基于GIS的采矿权管理信息系统分析

首先对采矿权管理信息系统所涉及的相关概念进行了简要介绍,其次对采矿权管理信息系统的结构和功能进行了详细的描述,同时对该系统的数据需求和数据管理作了进一步的分析;最后对采矿权GIS的定制与配置作了概括。     

矿区开采沉陷时空信息动态模拟研究

开采沉陷所涉及的信息具有多维性、复杂性和动态变化的特点,为实现其动态模拟,首先在研究开采沉陷地理空间实体的时空动态过程特征的基础上,结合地理信息系统、虚拟现实、多媒体及动画等技术,反演矿山开采沉陷这一时空地学现象和过程,进行可视化表达与动态模拟。模拟的结果有助于研究地表、岩层等地理实体以及生态环境,因为煤层的开采所造成的移动变形和破坏的规律,以便采用更好的控制模式,减少经济损失和开采损害。     

空间信息资源交换服务平台研究

提出一种区域空间信息共享的解决方案——空间信息资源交换服务平台,对其概念、基于"中心/前置"的体系结构、空间数据共享方案设计等进行了详细论述,平台包括目录服务中心、数据服务中心、信息集成中心、数据发布前置系统和信息集成前置系统,采用基于XML的数据交换和基于Web服务的应用集成设计策略,研究成果应用于福建省政务信息共享平台。     

分层聚类分析在水文地球化学分类中的应用

以福建省马坑矿区为例,对采集的水化学数据进行Q型聚类分析。分析结果表明,马坑矿区的地下水主要包括三种水化学类型:砂岩和花岗岩裂隙水类型、岩溶水类型及混合水类型,其中不同类型水的混合水与岩溶水距离较近,混合成因水(混合水)中又可细分为三种不同类型。通过分类大致了解区域不同含水层的水化学特征,为找出混合成因水,解决不同含水层的连通情况提供了可靠依据。     

基于知识图谱和综合征的科学环境知识挖掘——以民勤荒漠化为例

科学环境知识是实现区域土地可持续利用和管理的依据。民勤作为典型的荒漠化区域,对其荒漠化的发展过程及机制等科学环境知识的认识有助于指导干旱区土地荒漠化的防治。因此基于知识图谱方法,结合传统的文献综述方法,挖掘民勤科学环境知识并运用综合征框架进行知识组织管理。研究发现,常兆丰等、肖笃宁等、颉耀文等、康绍忠等、孙丹峰等、冯起等几个较成熟的团队在民勤进行了大量且较为成熟可信的研究,是本文获取科学环境知识的基础;民勤土地荒漠化研究主要集中于土地利用/覆被、荒漠化监测、景观格局变化,水资源利用及监测,荒漠植被演化和保护,环境变化及沙尘暴以及气候和人类活动的驱动5个相互联系耦合的热点方面;近60 a民勤土地荒漠化主要分为1949-1998年和1998-2010年主要的两个阶段,1949-1998年呈现耕地增长和荒漠化加剧的恶性循环过程,1998-2010年呈现荒漠化减弱以及地下水位下降的减缓,但仍表现为耕地的增长和自然植被的减少过程;并以民勤荒漠化的发展过程及机制为基础建立了综合征框架--民勤土地荒漠化是一个人类和自然综合作用下,土地利用/覆被、水资源、植被以及区域环境之间相互联系、相互影响的过程;科学环境知识综合征框架的挖掘集成可为后期系统建模与情景分析提供支持,为后续政策响应和措施制订提供参考。     

深部带压开采:传承与创新

回顾了带压开采的传承与创新发展历程。阐述带压开采的概念及充要条件,以带压开采的内涵为基础,定义侵蚀基准面为浅部和深部带压开采的分界线（面）,明确承压水上采煤为带压开采,而含水层“下”采煤不属于带压开采范畴,纠正《煤矿安全规程》中有关“顶、底板带压”的不妥表述。梳理了直接为带压开采服务的理论和技术,探（探查）、治（防治）、保（保障）3项技术,机理（致灾机理）、评价（危险性评价）、预测（灾变预测）3项理论,即构成带压开采理论技术体系;华北煤田奥陶系岩溶随深度增加发育减弱,由此推断,空间上深部岩溶径流带多形成在古岩溶系统中,而现代岩溶径流带则发育于现代岩溶中。深部隔水层损伤裂隙增多,为采后承压水导升奠定物质基础。总结对比了浅部和深部底板岩溶水害特征,阐明深部奥陶纪灰岩（简称奥灰）水突水机理,沿裂隙渗透、扩容、压裂,薄层灰岩中转,不断向上导升,形成大面积散流突水。从理论上说明突水系数已不适用隔水层厚度超出80 m的情形,提出厚、巨厚隔水层带压开采评价方法:p₀ > 3σ₃-σ₁-p_p+s_T;依据隔水层厚度、底板破坏带、奥灰导升带、突水系数等因素将底板类型划分为5类隔水层,提出相应5级带压开采条件以及5种治理模式;针对深部带压开采复杂条件,倡导应用“全时空”水害综合防治思想理念及技术。面向未来,地质体+水流的本构模型仍是学术界需攻克的最大难题,现实的“卡脖子”难题,如深部岩溶发育规律、精细探查技术、水害机理及评价预测、综合治理技术等,是实现安全带压开采的关键。      

深部煤层采动破坏电位响应特征与分布规律

为了研究采动破坏过程煤体电位信号的响应特征与规律,利用自主研发的矿用电位仪在河南薛湖煤矿25050综采工作面进行了现场测试。结果表明:煤层采动破坏过程能够产生显著的电位信号,电位响应特征能够揭示煤体应力状态的变化,随着回采工作面的推进,电位强度呈先增加后降低趋势,利用钻孔卸压后,煤体应力降低,电位信号随之下降;电位强度与钻屑量的空间分布规律基本一致,利用电位空间分布规律能够识别应力异常特征,出现“卡钻”现象时,煤体应力异常,电位强度出现峰值;当瓦斯指标超限或出现大能量煤炮事件时,电位信号呈超前增大趋势并伴随剧烈波动,利用电位信号能够识别煤岩动力灾害危险的前兆特征。研究成果表明利用电位手段可现场监测煤体采动破坏、预警煤岩动力灾害。      

多粒度时空对象动态行为表达模型与方法研究

对具有动态变化特征的空间实体的描述,除了表达其内在属性外,还应包括动态行为.传统GIS把空间对象内在属性和动态行为分开建模本质上是一种基于地图的静态建模思想,而多粒度时空对象把行为能力作为对象的固有属性,是区别于其它对象的一个重要特征,使得全空间信息系统能够描述具有认知和行为能力的"活"的地理实体.本文针对具有规则化动...     

综合电参数在采煤地区拟建城市区地质结构识别及其评价研究

贵州黔西北地区煤矿资源丰富,因由于煤矿开采导致城市地下地质结构变化而引发安全问题。城市地下空间是城市未来发展的重要增长极,拟建城市规划区地下空间地质结构的识别及评价工作极为重要。文中提出基于电场理论、采空区氧化还原环境及煤区地质规律,综合电阻率、电流、自然电位等多个电参数对采煤区拟建城市区地质结构快速识别的方法,并对强风化层、老窑采空区、煤矿采空区等地质结构特征进行评价,取得成果与实地踏勘、已有工程一致,可为城区建设场地地质灾害危险性评价和地下空间开发利用提供重要依据。该方法具有无损、高效、绿色、低成本等优势,值得进一步研究推广。     

基于长基线系统深海采矿ROV精确定位

对于深海采矿集矿机ROV的定位,采用传统的长基线水声定位系统通常存在较大误差。对此提出了一种新的算法模型,首先通过比较集矿机测量位置与前一次修正位置的几何关系,对当前集矿机的位置进行修正,然后利用新的集矿机位置修正声速的数值,并得出重新修正后的集矿机测量位置。这样反复的多重迭代使得在某一时刻集矿机ROV的测量位置逐步趋近其理想位置,实现长基线系统的水声精确的三维立体定位。通过数值仿真分析,结果显示与传统的长基线水声定位方法相比,通过该方法获得的集矿机行驶轨迹能更好地趋近其理想行驶曲线,表明该算法的有效性。