基于ArcGIS的矿山开采沉陷区变形规律预计的探讨

摘要

随着社会的发展进步，人民生活质量日益提高。然而社会发展和环境保护是一对矛盾体，如何健康有序的、可持续的发展是我国现阶段的首要问题。 开采沉陷变形规律的研究与矿区人民生活息息相关，甚至对国民经济的发展也有着举足轻重的意义。为了能最大限度的减少由于开采沉陷而造成的负面影响，必须研究开采沉陷的规律及控制技术，以便能够对开采过程中将会出现的沉陷状况有一个正确的预测，对开采将造成的环境破坏做出正确的影响评价。在过去的几十年中，我国的开采沉陷工作者在这些方面形成了一套较为完善的开采沉陷理论，有关开采沉陷预计、规律研究、分析等方面的计算机软件也取得了很大的成绩，但是，这些软件产品大都没有充分利用一些现成的开发环境。GIS在我国的许多行业中已经得到了广泛的应用，但是在矿山开采沉陷方面的研究还很不够，而所具备的优势特点将会大大提高矿山开采沉陷软件开发的质量。 本文详细阐述了开采沉陷所引发的地表及地面建筑物的变形规律。说明GIS在开采沉陷中应用的优越性，在普遍采用的预计数学模型的基础上，用C＃开发系统，实现了矿区任意地质条件各种变形规律总结，并绘制矿区移动变形曲线图。最后讨论了开采导致的沉陷区上方建筑物的影响，根据经验值评定其破坏程度并给出合理化修缮保护建议。系统采用ADO技术实现与数据库的链接，实现矿区开采沉陷相关数据的规范化和现代化管理。

目录

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1绪论

1.1开采沉陷变形对矿区的影响

1.2开采沉陷的研究状况和国内外研究动态

1.3地理信息系统在地表沉陷研究中的应用和特性

1.4本文的主要研究内容

2开采沉陷区的地表变形规律

2.1开采沉陷的基本概念及现状

2.1.1开采沉陷的定义及影响开采的因素

2.1.2开采沉陷的危害

2.1.3我国开采沉陷的现状

2.2开采沉陷预计的基本概念及研究现状

2.2.1开采沉陷预计的基本概念

2.2.2开采沉陷预计的内容

2.2.3概率积分法

2.3移动与变形计算

2.3.1水平煤层半无限开采时的地表移动与变形值的计算

2.3.2水平煤层半无限开采时的最大变形值

2.3.3走向主断面上有限开采时地表移动和变形计算

2.3.4地表移动盆地倾向主断面的移动和变形的预计

2.3.5走向和倾向均为有限开采时主断面上移动和变形的预计

2.3.6地表移动盆地内任意点的移动和变形计算

2.4目前开采沉陷研究中存在的问题

3开采沉陷区地面建筑物的变形规律

3.1开采沉陷对地面建筑物的影响

3.2在移动盆地内所处位置不同对建筑物的影响

3.3地表建筑物与煤层走向斜交时的变形计算

3.3.1沿房屋长轴方向的变形移动计算

3.3.2沿房屋短轴方向的变形移动计算

3.4建筑物下采煤的防护措施

3.4.1采矿措施

3.4.2建筑物结构措施

4地理信息系统(GIS)在其中的应用

4.1地理信息系统的定义及应用

4.2地理信息系统的特点

4.3选择ArcGIS作为系统平台的依据

4.3.1 GIS平台的选择标准

4.3.2开采沉陷系统的GIS平台--ArcGIS

4.3.3 ArcGIS概述

4.4基于ArcGIS的二次开发方法

4.4.1基于MO的二次开发

4.4.2基于ArcMap应用框架定制开发模式

4.4.3基于ArcObjects单纯开发模式

4.4.4基于ArcGISEngine开发

4.5 ArcGISEngine的主要特征

5开采沉陷预计系统的建立

5.1系统总体设计目标及原则

5.1.1系统设计目标

5.1.2系统设计原则

5.2系统研制过程

5.2.1需求及可行性分析

5.2.2系统的设计

5.2.3系统开发与实施

5.2.4系统维护与评价

5.3系统子模块设计

5.3.1组件技术和ADO技术的应用

5.3.2开发语言的选择及系统功能

5.3.3沉陷区变形模拟子模块设计

5.4系统数据库设计

6系统预计子模块实例分析

6.1数据的输入与存储

6.2开采沉陷变形规律分析

6.3建筑物变形分析

7结论

7.1总结

7.2展望

致谢

参考文献

附 录