礦山開采沉陷三維建模與可視化方法研究.pdf

1、煤炭是我國主要能源，在國民經濟發(fā)展中占有重要的地位。然而，煤炭資源的地下開采導致地表移動與變形，損毀地表建筑物和其它設施，引起土地塌陷破壞等問題。開采沉陷預計是涉及地質、采礦、測量等多學科交叉的復雜問題，對其深入研究具有重要意義。通過系統(tǒng)分析開采沉陷預計的研究現(xiàn)狀，在863計劃重點項目“數(shù)字化采礦關鍵技術與軟件開發(fā)”(編號：2009AA062704)以及山東省教育廳科技計劃項目“開采沉陷預測及三維可視化關鍵技術研究”(編號：J09LG5

2、4)的資助下，探索三維可視化建模與沉陷預計理論的結合途徑，為精細研究地表移動和變形過程提供分析技術手段。
　　本文旨在通過三維建模與可視化技術，建立顧及覆巖結構、開采方法等相關地質采礦條件的三維地層模型及可視化算法模型，設計并開發(fā)了開采沉陷三維可視化系統(tǒng)軟件。主要研究內容如下：
　?。?）基于隨機介質理論思想，把巖層與地表移動視作隨機過程，給出了不同條件下開采引起地表移動與變形的計算公式，為開采沉陷三維可視化軟件的研發(fā)建立了

3、相應的工程計算模型；
　?。?）對開采沉陷涉及的三維現(xiàn)象進行分類、概括、聚集，建立描述地層結構、開采方法等地質現(xiàn)象和工程現(xiàn)象的層次結構，提出了一個多層DEM(Digital Elevation Model， DEM)及四面體格網(Tetrahedral Network，TEN)混合的三維地層模型DEMs-TEN，該模型使用多層DEM構建地表及地質分層界面，使用TEN構造層間地質體，便于準確表達面體信息；
　?。?）基于DEM