沉降线外侧；所述激光测试装置获取预测沉降盆地地表每一个沉降监测装置的空间位置数据，所述地面钻孔数据采集装置获取地层内部变形数据；
所述数据分析系统根据已有地质资料、由激光测试装置在不同监测时刻发送的多组空间位置数据、地面钻孔数据采集装置在不同监测时刻发送的多组地层内部变形数据，以及输入的工作面回采位置数据对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价；
所述数据分析系统对预测沉降盆地变形和发育情况进行评价的方法包括：
步骤S3021、根据输入的当日井下工作面进尺和历史的井下工作面进尺得到累计进尺数值，根据初始回采位置坐标和累计进尺数值得到当日工作面回采位置；
步骤S3022、获取当日沉降监测装置的空间位置数据、以及当日的一组地层内部变形数据；
重复步骤S3021-步骤S3022获得多个当前工作面回采位置、多组空间位置数据和多组地层内部变形数据；
步骤S3023、判断当日每个沉降监测装置的空间位置数据与预先设定值相比是否发生变化，当确定每个空间位置数据均未发生变化时，执行步骤S3024-S3025；当确定有任一空间位置数据发生变化时，执行步骤S3026；
步骤S3024、根据当日获得的一组地层内部变形数据和所述当日工作面回采位置生成一组地层剖面的形变剖面图；
步骤S3025、基于多组形变剖面图得到预测模型，所述预测模型用于确定超前影响角变化情况、垂向位移变化情况、以及预测内部变形边界移动趋势；
步骤S3026、根据所有的空间位置数据对所述预测模型进行比对，获得校正参数，得到精确的模型，对预测沉降盆地变形和发育情况进行精确评价。
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