顾及矿区地貌特征的开采沉陷三维可视化实现方法

针对已有开采沉陷三维可视化方法中不能考虑矿区地貌特征的不足,通过在开采沉陷预计程序中增加高程修正计算功能,对矿区地表高程进行下沉修正计算,并借助Surfer实现了顾及矿区地貌特征的开采沉陷三维可视化。该方法操作和实现简单,实现了对矿区地表塌陷后真实状况的三维可视化预计。实例应用表明,相比已有开采沉陷三维可视化方法,利用该方法生成的三维表面,更能够形象直观地表现矿区地表塌陷后的移动和变形状况,为方便进行开采沉陷防灾减灾工程的设计提供了依据。     

煤矿采空区地表沉陷可视化仿真

为实现煤矿采空区地表沉陷可视化,结合MATLAB仿真技术,利用矿区地质煤层条件和岩移观测参数及地表沉陷有关数据,建立采空区地表沉陷以动态时间函数结合概率积分法的预计模型,对煤矿开采造成的地面沉陷区进行仿真计算和分析.结果表明:该方法能反映地表移动的动态特征,实现了煤炭开采对地面动态沉陷影响的较为精确的分析与计算,可以直观而精确地对地表变形各种图形自动绘制,为其它矿区制定采煤采空区的预防和治理方案提供一个交互的三维仿真平台及可靠依据.     

基于VTK的地下矿开采沉陷预计研究与实现

为对地表沉陷进行方便准确的预计,以大型可视化工具包VTK为开发平台,对VTK过滤器进行扩展,将开采沉陷预计算法写入VTK过滤器,实现地下矿开采沉陷预计及三维可视化.首先设计vtk Conforming Delaunay2D类,实现相容Delaunay三角化,得到高质量的地表模型;再根据沉陷预计模型,设计开采沉陷预计过滤器vtk Subsidence Filter,实现沉陷计算;然后基于VTK实现属性提取和后处理,进而实现沉陷地表的动态更新;最后建立VTK流水管线,将结果三维可视化.该方法突破了以往VTK主要用于三维可视化的局限,通过扩展VTK过滤器,拓宽了其专业应用.研究成果可用于地下煤矿与金属矿开采沉陷预计、开采沉陷的土地资源管理与复垦以及自然崩落法放矿的矿岩接触面模拟.     

基于无人机激光雷达技术的开采沉陷监测方法与参数反演

矿区开采沉陷监测与预测对于煤炭安全生产来说至关重要,目前煤矿地表沉陷监测的主流手段均有一定的局限性,存在精度与效率不能兼得的问题。利用无人机激光雷达（UAV LiDAR）技术可以实现矿区地表三维点云的快速获取,建立多期数字高程模型（DEM）,两期DEM相减即可得到沉陷盆地,具有高效高精的特点。本文对无人机激光雷达地表沉陷监测的原理流程和概率积分预计参数动态反演方法进行了分析讨论,以内蒙古唐家会煤矿为例,设计了无人机激光雷达飞行方案,采集了两期激光点云数据,并对实测数据进行了组合解算、融合、滤波,建立两期DEM,求取了观测时间段内的地表下沉盆地,并进行了全盆地动态反演,得到测区概率积分预计参数。实验结果DEM精度分别为0.034mm和0.037mm;下沉盆地精度为0.050mm,结果对于煤矿开采沉陷监测与预测来说是相对可靠的,为无人机激光雷达应用于地表监测提供了案例。     

基于MO的地表移动观测站设计系统开发

为了实现观测站设计数据与图形统一管理,以及地表移动观测站的设计、自动化处理、及结果的可视化输出,利用VB.NET和MapObjects的无缝结合进行系统开发。以淮南矿业集团某矿区综采工作面地表岩移数据为例,验证了该系统,充分体现了GIS组件在解决有关开采沉陷的预计分析、变形监测和其保护问题中的实用性和有效性,对矿山开采一体化系统的开发具有指导意义。     

SuperMap系统在开采沉陷预计分析中的应用

地理信息系统空间数据的获取、存储、分析、处理和显示等技术，对研究和解决有关开采沉陷的预计分析、变形监测和其防护问题是相当实用和有效的。为了充分利用现有的地理信息系统软件所具有的强大的空间分析和图形显示功能，减少开发开采沉陷预计分析系统软件的工作量和缩短其开发周期，本文首先介绍了SuperMap地理信息系统软件和将其应用到开采沉陷预计分析中的必要性和意义，然后阐述了利用SuperMap和VC 6．0进行无缝结合来实现开采沉陷预计分析系统的开发过程和方法。利用该系统实现了矿区工作面地表移动变形的动态演示、图形的绘制、空间数据的分析和损害等级的评定等。     

矿区地表变形等值线图的自动绘制

分析了开采沉陷预计矿区地表变形等值线绘制的研究现状和微软最新软件开发工具VB2008(Visual Basic 2008)的新特性,提出基于VB2008开发地表变形等值线绘制程序的方法.对开采沉陷预计系统数据输出格式(格网)的基本特性和等值线追踪多义性问题的发生进行了研究,提出增加预计点的多义性解决方案;对等值线自动标注的原则和要点进行研究后,提出基于方位角的标注算法;研究了DXF图形交换文件格式特点和等值线实体、标注实体特性.通过运用VB2008的GDI+函数库,WPF用户界面技术,编程实现了基于格网的地表变形等值线自动追踪,自动标注,DXF文件生成.该模块能较好地提高开采沉陷预计系统的工作效率,软件集成度,方便用户使用.     

煤矿开采动态地表下沉预计算法

针对煤矿地下开采造成岩层及地表移动随时空变化、开采时间与空间的变化对地表移动变形影响等问题,为准确预测开采过程中的地表移动变形,对开采沉陷的影响函数预计方法进行了理论分析与应用研究.应用数值积分方法,通过数学建模实现了开采沉陷预计系统.明确了开采沉陷动态移动变形模型的具体算法,提出了通过倾向微元化达到顾及主要影响半径随采深变化的方法,使得缓倾斜煤层的使用Knothe模型得以实现.应用VB开发了开采沉陷地表动态移动变形系统,并通过现场实测数据验证了动态预计算法的正确性.     

DTM在开采沉陷可视化预计中的应用

数字地面模型(DTM)具有强大的三维可视化分析和空间模拟功能，它可以代替等高线对地形表面的描述，能满足对等高线数据相同的各种需求。为了充分地利用地质、矿山等许多领域的三维原始数据，以开采沉陷预计为研究对象，首先提出了将DTM用于地表移动变形可视化预计的意义，然后对其DTM构造的思路和方法进行了研究，最后，结合实例，介绍了将DTM用于开采沉陷可视化预计可以得到的最终成果。     

大宁矿区开采沉陷规律研究

通过对大宁煤矿一个正在开采的工作面进行地面沉陷监测,结合该矿的实际资料,对大宁矿区开采沉降规律进行实测研究,得到了开采沉陷基本参数和典型的山区地表移动分布特征,为以后的矿区开采及地表开采沉陷治理提供理论依据.     

开采沉陷的地表移动规律初探

煤炭资源开采造成的地面沉陷是一种危害很大的地质灾害,不仅破坏耕地、损坏地面建筑物,严重影响着生态环境,已成为环境工程研究的重要课题之一。本文以某矿开采沉陷为例,利用微机进行数据处理、分析,在此基础上探讨了沉陷体的地表移动规律,对矿区开展防灾减灾工作具有积极的现实意义。     

陕北侏罗纪煤田采动损害现状及评价方法

为有效地对开采后的矿区进行环境修复和生态重建,针对陕北侏罗纪煤田之神府、榆神、榆横矿区的地质采矿条件、开采沉陷损害和矿区生态环境的现状进行现场调查和分析,总结了陕北侏罗纪煤田采动过程中生态及环境破坏现状。采用分区的评价方法,依据地形、地貌将其分为2个一级区,在此基础上依据地质条件、环境条件进行二级分区;再以煤层赋存条件、开采方法、开采沉陷损害程度及特征等因素进行三级分区。分别给出了各区的范围、损害特征、损害程度,确定了评价陕北侏罗纪煤田开采损害级别与判定条件,为陕北侏罗纪煤田生态重建提供了理论依据。     

基于元胞自动机模型的开采沉陷模拟

 开采沉陷模拟对矿区的环境治理和生态恢复具有重要意义.本文将开采沉陷理论与地理元胞自动机相结合,基于GIS平台,以VS2010为开发工具,利用面向对象的方法,构建了开采沉陷元胞空间,探讨了开采沉陷元胞自动机模型的框架结构及实现方法,构建了开采沉陷模拟对象关系图,建立了开采沉陷元胞自动机演化模型.以山西某煤矿为例,开发了开采沉陷元胞自动机原型系统,根据研究区的煤层条件和开发方法,进行了模拟实验,分析未来开采沉陷的演变过程,为土地复垦和生态修复提供依据.结果表明,采用面向对象的方法能够较好地进行开采沉陷系统分析和开发,基于GIS和CA进行开采沉陷模拟,开发方便,系统兼容性好,能够展示更多的时空信息,便于数据管理.在空间划分上,CA模型能够与传统的预计方法有机融合,较为准确地预测未来的地表塌陷损毁情况,为塌陷区治理提供依据.由于开采沉陷涉及的学科较多,未来还需进一步完善演化模型,探讨三维空间下的系统演化过程,提高模拟的真实感和实用性.     

东北煤矿区地表下沉系数规律研究

以东北煤矿区现场所获得的大量实测资料为依据，分析研究了地表下沉系数与覆岩岩性、开采深度、采动性质、采煤方法及顶板管理方法等影响因素之间的变化规律，建立起了其统计关系，并对参数的置信区间进行了估算。所得结果对矿区地表移动与变形预测参数的选取具有重要参考价值。     

西部黄土山区开采沉陷变形数值模拟研究

西部黄土山区开采沉陷变形规律远比平原地区复杂多变。以陕西铜川厚黄土山区采矿地质条件构建不同斜坡组合与平地条件的计算模型,通过FLAC-3D数值模拟分析了单一斜坡、凸形和凹形组合斜坡条件下地表侧向滑移引起的水平移动和下沉分布特征,并绘出了地表开采沉陷与斜坡侧向滑移分布曲线。进一步分析表明,当开采沉陷引起的水平位移及其变形与斜坡向下坡方向的滑移变形方向一致时,在地表形成两者的叠加,增大了斜坡体的变形;当两者方向相反时则导致2种变形部分"抵消"。上述采动斜坡中开采沉陷与坡体侧向滑移的"叠加"效应,导致了黄土山区地表沉陷变形规律的复杂性。     

条带开采沉陷预测分析与工程应用

为了合理确定条带开采留宽长度,模拟条带开采引起的地表变形,开挖环境的工程措施要求、保护对象的空间位置和开采岩层的情况,选用相应的条带开采沉陷机理、计算模型和计算方法,用以预测设计开采区的地表变形以及采后数据整理.全部工作是在自行研发的软件包的基础上完成,实现了地表变形计算的可视化分析系统.依据马蹄沟煤矿地面观测资料及采区的地质开采条件为基础,应用该系统,指导该矿成功的在河流及建筑物下开采,做到了准确预测预报.