基于GIS的煤矿开采沉陷预测分析系统研究

开采沉陷是目前煤矿开采引起环境破坏的一个重要方面。文章基于GIS基本原理对煤矿开采沉陷预测分析系统进行研究。该系统实现了沉陷研究的一系列功能模块,采用该系统能够准确直观地预测煤矿开采沉陷区的发展变化情况。     

基于GIS的矿山开采沉陷环境影响评价探讨

文中基于地理信息系统（GIS）的基本原理,提出了开采沉陷环境影响评价的路线,探讨了环境因子的提取方法以及利用GIS对开采沉陷环境影响进行评价的可能性。提出了矿山开采沉陷环境影响的评价模型以及环境影响的综合评价方法。最后探讨了线性四叉树数据结构在环境影响综合评价中的应用。     

Logistic 模型在开采沉陷单点预测中的研究

为了揭示岩层与地表移动的内在机理和规律,基于研究矿区单点沉陷的重要性,提出用Logistic模型曲线拟合开采沉陷-时间关系曲线预测单点开采沉陷的方法,研究了用该模型进行拟合和理论预测以及模型检验,取得较好的拟合精度,平均拟合相对误差仅为8%,总结了单点沉陷的规律成"S"型,此模型参数少,方法简洁.结果表明,该Logistic模型预测法的合理性和应用价值是研究开采沉陷规律的一次有效尝试,对于研究矿区地表移动和变形规律具有重要意义.     

基于栅格柱体单元的开采沉陷算法

基于栅格柱体单元技术和概率积分法,建立了采空区沉陷预测模型。预测模型把曲面分布采空区和曲面分布的地表栅格化后组成栅格柱体,充分考虑采空区在开采深度、开采厚度、煤层倾角、倾向的空间变化,同时基于C#和ArcGIS Objects技术编制了相应的控制软件,预测每一个栅格柱体单元的地表沉陷量,基于概率加法,所有栅格柱体单元在地表任意点的沉陷量之和为该点的地表沉陷量。在禹州采空区,常规模型预测结果、新模型预测结果与监测结果对比显示,地表沉陷量受地形条件影响明显。     

开采沉陷预测参数的稳健统计分析

由于观测及地质采矿条件等方面的原因，开采沉陷监测数据有时会有较多的异值，而目前这类数据处理方法所依据的准则基本均为最小二乘法，这样有可能致使结果精度低，可靠性差甚至出现错误，为此，根据我国实际，研究了开采沉陷预测参数的稳健统计分析问题，推导了有关公式，编制了计算程序，进行了大量的实际计算与模拟，收到了较好的成效。     

面向矿山开采沉陷辅助决策的一体化GIS解决方案

针对矿山开采沉陷的巨大破坏，文中把矿山地下开采、岩层移动、沉陷预计、地表破坏、定量评价等作为一个整体考虑，提出了一体化的GIS解决方案。利用经典的概率积分法进行开采沉陷预测预报，并借助于组件GIS的开发技术增强其空间表达和分析能力，为矿山的开采沉陷预测、评价、治理提供决策支持。在研究分析的基础上，设计并开发了矿山开采沉陷预测预报及辅助决策系统。     

基于GIS的开采沉陷预测系统构架研究

为了提高开采沉陷预测精度及其可视化程度，对基于GIS的开采沉陷预测系统构架进行了研究。通过对常用开采沉陷预测模型及集成方式的对比研究，选用基于碎块体理论的威布尔分布法的标准形式作为预测模型，利用基于组件对象模型技术的集成方式进行系统构架。给出了开采沉陷预测系统整体构架框图，并利用栅格技术，通过对地表网格点的计算实现了GIS环境下的开采沉陷预测。通过GIS强大的空间迭加分析功能对预测结果进行深入的分析，为研究开采沉陷规律以及对周围环境的影响提供科学依据。     

基于GIS的开采沉陷预测系统的开发

开采沉陷是煤矿区主要的环境问题,正确预测沉陷区发展演化趋势对防治开采沉陷带来的生态破坏、地表建筑损毁等具有重要意义。以GIS为平台,根据矿区开采规程中地面沉陷的计算方法,采用Visual Basic6.0作为前台开发工具,利用Access作为管理开采参数和沉陷观测数据的后台数据库,嵌入GIS的空间分析与可视化功能,实现基础数据的管理、沉陷量计算、等值线绘制等功能。该系统操作简单、实用,预测结果精度较高。     

GIS在开采沉陷中的应用探讨

阐述了将地理信息系统 (GIS)引入矿山开采沉陷的重要性。提出了GIS在矿山开采沉陷中应用的总体思路 ;对基于GIS的“三下”采煤方案设计、开采沉陷的环境影响评价以及矿山开采沉陷的预测预报的基本思路和数据结构的组织方式进行了分析 ;分析了GIS在开采沉陷领域应用的关键技术问题。     

基于GIS的开采沉陷预计分析系统

基于GIS的基本原理进行开采沉陷预计分析系统的开发、设计。分析了数据管理、参数计算、移动变形预计、变形曲线、等值线与三维图的绘制及预计分析等系统主要模块的功能和特色。实现了对大量开采沉陷观测数据与图形的统一管理及地表移动变形预计分析的自动化处理和结果的可视化输出。     

基于InSAR-GIS的矿区地面沉降动态分析平台的实现与应用

针对合成孔径雷达干涉测量（InSAR）与地理信息系统（GIS）集成在理论和实践上的不足,提出了基于InSAR监测数据和GIS技术开展矿区地面沉降动态分析的技术流程,包括数据收集与处理、时空数据库建立、时空分析与表达和结果输出4个阶段。通过功能设计和程序开发建立了矿区地面沉降时空分析软件平台,提供了数据管理、沉降信息提取、动态变化分析和三维动态模拟等模块,可从不同角度分析矿区地面沉降的发育特征和变化趋势。最后应用该平台获取了2008年12月至2009年7月间山东省济北煤矿西北部地面沉降的时空变化规律,并发现该区部分公路和建筑受沉降影响产生形变,应进行及时治理。     

遗传规划在最大下沉值预测中的应用

基于Matlab语言编制的遗传规划程序,选取地面最大下沉值的主要影响因素,搜集学习样本对程序进行了训练,建立了地面最大下沉值预测的遗传规划模型,然后用测试样本对模型进行了测试.结果表明：相对误差在工程允许范围之内,模型的预测性能令人满意,遗传规划在公式发现中有其独特的优势,将其用于最大下沉值的预测中是可行的.     

The new method of prediction on mining subsidence and deformation

A new probability function of mining overlying strata and subsidence is put forward that has a general statistical significance based on the ideal stochastic medium displacement model. It establishes a new system of prediction on horizontal mining subsidence and deformation, which gives a new method for prediction on mining subsidence and deformation.     

Composition and distribution of main pollution trace element in water environment of mining subsidence

The impact on these water bodies of the surrounding coal production activities and the power plant through research the content and characteristics of harmful trace elements in coal contained in these water bodies. F, Hg, Se and As these four trace elements increased 0.92%, 0.78%, 0.70% and 0.81% respectively in Datong mining subsidence pool from November 2004 to November 2006; the four elements increased 1.58%, 1.23%, 1.08% and 0.92% respectively in Xie’er mining subsidence pool; the four elements increased 1.16%, 1.06%, 1.02% and 1.01% respectively in Pansan mining subsidence pool. The conclusions show that the absolute values of F, Hg, Se and As in mining subsidence pool are relate with their background value, while the increase in their concentration and their environment of mine and electricity plant surrounded are closely linked. Supported by key National Natural Science Foundation of Anhui University (2006KJ009A)     

用模糊模式识别确定开采沉陷预计参数

基于模糊模式识别理论,根据给定的开采沉陷相似现象群的分类及基础岩层移动参数,提出了按择近原则进行新矿区模式识别和预计参数确定的方法.即对于B₁,B₂,…,B_n 这n个开采沉陷模型,如果有一个新矿区的模型C与B_i（i=1,2,…,n） 最贴近,就可用B_i作为该矿区的开采沉陷预计参数.实例研究表明,用此方法确定的预计参数具有更强的可靠性和准确性.     

GIS在采煤塌陷区建设适宜性评价中的应用

 在对被破坏土地调查和预测的基础上,综合考虑了采煤塌陷状况、地表水系、地质构造及区位条件等影响因子,建立了采煤塌陷区建设适宜性评价指标体系,并采用层次分析法确定了各影响因子的权重;利用GIS多因素综合评价方法,对研究区土地资源的建设用地适宜性进行了评价,并划分出了适宜性等级。结果表明,在不考虑基本农田因子的情况下,研究区内的宜建土地面积为59.15km2,占研究区面积的57.4%,不仅提高了土地利用节约集约利用水平,还可为压煤村庄搬迁和矿区可持续发展提供用地保障。     

基于GA-GRNN的地表下沉系数预测方法研究

将遗传算法(GA)和广义回归神经网络(GRNN)方法进行融合,采用GA算法搜寻最优的GRNN光滑因子,简要分析了地表下沉系数的影响因素,建立了基于GA-GRNN的地表下沉系数预测模型。以我国典型观测站的数据资料作为学习和测试样本,将预测结果与实测值进行比较。结果表明:采用GA-GRNN模型预测地表下沉系数能够综合考虑诸多的地质采矿因素,预测结果与实测值得最大相对误差仅为5.44%,完全满足现场工程的需要,为今后预测地表下沉系数提出了一种新的方法。     

模糊数学模型在金属矿山开采沉陷安全评估的应用

金属矿山开采所带来的地面沉陷灾害,对周围人们的生活以及矿区环境有很大的影响和破坏作用,有效地对开采沉陷进行灾害等级预测评估便于选取最优化的防治措施.针对这一问题,本文运用模糊数学理论建立一种新型金属矿山开采沉陷危险性综合评估模型,将金属矿山开采沉陷的影响因子进行综合评估预测,确定金属矿山开采沉陷的危险级别.将模型应用于金属矿山开采沉陷,取得了与实际情况较为吻舍的预测效果.     

矿山企业数字化管理系统的建立与研究

研究和分析了矿山企业数字化管理的主要特点及应用现状，提出了建立矿山企业数字化管理的运行模式和体系结构，并对实施数字化管理过程中可能出现的问题提出建议。     

采煤沉陷地夹层式充填复垦原理与方法

充填复垦是提高耕地恢复率的有效途径。现有充填技术采用一次性充填方式,形成典型的“土壤层+充填层”双层土壤剖面构型。在覆盖土壤厚度不足的情况下,复垦土地的生产力低,为此,提出 “土壤层+充填层+夹层+充填层……”的夹层式多层土壤剖面构型,并以黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例,从夹层式充填复垦的原理和方法两个方面进行研究分析。结果表明:根据不同充填材料土壤质地情况,在充填材料层中设置与其质地相异的夹层,可以改善充填材料的水分和营养元素状况,改良了“土壤层+充填层”的双层土壤剖面构型存在的弊端,提高复垦耕地的质量。提出了一种充填复垦采煤沉陷地交替多层多次充填土壤重构方法,通过条带间交替充填工艺和多次充填与土壤回填,实现了夹层式土壤剖面结构重构的连续施工作业。在山东省邱集煤矿进行了实践,夹层式土壤剖面构型的小麦产量可以当年达到甚至高于对照农田。