基于multi-agent的煤矿水害演化模型

根据矿区的水文地质条件,分析了煤矿水害事故的形成原因和演化机制,采用复杂系统理论和多主体建模方法,建立了煤矿水害演化模型;利用NetLogo仿真平台,对不同类型水害事故进行仿真模拟,动态表现煤矿水害演化过程以及影响因素之间的脆弱性关系。研究表明：煤矿水害是一种受控于多种因素、具有非线性动力特征的复杂自适应现象,只有了解矿区水文地质条件,并将复杂系统理论和多主体建模方法引入水害防治研究中,才能从本质上描述水害演化机制。     

生态矿区建设的系统分析及实践研究

以整体方法论的视角,运用复杂系统的方法,通过生态矿区规划、工程措施、理论总结和系统模拟构建了生态矿区实践的总体框架。提出生态矿区是人工构建的复杂适应系统,并开发了基于CAS理论建立多Agent的生态矿业仿真系统SEMI,为分析系统演化提供了新视角。概述了南山矿业清洁生产工艺的实现方式和运用景观建设和都市农业建设触发生态矿区演化的实践和设想。     

构造演化对苏南卜弋矿区煤层赋存的控制

 卜弋矿区是苏南煤田的主要赋煤地带,自加里东构造运动以来,该区经受了多次构造活动。矿区构造特征及区域构造演化都极为复杂,通过对矿区及区域地质资料进行系统分析和野外实际调查的基础上,以区域构造演化为主线,从动态的、历史的角度分析,深入探讨了该区区域构造演化、矿区构造特征,以及其对煤层赋存的控制作用。研究结果表明,区域构造演化和矿区构造对煤层赋存的控制作用显著,主要表现在煤层分布、埋深、煤体结构和含煤性等四个方面。     

矿区生态系统演变与修复模式研究

矿产资源的开发利用活动造成矿区环境污染与生态破坏,影响矿区生态系统结构与功能的稳定性,明晰矿区生态系统的结构、功能和演变机理,对研究受损矿区生态系统的修复与重建具有重要意义。本文以矿区生态系统为研究对象,阐述矿区生态系统作为社会-经济-自然一体的复合型生态系统的内涵特征结构和功能。矿区生态系统具有复合性,人工性,开放性和能量、物质流动的特殊性等特征,能够在维持系统内部能量、物质、信息流动平衡的同时,与外部系统进行能量、物质、信息的交换。明确了煤矿区生态系统演变的2种类型,位于干旱或半干旱地区的矿区生态系统演变成荒漠或半荒漠生态系统、位于湿润或半湿润地区的矿区生态系统演变成水域或水陆共生生态系统;演变阶段可划分为原生态系统阶段、系统受损阶段、系统重建阶段以及系统动态平衡阶段等4个阶段。针对受损矿区生态系统的修复,提出3种修复模式：自然年恢复模式、辅助再生模式和生态重建模式。本文在总结矿区生态系统演变类型、演变阶段及演变过程的基础上,提出了针对矿区生态系统的修复模式,旨在为矿区生态系统提供科学、合理的修复和重建模式,人工正确诱导受损矿区生态系统的最终演替方向,确保矿区土地复垦与生态恢复重建...     

煤炭矿区环境系统动态仿真研究

目前，人口、资源与环境三大问题日益受到人类社会的普遍关注。矿区作为资源开发与原材料生产的主要场所，尤其应该更加重视。本文以研究复杂问题和复杂系统的有效工具——系统动力学为手段，把煤炭矿区环境系统分成固体废物、水和大气三部分，建立了煤炭矿区环境系统动态仿真模型。并以某煤炭矿区为例，进行了历史检验和动态仿真与预测。研究表明，所建立的模型是有效的和可信的，能够充分代表现实的煤炭矿区环境系统。该模型还具有一定的通用性和可移植性。     

贵州老虎洞磷矿区地貌特征及与构造、岩溶作用关系

贵州瓮福磷矿老虎洞矿区水文地质条件复杂,制约了矿山开采设计和建设。本文着眼于矿区地形地貌特征,研究地貌发育与地质构造、岩溶作用之间的关系,探讨地貌发育过程和机制。研究表明,矿区位于岩根河谷地北部,地貌类型为背斜槽谷,是一种独特的构造岩溶地貌。构造和岩溶作用对矿区槽谷地貌的形成演化具有重要作用。白岩背斜为槽谷的形成提供了构造基础,地壳持续隆升是槽谷进一步发展的必要条件,碳酸盐岩地层的岩溶作用对槽谷的发展具有积极促进作用。在经历褶皱成山、剥蚀夷平和侵蚀成谷三个阶段后,矿区背斜槽谷地貌发育成型。     

艾维尔沟矿区构造及其演化对煤层瓦斯赋存的控制

为了明确构造及其演化对艾维尔沟矿区煤层瓦斯赋存的控制作用,采用现今地应力实测、含煤盆地埋藏史-热史模拟、现场资料统计分析等方法,对矿区地应力状态、含煤地层埋藏史、煤层变质作用、瓦斯生成与散失、煤与瓦斯突出危险性等开展研究。研究表明:艾维尔沟矿区现今地应力状态为构造挤压应力状态,最大主应力方向为NE-SW向;矿区侏罗纪煤系地层主要经历了2个大的演化阶段,第Ⅰ阶段为快速沉降并于晚侏罗世达到最大埋深约4 300 m,煤层受到深成及区域双变质作用,经历最高古地温137~192℃,形成第1次生气高峰;第Ⅱ阶段由于受到燕山运动及喜马拉雅运动构造挤压的影响,煤系地层从晚侏罗世-早白垩世开始发生倾斜并持续抬升剥蚀,煤层快速冷却降温,煤层瓦斯发生逸散;矿区内深成变质及区域热变质作用直接导致了矿区内煤级及瓦斯生成量具有垂向和水平2个梯度,局部差异化构造及演化直接导致了矿区内各矿之间煤层瓦斯保存条件的差异性;受现今构造挤压地应力状态、地质构造及其演化的控制作用,艾维尔沟矿区垂向上向斜轴部(北翼深部)较北翼浅部更具有煤与瓦斯突出危险性,平面上矿区西部2130煤矿地区较中部地区1930煤矿地区更具有煤与瓦斯突出危险性,东部1890煤矿地区次之。     

矿区复合生态系统理论初探

应用系统理论与方法，对矿区复合生态系统的内涵、发展演化、组成结构、功能和特点进行了探讨。并指出对矿区复合生态系统进行深入研究是矿区生态系统健康研究的前提和基础，进而对矿区环境管理和矿区可持续发展的研究产生积极影响。     

贵州老虎洞磷矿区地貌特征及与构造和岩溶作用的关系

贵州瓮福磷矿老虎洞矿区水文地质条件复杂,制约了矿山开采设计和建设。着眼于矿区地形地貌特征,研究地貌发育与地质构造、岩溶作用之间的关系,探讨地貌发育过程和机制。研究表明,矿区位于岩根河谷地北部,地貌类型为背斜槽谷,是一种独特的构造岩溶地貌,构造和岩溶作用对矿区槽谷地貌的形成演化具有重要作用,白岩背斜为槽谷的形成提供了构造基础,地壳持续隆升是槽谷进一步发展的必要条件,碳酸盐岩地层的岩溶作用对槽谷的发展具有积极促进作用,在经历褶皱成山、剥蚀夷平和侵蚀成谷三个阶段后,矿区背斜槽谷地貌发育成型。     

江西大吉山矿区成矿(矿化)阶段的研究

阐述了大吉山矿区3大矿床的不同矿化特征。根据矿区多期次、多阶段的演变过程,从岩浆岩的演化,成矿构造的活动,矿床矿物的组合,矿石结构构造与蚀变类型的差异,以及成矿过程中物理化学条件等方面,把矿区成矿过程划分为3个成矿期和8个成矿阶段。     

宁东矿区复杂难采煤层工作面初采阶段工程实践

复杂难采煤层工作面初采阶段煤岩体灾变过程是朝着不利于采场稳定性方向演化的过程,存在断层活化、煤壁片帮、顶板断裂和溃水溃沙等灾变现象.宁东矿区各矿井面临的开采环境日趋复杂,存在高温、埋深大、倾角大、地应力集中、软岩巷道支护困难、硬岩顶板破断不及时,极大地增加了开采难度.大倾角仰斜开采工作面,采场稳定性是决定安全开采的关键...     

矿区产业结构演替对矿区生态系统的影响

矿区对自然生态资源的破坏已经成为矿区经济持续发展的主要障碍。矿区产业结构的演变决定了矿区生态功能能否正常发挥作用。按照耗散结构理论分析了矿区产业结构的演变,并以此为线索探讨其对矿区生态系统的影响过程。     

基于3DMine的多层缓倾斜矿床阶段高度方案优选

矿床开采阶段高度的优选研究是直接关系到矿山生产安全可靠性和经营效益的课题之一。以某多层缓倾斜矿床开拓系统为基础,首先利用3DMine矿业工程软件的三维可视化技术,构建了矿床开拓系统三维模型,实现了复杂多层矿床地下开采工程的三维可视化;其次,在常用的CAD工程设计基础上,建立了中段开拓工程多维可视、可采矿量计算、工程量核算等功能的阶段开拓工程实体模型,并展示了模型的动态剖面和透明显示效果;最后选用阶段单位掘进量最小的阶段高度优化方法,对研究矿床4个备选方案进行了优化选择。优选方案与矿山实际基本一致,验证了三维可视化的阶段高度优选方法合理可行。     

峰丛地貌下浅埋煤层开采覆岩裂隙演化规律研究

研究覆岩裂隙演变规律对贵州峰丛地貌下浅埋煤层的安全绿色开采具有重要的意义。针对贵州矿区峰丛地貌下浅埋煤层开采过程中覆岩裂隙演化特征，结合普洒煤矿实际工程地质情况，利用数值模拟与相似模拟实验，揭示了11013工作面推进过程中覆岩裂隙时空演化规律。结果表明：工作面推进50~100m，覆岩裂隙发育程度随推进距离呈上升趋势。工作面推进100~160m（地表属于下坡阶段），裂隙发育速度加剧，此时最大发育高度约108m，当推进155m左右时裂隙开始导通坡体；覆岩裂隙发育呈现孕育-扩张-闭合的演化特征，裂隙分布整体形态类似于斜梯形形状。研究结果能为类似地质条件下工作面绿色开采提供借鉴。     

基于3DMine的矿山开采阶段高度优选系统

矿床开采设计是典型的采矿系统工程问题,运用系统工程思想及方法结合现代信息技术,对阶段高度进行优选具有重要的现实意义。基于3DMine软件的设计功能,创建矿床阶段高度优选系统,主要包括输入、建模、计算、输出4个部分,可实现地下工程的三维可视化和空间优化分析,完成一般矿山开采设计优化。阶段高度优选系统主要以矿床开拓系统三维实体模型为基础,采用多方案分析比较法,按阶段开拓单位掘进工程量最小原则选择最优阶段高度,某多层矿床阶段高度优化设计实例研究结果与矿山实际基本一致,验证了优选系统的可行性和实用性。     

基于可持续发展矿区总体规划的研究

矿区总体规划是一项复杂的系统工程，对矿区资源利用、环境保护、社会发展等方面要综合考虑。文中对矿区总体规划的意义、原则、步骤、内容等问题进行了分析，提出了一套制定矿区规划的具体方法，对矿区规划有指导意义。     

矿区可持续发展动态评价方法研究

依据我国矿区发展的实际背景和国内外的相关研究成果,对矿区可持续发展中的若干复杂问题进行深入研究和探讨。矿区系统由资源、环境、经济、人口和科技5个子系统组成,各子系统之间及系统内部要素之间存在着复杂的正反馈和负反馈关系。建立了矿区复杂系统仿真模型及其辅助预测模型,提出了矿区可持续发展动态评价的新方法。     

侏罗系弱胶含水层特征及首采区防治水方案研究

随着我国煤炭开发西移,在西部煤炭的开发中遇到了许多新的问题。由于西部地质条件、环境以及气候因素的影响较大,在矿井开发时的水害防治要求更高。本文以新疆B区域X1井区侏罗系弱胶含水层为例,建立了含水层结构特征概念模型,并对首采区防治水方案进行设计,主要采用地面疏降与井下疏降对地下水进行叠加疏降的方式。最后采用数值模拟模型对地下水流场演化预测分析,并选出32 d、62 d、200 d流场演化进行预测效果分析,对模拟出水位在观测点变化情况。研究结果表明,本文对侏罗系弱胶含水层的流场演化、地面和井下疏降工程设计、模拟演化特征、整个疏降工作对首采面顶板水疏干的要求是基本能满足的。本研究对我国西部地区侏罗系弱胶含水层的疏降工程提供一定的指导价值。