矿山地表移动与变形的分形分析

采用分形插值方法拟合矿山地表移动的非线性监测曲线 ,用R/S分形时间序列对地表移动时间序列进行了状态演变分析 ,模拟并预测裂缝的变化与发展。结果表明 ,分形理论应用于地表移动的非线性数据分析 ,逼真地描述了地表移动的非线性特征 ,计算简便。     

鹤壁四矿矿井涌水量的分形预测

介绍了分形理论中的时间序列(R/S)分析方法,讨论了赫斯特指数的理论意义和实际计算方法,并将其应用于矿井涌水量的分形预测。通过对井田涌水量时间序列的分形处理,根据极差、标准差的结构分维值的大小,对矿井涌水量的增量趋势作了分形预测。     

矿山事故时序分形特征研究

矿山属于高危行业，其事故致因和演化机理十分复杂，分形理论为解决复杂性问题提供了可能。通过对我国近年来矿山行业事故时序进行研究发现，矿山事故时间序列具有明显的分形特征，其饱和关联维数为6.390，说明要恰当描述其变化特征进行动力系统建模至少需要6~7个状态变量；该时间序列的Kolmogorov熵近似为0.058 6，说明该混沌动力系统的平均可预测时间尺度为17个月。该研究结果可为建立矿山事故的时序预测预报模型提供依据。     

矿井瓦斯涌出量的分形预测

介绍了分形理论中的时间序列(R／S)分析方法。通过对矿井瓦斯涌出量时间序列的分形处理。根据极差、标准差的结构分维值的大小，对矿井瓦斯涌出量的增量趋势作了分形预测。     

R/S分析及单井煤层气、水产能的分形预测

简述了分形理论中的时间序列(R/S)分析方法,讨论了赫斯特指数的理论意义和实际计算方法,并将其应用于单井煤层气、水产能预测.通过对单井煤层气、水产能时间序列的分形处理,根据极差、标准差的结构分维值的大小,对单井煤层气、水产能增量趋势进行了分形预测.     

基于ARIMA模型的矿区重金属污染时间序列预测

矿区重金属污染具有时间序列的特征,因此可以采用时间序列ARIMA模型对重金属污染进行预测。对南方某铜硫矿,在1995年1月—2008年6月重金属月监测数据的基础上,运用ARIMA模型建立了矿区尾矿库废水总排放口Zn浓度的预测模型,结果表明,ARIMA(1,1,2)模型能较好地拟合2008年1月—2008年6月重金属污染变化规律,经实际计算结果验证所建模型,误差在5%左右,经检验其精度满足要求。预测结果显示,该矿区未来重金属Zn仍然处在污染状态。     

矿井瓦斯涌出量预测的模糊分形神经网络研究

将模糊控制技术、分形理论中的时间序列分析方法与神经网络技术有机地结合起来，并运用于矿井瓦斯涌出量的预测中。通过对矿井瓦斯涌出量时间序列的模糊分形处理，用BP神经网络对影响因素间的非线性关系进行拟合。检验结果表明，模型可靠，预测精度高。     

R／S分析及单井煤层气、水产能的分形预测

简述了分形理论中的时间序列（R/S0分析方法，讨论了赫斯特指数的理论意义和实际计算方法，并将其应用于单井煤层气，水产能预测，通过对单井煤层气，水产能时间序列的分形处理，根据极差，标准差的结构分维值的大小，对单井煤层气，水产能增量趋势进行了分型预测。     

煤与瓦斯突出过程中瓦斯涌出的分形特征研究

针对某掘进工作面的两组瓦斯涌出数据,应用非线性理论对其进行研究,探索突出预测的新方法.论文对经过预处理的时间序列,通过计算数据的分维数和Hurst指数,证明了有突出危险性和无突出危险性的瓦斯涌出序列中均具有分形特征,且其分维数和Hurst指数有明显的差别,证明了通过对瓦斯涌出时间序列的分形特征分析,可预测煤与瓦斯突出.     

基于灰色理论的采动围岩变形混沌时序预测

为实现地下矿山岩体开挖后的变形预测,及时评价围岩稳定性。本文基于监测围岩变形的时间序列,采用G-P算法确定了时间序列重构相空间的最佳嵌入维数和时间延迟,通过对时间序列的相空间重构,分析了其最邻近相点的动态演化规律,并结合灰色预测理论对围岩变形时间序列进行了预测。结果表明,围岩变形时间序列的最佳嵌入维数和时间延迟均为3,最邻近相点平均距离越大,围岩变形的混沌特征越明显,其内在动力系统越复杂,采用灰色理论可以实现对采动围岩变形量的短期精确预测,基于最邻近相点和变形预测结果,可以对围岩稳定状态进行识别,为地下矿山开采过程中围岩稳定性评价提供新的思路。     

煤田地质构造与瓦斯突出关系分形研究

采用分形几何手段,对全国范围内若干煤田中的地质构造分布特性和矿区突出危险性的关系进行了分析,并对突出预测的构造分维指标进行了优化。各类突出矿区煤田中断层和褶曲构造的分布服从分形规律,煤田地质构造分布对突出危险性的影响可以用分维来描述,断层分维和褶曲分维与突出危险性之间存在正相关关系,二综合所构成的构造分维和指标是一项较为良好的突出区域预测指标。     

鞍山某铁矿区土壤重金属污染评价

为研究铁矿周边土壤的重金属污染状况,测定了鞍山某典型铁矿区土壤Cd、Pb、Cu、Zn和Ni的含量,运用单项污染指数、内梅罗综合污染指数及潜在生态风险指数对其污染程度进行评价,并通过相关性分析探索污染来源。结果表明:与环境质量二级标准相比,土壤中Cd和Ni均有超标,Pb、Cu和Zn未超限,但在土壤中也有累积;研究区域土壤基本处于轻度污染水平,单项污染指数依次为Cd > Ni > Zn > Cu > Pb,Cd处于轻度污染,Ni为尚清洁,其他元素无污染;Cd的地累积指数为2.85,为中度污染;研究区具有极强潜在生态风险,生态危害指数为381.74,Cd是主要贡献因子。相关性分析结果表明,5种重金属元素的来源均与矿业活动有关,其中Cd受影响明显。      

煤与瓦斯突出分形预测研究

以几个典型矿井为研究对象，应用分形几何理论和方法对地质构造进行定量描述，并分析其和煤与瓦斯突出危险程度的关系。确定了矿井断层网络分布的分形特征，初步建立了其分维持特征与突出之间的关系。研究结果表明，突出与非突出井田的断层分布均服从分形规律；井田吕断层分布的分维值与瓦斯突出之间存在着正相关关系等重要结论。为突出带预测提供了新的研究思路。     

鲁西南煤矿区农田耕层重金属分布特征及污染评价

为了研究煤矿对周边农田耕层土壤造成的重金属污染影响,以鲁西南地区某煤矿为研究对象,采集周边104个农田耕层土壤样品,利用ICP-MS测定重金属(Cr,Ni,Cu,Cd,Zn,Pb)元素含量。利用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法与地累积指数法,结合GIS技术,分析6种重金属的空间分布特征并评价污染程度。研究表明,6种重金属元素在矸石山、工业广场、煤运中转站、运输线路等周边区域都有明显积累,空间分布特征各异,仅有Cu,Ni元素具有显著的相关性;总体土壤重金属污染程度较轻,Cr元素无污染,Cu,Zn,Pb元素较为安全,Ni元素存在小范围轻度污染区域,Cd元素存在轻度污染区域与小范围中度污染区域。     

某铀矿山环境土壤重金属污染评价

以某铀矿山水冶厂、尾矿坝及矿井周边土壤重金属元素含量实测值为基础数据,应用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染状况进行了综合、全面的分析评价。结果表明,3个样地及每个样地的7种重金属元素均表现出程度不同的污染。样地重金属综合污染程度排序为尾矿坝>水冶厂>矿井周边;从各重金属元素污染程度看,Cd污染最严重,其次是Cr和Cu。该评价结果可以为矿山环境治理提供科学依据。     

基于分形和支持向量机矿井涌水量的预测

针对矿井涌水量预测问题,提出一种新的非线性预测方法。首先利用分形理论对矿井涌水量的时间序列进行相空间重构,应用自相关系数法确定最小嵌入维数,并以最小嵌入维数作为支持向量机的输入节点,根据支持向量机原理建立矿井涌水量的预测模型。将河南鹤壁四矿1982-1997年的矿井涌水量作为时间序列的训练样本,在Matlab环境下,利用所建立的预测模型预测不同嵌入维数时2000和2001年的矿井涌水量。结果表明：与其他维数相比,当嵌入维数为4时,井筒涌水量的预测值误差最小,预测精度最高。为检验该方法预测的可靠性,分别将不同维数下井筒、巷道和工作面涌水量1988-2001年的预测值与观测值进行对比,发现预测值与观测值较一致。〓     

准东地区土壤重金属污染分析及其来源解析*

重金属是影响土壤肥力和土壤环境的重要因素之一。本文选取阜康地区东部的准东矿区为研究区,在测定土壤重金属含量的基础上,分析不同层的重金属的污染特征,采用因子分析-多元线性回归(FA-MLR)分析重金属的来源和各来源的贡献比率。结果表明:准东矿区土壤重金属Cu和Zn元素未出现重金属污染且发生亏损现象;Cr和Pb元素存在轻微重金属污染且有轻微富集;As和Hg元素出现较为严重的重金属污染发生重度富集。FA-MLR分析表明,准东矿区90.31%的Hg来源于煤炭燃烧,43.5%的Pb来源于交通运输,21.69%的As来源于大气降尘,Cu和Cr的主要来源为煤尘,其贡献率分别为63.29%和83.67%,其中30.67%的Cu来源于土壤母质,76.01%的Zn来源于土壤母质。准东矿区主要重金属元素贡献率由高到低的来源依次是煤炭燃烧、煤尘、土壤母质、交通运输和大气降尘。除Zn以外的土壤重金属还存在未知来源。FA-MLR成功地模拟了准东矿区土壤重金属的来源,并给出各来源的贡献率,能为准东矿区重金属污染防治提供有益参考。     

矿山地质环境影响和土地损毁预测评估研究

为了给矿井生产提供良好的环境空间,研究了矿山地质环境影响和土地损毁预测评估,分析了研究区的地形地貌。基于此,对矿山地质环境影响进行了评估,主要包括评估范围与级别确定、矿山地质灾害、矿区含水层、矿区水土环境污染的现状分析与预测。并对矿山土地损毁进行预测与评估,主要包括土地损毁环节与时序、已损毁各类土地和拟损毁土地预测与评估。研究为促进矿区经济和社会的可持续发展创造了基础。