生态脆弱性评价在矿区规划环评中的应用研究 ——以阜新矿区为例

以辽宁阜新矿区总体规划环评为例,基于生态环境指数,生态敏感性和景观空间结构等指标构建矿区开发生态脆弱性评价指标体系,运用层次分析和综合指数法评价和划分区域生态脆弱性等级,利用GIS技术并结合法规要求将规划矿区划分为适宜、优化、适度、限制和禁止开采等5类地区.评价结果表明,阜新矿区生态脆弱性整体较高,脆弱度属于4级和5级的区块分别约占规划总面积的51.38%和39.36%,且已建和规划新建煤矿全部处在脆弱性较高的区域范围内,矿区开发与生态保护之间的矛盾突出.     

基于农户意愿的矿区耕地损害补偿测度研究——以庞庄、垞城、柳新煤矿开采为例

矿产资源的开发利用,在支撑社会经济发展的同时却带来区域资源生态环境的破坏,尤其是矿区农户承担着较大的外部成本。论文以矿区耕地损害为研究对象,在调查农户认知和接受补偿意愿的基础上,通过构建计量模型,测算基于农户意愿下的补偿额度。结果表明:①调查结果显示,69.19%的农户因煤矿开采失去一部分耕地,49.19%的农户表示耕地质量降低,95.14%的农户认为居住环境遭到破坏,93.51%的农户认为采矿破坏了耕种文化传承;②实证结果表明,庞庄、垞城、柳新煤矿周边农户每年接受最低补偿分别为34 780.80、36 506.85和35 397.60元/hm²,其中经济损害受偿意愿分别为12 731.10、18 982.80、11 230.95元/(hm²·a),社会保障损害受偿意愿分别为11 782.35、10 777.95、12 765.00元/(hm²·a),生态损害受偿意愿分别为7 277.10、4 282.35、7 306.05元/(hm²·a),文化传承损害受偿意愿分别为2 990.25、2 463.75和4 095.6元/(hm²·a);③对比分析发现,当前政策下矿区耕地损害补偿额度一般在9 458.70~15 764.40元/(hm²·a)之间,明显低于基于农户意愿下的补偿额度,并且56.76%的农户表示不接受一次性补偿。以上结果能够为矿区生态补偿和政策创新提供决策依据和定量参考。     

潜叶虫潜道图像分析

为通过潜叶虫潜食叶片所留下的潜道分析其分类、行为和生态,应用Getdata图形数字化软件和R语言,提取线形潜道的数字化图像,并获得各种图像形状参数,如平均转角、转角集中度、分维D、直线度ST、蜿蜒度SN等.结果发现:大多数潜道的平均转角较小(不超过±25.0°),转角集中度较高(>0.600),说明潜食方向大多保持为前进方向;多数潜道的ST在0.010到0.300之间,数值极小,而SN一般都超过0.600,表明多数潜叶昆虫潜道的蜿蜒程度非常大;米楮上两种潜叶蛾的潜道形状参数如D和ST存在显著差异.     

一种利用AIS数据计算受限水域内航标安全距离的方法

AIS数据详细记录了特定水域的船舶位置、船首向和尺寸等数据,可用于计算受限水域内航标安全距离。按一定标准网格化目标航标附近水域,统计周围航行的他船船体出现在每一个网格中的频数,形成他船航迹的网格频数图。按长度尺寸分类,将同类他船航迹网格频数图叠加,形成特定类型船舶的航迹网格频数图。按频数大小填充颜色,可清晰地显示航标附近他船安全通行状态下与航标保持的距离。实验选取上海港航标附近水域海量AIS数据,获取了60~79m,80~99m,100~129m,130~159m船舶航迹形成的网格频数图,结果显示,四类船舶距航标的安全距离随着他船长度的增大而增加,分别为50m,70m,110m,150m。     

基于PCA-ELM模型的露采爆破振动对民房破坏的预测分析

针对露天采矿爆破振动对民房破坏的预测问题,采用主成分分析(PCA)和极限学习机(ELM)方法,选取爆破振幅、主频率、主频率持续时间、灰缝强度、砖墙面积率、房屋高度、屋盖形式、圈梁立柱、施工质量、场地条件10个主要影响因素。引入相关性分析在主成分分析过程中,对相关性高的指标进行降维,把得到的3个综合因子和爆破振幅、主频率、主频率持续时间、砖墙面积率作为输入变量,构建露天煤矿PCA-ELM预测模型。选取露天矿实际爆破过程中测量的100组数据作为模型训练样本,用另外20组数据作为测试样本进行预测。结果表明:对民房破坏影响因素中灰缝强度、房屋高度、屋盖形式、圈梁立柱、施工质量、场地条件之间具有较高的关联度。该模型处理高维数据时较传统的ELM算法具有预测精度高、稳定性好等特点,可准确预测爆破振动对民房的破坏程度,误判率为1/20。     

近距离煤层群叠加开采采动应力与覆岩位移场演化特征

为获得近距离煤层群叠加开采条件下采动应力与覆岩位移场的演化特征,以潘二矿近距离煤层6,7煤层地质条件为背景,采用相似模拟与工程实践相结合的方法进行了研究。结果表明:近距离煤层群叠加开采形成的覆岩宏观运移形态和特征与单一煤层开采相似,叠加开采时,覆岩呈多岩层整体协调运移的规律,具有位移叠加增长效应;7煤层的开采使覆岩起到一定的垫层作用,缓和了矿山压力,使近距离煤层叠加开采时具有应力减弱效应;与开采7煤层相比,6煤层开采过程中,周期来压步距减小,来压时支架载荷减弱,动压系数相应减小,但周期来压时,存在部分岩层发生台阶式下沉的现象。基于近距离煤层群叠加开采研究结果,在近距离煤层群开采的设备选型时,选用了高额定工作阻力的液压支架,在周期来压期间,采取了一定的辅助措施,同时加强了组织管理,生产中没有发生冲击液压支架及其他动力灾害的现象。     

煤矿瓦斯涌出时序预测的自组织数据挖掘方法

为分析煤矿瓦斯涌出复杂系统时间序列预测方法,提出自组织数据挖掘(SODM)与相空间重构(PSR)相结合的预测建模方法。首先应用C-C方法计算时间序列的最佳嵌入维数和延迟时间后进行PSR;然后以二元二次方程为传递函数,以嵌入维数变量为自变量,以延迟时间后的时间序列为因变量,通过内准则确定传递函数系数和外准则选择最优传递函数,并以最优传递函数的输出为下层迭代传递函数的输入,最后获得最优复杂度预测模型。算例结果表明:该方法对煤矿瓦斯涌出量预测的相对误差为-5.751 7% ~6.049 3%,平均相对误差2.145 7%,预测结果能满足煤矿安全生产实际工程应用要求。     

基于数据挖掘技术的事故隐患预警方法研究

为改良企业既有隐患排查治理方法,提高辨识效率,提升整改效果,应用并优化数据流滑动窗口模型、等价类变化算法、变化挖掘算法等数据挖掘技术,构建1种关联隐患预警方法,该方法以企业历史隐患数据为基础,通过挖掘实时隐患数据的关联规则,发布关联隐患的类型、存在可能性和变化模式等预警信息,指导企业进行针对性排查和整改。最后,以72家安全管理性质相似企业的28 957项隐患数据为例,验证该方法可行性。研究结果表明:该方法不但能挖掘关联隐患类型及其变化模式,而且预警准确率随置信度水平提升而不断提高。     

基于Phase2的不同配比充填体厚度的数值模拟研究

在充填体作用机理,稳定性分析与监测,爆破地震效应,静动态特性及损伤理论等方面的研究基础上,依托安庆铜矿高阶段大直径深孔采矿法第一步骤采场的充填现状,采用Phase2软件建立了多种数值分析模型对不同灰砂比充填体厚度的充填效果进行数值模拟研究,并进行了多方案技术经济对比分析。研究结果表明:灰砂比为1∶4,1∶8,1∶10对应充填体厚度分别为10,24,22 m时,为最优方案。该充填体厚度可为矿山采场充填配比设计、充填管理及充填质量提供技术参考。     

山丘地形下近浅埋煤层综采面静动载叠加的矿压显现特征研究

针对近浅埋综采面过山丘地形发生强矿压显现的问题,采用现场监测、理论分析与数值模拟相结合的方法,建立山丘静载应力传递模型和不同岩层赋存特征的沙土型与土石型山丘工作面关键块体结构力学模型,分析山丘地形工作面矿压发生机理。研究表明:山丘静载向工作面传递的垂直应力呈钟形分布,山丘高静载应力易激发弱铰接结构失稳;山丘坡体中关键层的有无导致了土石型和沙土型山丘工作面矿压发生机理的差异性;坡体断裂块的倾斜回转运动是沙土型山丘工作面发生强矿压的主导因素,断裂块不同的倾斜回转方向导致工作面在上坡段矿压显现缓和而下坡段显现剧烈;土石型山丘工作面的矿压显现主要受坡体中关键块体结构稳定状态的控制,工作面在上坡初和坡顶段动载矿压强烈而下坡段后期较缓和。数值计算结果与现场监测和理论分析相符。