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厚松散层矿区综放开采地面沉陷预计的计算机实现

作　者: 高尚赞
导　师: 姚顽强
学　校: 西安科技大学
专　业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 厚松散层组件式开发三维模型 DEM 概率积分法开采沉陷
分类号: TD325
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 95次
引　用: 2次
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内容摘要

陕西是我国能源生产基地之一。在煤炭资源开采中，为保护陕西厚松散层矿区综放采场地面建筑物，需要建立适用于厚松散层矿区综放工作面开采地表移动预计的理论模型，并开发针对该理论模型的预计软件，确保为陕西矿区煤炭资源合理开发及建筑物下压煤开采与地面保护提供科学依据。本文简要介绍了开采沉陷基本理论以及开采区地表变化的三维可视化，同时比较常规开采沉陷理论模型与厚松散层综放开采沉陷理论模型，重点阐述了两种不同开采沉陷的预计方法、三维地表沉陷预计表现。根据开采沉陷预计数学模型，设计了开采沉陷预计软件的数据结构及相关算法。依据相应开采沉陷理论模型，处理开采沉陷预计数据。以处理后的数据为基础，建立开采沉陷区的地表下沉三维模型。文章重点讨论了厚松散层开采沉陷理论模型及其地表三维模型的建立，依照此数学模型，在软件设计之前，建立了相应的数据结构与各个相关模块，以便于更好的处理设计过程中所遇到的问题。通过建立沉陷区DEM模型，以GIS手段表现数学模型计算结果并在时间上动态演示。本文以MS Visual C++2005为开发工具，结合ESRI公司的ArcEngine9.2组件化产品，开发厚松散层矿区地表移动与变形预计软件。通过利用组件式开发、地理信息系统技术、三维模型技术及对应开采沉陷数据数学计算方法，实现了地表移动预计的二维和三维可视化表现，并完成相应分析功能，从而有效预防开采区所导致的灾害，为矿区资源的合理开发与地面保护及减少因采煤造成的损失都具有重要的意义。结果表明本文所论述的厚松散层矿区开采沉陷预计方法是可行的。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
1 绪论  8-11
  1.1 研究背景与研究意义  8
    1.1.1 课题研究的背景  8
    1.1.2 课题研究的意义  8
  1.2 国内外开采沉陷研究动态  8-9
  1.3 研究课题的提出及主要内容  9-10
    1.3.1 研究课题的提出  9-10
    1.3.2 本文的主要研究内容  10
  1.4 小结  10-11
2 厚松散层矿区开采沉陷  11-15
  2.1 厚松散层的特点及现状  11-12
    2.1.1 厚松散层煤矿分布  11
    2.1.2 开采沉陷的危害  11
    2.1.3 陕西省厚松散层开采沉陷的现状  11-12
  2.2 开采沉陷基本概念及现状  12
    2.2.1 开采沉陷的定义及影响开采沉陷的相关因素  12
    2.2.2 开采沉陷对环境的危害  12
  2.3 开采沉陷预计理论的基本概念及研究现状  12-14
    2.3.1 常规开采沉陷预计的基本概念  12-13
    2.3.2 开采沉陷预计的内容  13
    2.3.3 厚松散层开采沉陷矿区预计理论模型  13
    2.3.4 开采沉陷预计理论的研究现状  13-14
  2.4 小结  14-15
3 基于概率积分法的分层预计模型计算方法  15-21
  3.1 关于半无限开采  15-17
    3.1.1 地表下沉预计  15-16
    3.1.2 地表水平移动预计  16-17
    3.1.3 地表变形预计  17
  3.2 关于有限开采  17
  3.3 任意点地表移动预计  17-18
  3.4 分层预计模型的数值解法  18
  3.5 分层预计参数的确定  18-19
  3.6 分层预计模型与常规概率积分法的关系  19
  3.7 小结  19-21
4 基于ArcEngine 下的组件式GIS 编程  21-30
  4.1 组件式GIS 发展现状  21
  4.2 当前组件式GIS 开发软件中所面临的问题  21-22
  4.3 ArcEngine 技术及三维可视化  22-25
    4.3.1 什么是ArcEngine  22-23
    4.3.2 ArcEngine 的结构与特点  23
    4.3.3 ArcEngine 的功能  23-24
    4.3.4 三维显示  24
    4.3.5 ArcGIS 三维分析模块  24-25
  4.4 AE 常用COM 库  25-27
    4.4.1 System 库  25-26
    4.4.2 Geometry 库  26
    4.4.3 Controls 库  26
    4.4.4 3DAnalyst 库  26-27
  4.5 构建基于MFC 下的AE 程序框架  27-28
  4.6 构建SceneControl 控件及相关变量  28-29
  4.7 小结  29-30
5 综放开采地面沉陷预计模型的实现  30-44
  5.1 常规开采沉陷理论模型实现  30-38
    5.1.1 理论所需要的相关参数及确定  30-31
    5.1.2 数据结构  31-35
    5.1.3 概率积分实现  35-38
  5.2 厚松散层开采沉陷分层预计理论模型实现  38-43
    5.2.1 分层预计参数  38
    5.2.2 数据结构  38-40
    5.2.3 分层预计模型实现  40-43
  5.3 小结  43-44
6 厚松散层开采沉陷预计软件设计  44-56
  6.1 用户界面设计  44-45
  6.2 结构组织  45-47
  6.3 功能模块设计  47-50
  6.4 地表移动曲线绘制  50
  6.5 三维预计可视化模块  50-55
    6.5.1 等值线生成预计变化  50-52
    6.5.2 高程模型Tin 曲面的建立  52-54
    6.5.3 厚松散层开采沉陷模型验证  54-55
  6.6 小结  55-56
7 结论  56-58
  7.1 总结  56
  7.2 不足  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录  62

厚松散层矿区综放开采地面沉陷预计的计算机实现

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