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.     

开采沉陷预计中参数误差对移动变形值的影响

针对开采沉陷预计中的概率积分法，分祈了由于主要预计参数的误差而导致移动变形值的误差．并且分析了其对应的变化规律和关系。     

煤岩开采与地表沉陷的预计程序

在阐述应用概率积分法进行煤炭开采与地表沉陷的分析和应用三次样条插值法进行沉陷图形绘制的理论之基础上，介绍了煤岩开采与地表沉陷的预计程序的技术特点．举例说明了该软件最终输出的等值线图以及地表沉陷成果表．     

断层影响下开采沉陷预计研究

在地质条件复杂,特别是遇到断层的情况下,地表沉陷的正常规律被掩盖,表现出特殊的规律性.对断层影响下的开采沉陷预计问题进行了研究,建立了基于概率积分法的预计模型.在该模型中,将开采引起断层的离层空间看成一个等效倾斜采空区,分别计算实际采空区和等效采空区对地表的影响,然后将两者叠加起来,得到地表变形.基于AutoCADVBA平台,利用该预计模型开发了预计程序.运用该程序可以预计计算出断层影响下地表的:下沉值(W)、水平移动值(U)、倾斜值(i)、曲率值(k)、水平变形值(ε).程序能以栅格或是矢量数据格式输出变形曲线.通过与实测资料对比,验证了该模型的正确性.     

高速公路下伏多层采空区地表沉陷的预计评价方法

介绍多层采空区地表沉陷预计的概率积分法，采用闭合矩形分块段积分模型，可以适应采深，采厚、煤层倾角和开采形状的变化以及复杂多个走向采空区的情况，提高程序的通用性和预计评价精度，通过计算单元的坐标变换可以方便地预计倾斜煤层地表沉降的影响，改变传统的上山下山方法，实例计算结果表明，水平变形，地表斜率和曲率沿公路轴向和横向变化均较大，远远超过允许值，该采空区必须进行处治。     

基于改进概率积分法的倾斜条带状工作面开采沉陷预计研究

常规概率积分法适用于水平和近水平煤层开采沉陷预计,对倾斜煤层的开采沉陷预计存在较大误差,为此,借鉴变步长数值积分的思想,提出倾斜条带状工作面开采沉陷预计的改进概率积分法,设计了新的计算模型;具体做法是：将工作面在埋深方向用二分法划分为多个子工作面,从而将倾斜工作面的开采沉陷预计转化为多个水平子工作面的开采沉陷预计;对细分级数f ,进行 f轮计算;对第i(i=1,2,...,f-1) 轮计算,工作面被等分为2ⁱ 个子工作面,进行 2ⁱ次迭代计算;第 i轮迭代计算后,再将每个子工作面在深度方向进行二分,继而进行下轮迭代计算,重复进行,直到前后两轮计算结果差值的均值和方差均在目标范围内。证明了该算法的收敛性;算法分析表及应用实例明,该方法消除了倾角和平均深度对倾斜煤层开采沉陷的误差,计算模型更加科学,计算结果更可信,适用于任意倾斜条带状煤层和非煤地下矿较规整采场开采沉陷预计,以及自然崩落法矿岩接触面模拟。     

概率积分法在煤矿采空区地表变形动态评价中的应用

开采沉陷是由于煤矿地下煤层的开采导致的一种主要的地质灾害类型，对土地的破坏非常严重。由于目前我国土地资源的日益紧张，在开采沉陷区修建建筑物成为发展方向，所以研究开采沉陷造成的地表变形，并对其稳定性进行评价，具有非常重要的意义。本论文应用概率积分法对肥城曹庄煤矿造成的地表变形稳定性进行了评价，取得了良好的效果。     

任意形状工作面开采地表移动变形预计的算法实现

针对目前矿山生产的现状，对任意形状工作面开采地表移动变形的预计算法进行了研究。应用概率积分法的基本原理，结合生产实际，运用VC 语言，开发了地表移动变形预计系统。本系统采用面向对象的技术和方法进行数据组织，基于剖面线算法实现图形分割和网格的自动生成，实现了任意形状工作面开采的移动变形预计、预计结果的可视化输出。     

开采沉陷动态预计流变模型及应用

通过对采场覆岩移动变形规律进行研究，从流变力学角度，给出地表下沉时间位移函数，并结合实测资料对有关参数进行回归分析，运用推导公式与实测资料进行了结果对比，总结出符合大同矿区地表动态下沉经验公式。提出地表下沉推迟时间tr的概念，可作为划分开采沉陷剧烈程度的量化指标。     

曲面拟合技术在开采沉陷预计中的应用

在以前的开采沉陷预计软件中,往往采用等倾角或分段等倾角来预计工作面回采后地表的沉陷情况,这不符合煤层实际的赋存情况,因此,也带来理论上预计的误差。采用曲面拟合技术可以消除这种理论上的预计误差。利用地理信系统采集煤层底板等高线的基础数据,再拟合出工作面煤层的曲面方程,根据曲面方程可以求出工作面煤层的倾角、倾向;求出开采微单元的各种变形值的偏移方向和偏移值,按照概率积分法叠加原理最终求出预计区域内的地表沉陷的各种变形值。通过工程实例验证曲面拟合方法下沉预计值标准方差为:411.4,水平移动标准方差为:268.39;采用等倾角或分段等倾角预计下沉值标准方差为:5329.1,水平移动标准方差为986.6.曲面拟合法优于分段等倾角法。     

GIS技术在煤矿灾害事故中的应用

地理信息系统（GIS）是运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的技术系统，是各种空间数据和属性数据的最佳载体。在煤矿灾害事故的预测预报、实时监控以及救灾指挥等领域具有明显的应用优势。     

灰关联分析在姚家岭锌金多金属矿床预测中的应用

文章应用灰色系统理论的关联度分析方法,将姚家岭多金属成矿区域网格化,划分成2500个预测单元格;依据姚家岭矿区地质背景,共提取出地层、岩浆岩、断裂、磁测数据等与成矿有关的18个地质变量;基于地理信息系统技术和AE二次开发实现灰色关联度算法,并计算出每个单元格与参考单元格之间的关联度,确定关联度值在88％～100％之间为成矿有利区域,并生成成矿远景区,证明已探明矿体位置在所圈定的预测范围内,为姚家岭及其他地区的地质勘查提供了依据。     

基于IKONOS影像的甲玛铜多金属矿区土地景观格局分析与评价

西藏甲玛铜多金属矿床在开发过程中涉及了诸多土地利用/覆被方面的保护问题,作者采用IKONOS高清遥感影像,在GIS和景观生态学理论的支持下通过计算该矿区及其周边的土地利用/覆被景观格局指数,对该地区的土地利用现状进行了分析和评价。结果表明:草地是研究区的景观基质,对甲玛矿区整体景观格局的影响程度最大;灌木林地类破碎度最大,大部分斑块镶嵌在草地类中;裸露岩石类破碎度较低,大部分斑块分布集中;建设用地、耕地和水域对甲玛矿区整体景观影响程度最小。建议在矿区开发时,坚持开发与治理并重;在矿区复垦时,改良土壤基质,保护水资源,以种植草地为主,灌木林地合理地镶嵌在草地类中,从而保证绿色矿山的合理开发利用以及对西藏脆弱生态环境保护的目的。