蔡园煤矿地表沉陷参数预计与数据可视化管理.pdf

分类号分类号TD325TD325密密级级 公公开开 U D CU D C 单位代码单位代码 1042410424 工工 程程 硕硕 士士 学学 位位 论论 文文 蔡园煤矿地表沉陷参数预计蔡园煤矿地表沉陷参数预计 与数据可视化管理与数据可视化管理 付付 永永 波波 申请学位级别申请学位级别工程硕士工程硕士领域领域名名称称矿业工程矿业工程 指导教师姓名指导教师姓名邹邹 德德 蕴蕴职职称称副副 教教 授授 副副指导教师姓名指导教师姓名张张 智智 慧慧职职称称高级工程师高级工程师 山山 东东 科科 技技 大大 学学 二二○○○○六年五月六年五月 论文题目论文题目 蔡园煤矿地表沉陷参数预计蔡园煤矿地表沉陷参数预计 与数据可视化管理与数据可视化管理 作者姓名作者姓名付付 永永 波波入学时间入学时间 2004 年年 5 月月 领域名称领域名称矿业工程矿业工程研究方向研究方向采矿信息技术采矿信息技术 指导教师指导教师邹邹 德德 蕴蕴职职称称副副 教教 授授 副指导教师副指导教师张张 智智 慧慧职职称称 高级工程师高级工程师 论文提交日期论文提交日期2006 年年 5 月月 论文答辩日期论文答辩日期 授予学位日期授予学位日期 Mining Subsidence Parameter Forecast and Data Visual Management of Caiyuan Colliery ADissertation ted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF ENGINEERING From Shandong University of Science and Technology by Fu Yongbo Supervisor Assistant Professor Zou Deyun College of Natural Resources and Environmental Engineering May 2006 声声明明 本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，除了所列参考文献和世世 所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈 交于其它任何学术机关作鉴定。交于其它任何学术机关作鉴定。 工程硕士生签名工程硕士生签名 日日期期 AFFIRMATION I declare that this dissertation, ted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Engineering in Shandong University of Science and Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The document has not been ted for qualification at any other academic institute. Signature Date 山东科技大学工程硕士学位论文摘要 摘摘 要要 在现代工业社会里，环境保护已越来越受到政府和社会各界的重视。人们已经认识 到，可持续发展是整个人类求得生存和发展的唯一可供选择的途径。煤炭是我国主要的 能源，在一次性的能源消费结构中占 75％以上，煤炭开采工业对我国的国民经济发展 起着举足轻重的作用。 开采沉陷是煤炭开采引起的主要环境问题之一。目前，由于开采沉陷引发了一系列 问题地面开裂、山体滑坡，建筑物倾斜、倒塌，铁路、公路、管线等产生偏斜、甚至 被拉断或打断，引起水资源大量渗漏、出现水土流失，土壤沙漠化、盐碱化、沼泽化等。 因此，对于我国这样一个人口众多的国家来说，合理开发利用矿产资源和土地资源防 止环境破坏，保护土地资源，是我国可持续发展的一项重要内容。 地理信息系统GIS是一个有效的信息载体， 其数据库管理功能对大量开采沉陷数据 能够进行统一管理；其空间分析功能为矿区环境治理提供了决策依据；GIS 对空间和环 境数据及研究成果的表示形式直观、能够可视化、图形图像化、立体化；本文详细阐述 了开采沉陷所引发的环境问题，说明 GIS 在开采沉陷中应用的优越性，在研究开采沉陷 预计方法的基础上，用 VC语言开发系统，实现了蔡园煤矿下沉参数的预计，绘制矿区 移动变形曲线下沉、倾斜、曲率、水平移动、水平变形，最后利用 MapGIS6.6 中的 DET 分析模块和电子沙盘模块绘制了矿区移动变形等高线图和三维模拟地形模型图。系统采 用 ADO 技术实现与数据库的连接，实现矿区开采沉陷相关数据的规范化和现代化管理。 关键词关键词开采沉陷地理信息系统MAPGIS评价 山东科技大学工程硕士学位论文摘要 ABSTRACTABSTRACT Nowadays,environmentandenvironmentmaintainingismoreandmore emphasized by government and the entire social． People have realized that the sustainable development strategy is the exclusive optional approach for all the human being to seek for existing and development. Coal is the major energy source in our country．Coal account for 75％in one-off consumption structure of energy source. Coal industry is the number one in the energy source of our country, and plays an important role in the development of national economy． The mining subsidence results in a series of environment problems，such as the earth’s surface subsidence; crack and slope even collapse for all kindsofconstructions;slopeevensnappingforrailway,highwayand underground pipelines; water and soil running off, desertification, saline- alkali and swamp soil. So, it is an important subject for a nation like us a mount of people countryto exploit and utilize mineral and soil resources reasonably, prevent environment from destroying ,and protect the sustainable and harmonious development of mining area economy． GIS is a valid load-body of ination. Its DBMS function can manage a mount of data united；its spatial analysis function give a basic orientation for decision; it have a straight，visualized，and three-dimension output of spatial data and environment data． The paper puts forward the environment problems that result from mining subsidence detailed， specified the advantage of GIS in system． On the basis of the study of mining subsidence predicting ，use VC to exploit system programming. The system realize predicting of any condition and parameters, draw ground movement and deation curve，argue the effect on building above mining area, realize the predicting of ground movement and deation on 山东科技大学工程硕士学位论文摘要 building．Use ADO technology to link database, and so realize standard and intelligent management about mining data． KeywordsKeywordsMining SubsidenceGeographical Ination System MAPGISInfluence Assessment 山东科技大学硕士学位论文目录 目录目录 1 1 绪绪 论论1 1 1.1 问题的提出与研究的意义 1 1.2 国内外研究现状 2 1.3 研究思路与研究内容 5 1.4 研究方法与技术路线 6 2 2 开采沉陷对环境影响的分析开采沉陷对环境影响的分析8 8 2.1 环境与可持续发展 8 2.2 开采沉陷对环境造成的破坏10 3 3 开采沉陷预测的理论基础开采沉陷预测的理论基础1414 3.1 开采沉陷的基本特征14 3.2 地表沉陷的主要影响因素19 4 4 开采沉陷预计模型开采沉陷预计模型3131 4.1 概率积分法基本原理31 4.2 概率积分法计算公式32 5 5 开采沉陷预计系统的建立开采沉陷预计系统的建立3737 5.1 ADO 技术的应用37 5.2 开发语言的选择及界面设计38 5.3 系统开发原则39 5.4 系统结构40 5.5 系统功能设计40 5.6 开采沉陷预计子模块简介41 5.7 系统数据库设计43 山东科技大学硕士学位论文目录 6 6 开采沉陷预计子模块实例分析开采沉陷预计子模块实例分析4444 6.1 数据管理及存储44 6.2 开采沉陷预计分析45 6.3下沉等值线图与沉陷区三维模拟地形模型 49 6.4小结 52 7 7 结论与展望结论与展望5353 致致 谢谢5454 参考文献参考文献5555 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 III Contents 1 Introduction1 1.1 Source and Raising of Project 1 1.2 Domestic and overseas study survey2 1.3 Research Content of the Thesis and the Goal5 1.4 Research of the Thesis 6 2 Influence Analysis of the Mining Subsidence to the environment 8 2.1 Environment and sustainable development8 2.2 The destroy to the Environment by Mining Subsidence 10 3 Basic Theory of Mining Subsidence Forecast 14 3.1 Essence Character of Mining Subsidence14 3.2 Main Influence Factor of Mining Subsidence 19 4 4 Forecast Model of Mining Subsidence 3131 4.1 Keystone of Probability Integra31 4.2 ula of Probability Integra 32 5 Setting up of the Mining Subsidence Forecast System 37 5.1Application ofADO Technology37 5.2 Development Language Selection and Interface Design38 5.3 Principle of System Development 39 5.4 System Structure40 5.5 System Function Design40 5.6 Mining Subsidence Forecast Submodule brief introduction 41 5.7 Database System Design43 6 6 Mining Subsidence Forecast Submodule Analysis4444 6.1 Data Management and Storage 44 6.2 Mining Subsidence ForecastAnalysis 45 6.3 Subsidence Isogram and 3Dmodelling Terrain Module 49 6.4 Conclusion of this Chapter52 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 IV 7 Conclusion and envision53 Express Gratitude54 Reference 55 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 1 1 1 绪绪 论论 1.11.1 问题的提出与研究的意义问题的提出与研究的意义 矿产资源是国民经济、社会发展和人民生活的重要物质基础，也是衡量一个国家实 力的标准之一。矿产资源的开发推动了近代工业的迅猛发展，我国目前 95的一次能源、 80的原材料， 要依靠开发矿产资源提供。 中国现在仍处于矿产资源消耗量增长最快的时 期，工业增长加上人口增长，对矿产资源构成强大的需求压力。2004 年，我国原煤产量 已经达到 19 亿 t，但煤炭市场依然吃紧[32]。 煤矿区集煤炭资源开采、利用与土地资源占用与破坏为一体，是资源、环境、灾害 与人口矛盾相对集中显现的区域之一。煤炭资源的大规模开采，一方面满足了我国经济 建设的需要，另一方面，诱发或引起了煤矿冒顶、矿震等井下安全事故和煤矿区生态环 境的破坏[1][2]。 采煤沉陷是指由地下采掘工程引起或诱发的煤矿区地面沉陷、塌陷和山地开裂等地 质环境破坏及其诱发的地质灾害，因其对矿区土地及生态环境的严重毁损，已成为国内 外地质、采矿、环保界以及各级政府和当地百姓关注的热点问题。我国煤炭产量 95以 上来自井工矿井，煤矿区采动损害十分严重。如果采煤塌陷率按 3ha/万 t 估算，则年产 19 亿 t 煤将造成 57 万 ha（合 855 万亩）土地破坏[3][4]。 采煤沉陷的研究涉及测量、采矿、地质、建筑、力学等许多学科知识[5]，是一项十 分复杂的工作。虽然在采矿界对此问题已经有了多年的研究积累，在采煤沉陷预计方面 也取得了一些令人注目的研究成果，然而，目前还存在许多需要进一步研究的问题。例 如，由于对地质因素考虑不够，对煤矿区地表沉陷的预计结果往往与矿区采煤沉陷的实 际情况有较大出入；煤矿区地表岩移观测与地下开采同步进行，甚至不进行观测，而地 表岩移又滞后与开采过程，所以在开采设计中无法预先知道开采强度与地表环境损害之 间的数量关系。 为了实现社会、经济的可持续发展，煤矿区必须改变只顾索取资源，不顾环境保护 的传统生产方式，推行“清洁生产” ，建设“绿色矿区” 。煤炭“清洁生产”的基本 理念可以概括为给定损害，限制开采，防患于未然。所谓“给定损害” ，是指预先评 估人类和环境可以承受的煤矿开采对环境的损害程度；所谓“限制开采” ，并非禁止开 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 2 采，而是通过限制开采强度，使地表生态环境不至于因为地下开采而出现灾变。煤矿清 洁生产的目标是变损害后治理为损害前防范，既合理开发利用煤炭资源，又能将开采对 环境的损害减到最小，在可持续发展的目标下，取得最佳的社会、环境和经济效益。 为了实现上述目标，本文在全面分析地质、采矿等因素与采煤沉陷关系的基础上， 科学地揭示了采煤沉陷的发生、发展规律，进一步完善了采煤沉陷研究的理论体系及采 煤沉陷动态演化预测的理论基础；并根据蔡园煤矿区实际，开发出能在开采前对采煤沉 陷进行准确预测预报的采煤沉陷预测系统。 1.21.2 国内外研究现状国内外研究现状 1.2.11.2.1 地表沉陷预计的主要理论与方法地表沉陷预计的主要理论与方法 早在 1858 年，比利时学者哥诺（Gonot）以观测资料为基础，提出了“法线理论” ， 认为采空区上下边界影响范围可用相应点的层面法确定。德国的 Keinhost 于 1882 年 提出了 “垂线理论” ，此后德国学者依琴斯凯（Jicinsky,1876）提出了“二等分线理论” 。 豪斯（Hausse,1885～1887）建立了上方有三带分布的沉陷模式[6]。第二次世界大战 以后，随着经济的发展，矿山开采大规模进行，形成了各种各样的开采沉陷损害预计理 论，可以概括为经验方法、影响函数法、理论模型法三大类型。 地表沉陷预计的经验方法是在特定的地质采矿条件下，根据大量的观测数据，确定 地表移动盆地主断面移动变形规律，并以典型曲线理论化，或以诺摸图方法，供在相近 地质采矿条件下的地表移动变形预计应用。典型的经验方法如前苏联应用的负指数函 数方法、英国煤田方法NCB.1975、波兰学者 Z.Kowalczyk1972的积分网格法、中国 学者何国清提出的威布尔分布法Weber,1983以及各矿务局通过观测曲线拟合得出的适 用本矿区的典型剖面曲线法[7]等。 影响函数法是预计采动地表变形的一种有效方法，属于从经验方法向理论模型过渡 的类型，其理论基础是分布函数，因而称之为影响函数法。典型的影响函数方法有巴 尔斯Bals、培尔茨Perz、扎恩Sann、柯郝曼斯基Kochmaniski、布德雷克－克诺 特 Budryk-Knothe等理论方法。 理论模型法是建立在力学模型、弹性或塑性理论基础上的计算方法。在这方面有以 A.Sulstowicz1958等为代表的固体力学理论[8]、J.Litwiniszy1963等为代表的随机 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 3 介质理论[9]。 以弹性或塑性理论为基础的计算方法如 有限单元法FEM、 边界元法BEM、 离散元法DEM等。 开采沉陷的随机介质理论， 最初是由波兰学者 J.Litwiniszy 于上世 纪 50 年代提出的。在 20 世纪 60 年代初期，我国学者刘宝琛、廖国华将随机介质理论 发展成为概率积分法[6]。近 30 年来，概率积分法成功地解决了地表移动空间预计问题、 覆岩内移动预计问题、露天开采移动预计问题等，已发展成为岩土体移动预计体系，成 为我国较为成熟、应用最为广泛的地表沉陷预计方法之一。 在采动地表沉陷预计评价方法中，经验方法和影响函数方法基本类似，都建立在大 量的观测研究基础之上。但是经验方法有局限性，而影响函数方法可通过预计参数的调 整，应用于不同条件下的预计，它的通用性强。理论模型方法以岩体力学模型和数学假 设的抽象概念为基础，依赖于大量复杂的岩体力学参数，要进行大量的计算工作，过去 几十年的实践表明，其应用非常困难[10][11]。近年来，随着计算机应用技术的发展，使 得进行大量复杂的计算成为可能，但是在大范围内取得岩体力学参数及地质构造特征参 数，仍然很困难，因而它主要应用于小范围的预计计算评价中，如，矿柱岩梁的应力、 应变、稳定性计算分析，断层构造带影响计算分析等。 余学义教授以概率积分法和 Knothe 理论为基础，应用极坐标闭合回路积分法，建 立了采煤沉陷的数学模型。该模型是以影响函数为基础的概率积分方法，以几何积分理 论为基础， 由富氏二维积分变换法引入岩性及下沉时间影响参数 （半力学， 半经验参数） 。 同时对于影响函数预计采用了极坐标闭合积分数学模型，可对任意形状采空区域的采煤 沉陷进行预计计算[12]。 1.2.21.2.2 新方法在地表沉陷预计中的应用新方法在地表沉陷预计中的应用 近年来，由于数学、力学、计算机等学科的新成果不断地被引入采煤沉陷学科，从 而在采煤沉陷领域的研究中出现了许多新理论和新方法。陈至达等以拖带坐标描述法和 S－R 分解定理的非线性几何场论为基础， 分析了初始位形主断面上倾斜、 曲率和水平变 形计算公式的不合理性，建立了实时位形上的计算公式；利用平均螺旋角概念和裂纹产 生与扩张的几何准则，建立了实时位形上水下采煤导水裂隙带高度的确定方法[13]。郭广 礼等应用灰色系统理论，结合实例，建立了采矿塌陷区残余沉降增量预测模型和沉降预 测方程[14]。 丛爱岩对煤矿地面沉陷治理方案的灰色关联评价进行了研究，提出了一种建立于模 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 4 糊数学和灰色关联分析基础之上的地表沉陷治理方案的评价方法[15]。 曹丽文采用 BP 神 经网络算法对开采沉陷量进行预测，提出了利用人工神经网络技术进行开采沉陷定量预 测的新方法[16]。结果表明，用神经网络模型对复杂的开采沉陷系统进行模拟预测，具有 理论上的可行性和现实意义，说明人工神经网络技术在开采沉陷预计领域中具有实用价 值。王卫华等对开采沉陷反分析神经网络方法进行了研究，建立了沉陷反分析神经网络 模型[17]，并用基于正交试验获得的训练样本对网络进行训练，以此训练好的网络模型来 描述力学参数与开采沉陷之间的关系，利用反演结果，建立拉格朗日快速计算法（FLAC） 模型[18]，对地表沉陷进行预测，取得了令人满意的预测结果。 于广明等将损伤力学及分形几何等现代非线性科学应用于采煤沉陷学科领域[19]， 在 现有的采煤沉陷理论基础上，进一步提出岩体（特别是地质构造复杂的岩体）采煤沉陷 的更深层次的机理、特征和规律，进一步发展了矿山开采沉陷学科，使其在理论上更完 备、实践上更符合实际、工程预测上更准确、应用上切实可行。在此研究思路的指导下， 就节理对岩体采动沉陷规律的影响、采动岩体裂隙分形分布及演化规律、采动断层活化 的分形界面效应等三个问题进行了一系列的理论研究和实验研究。 1.2.31.2.3 地表沉陷的计算机可视化地表沉陷的计算机可视化 吴侃等应用时间序列分析法， 对开采沉陷动态过程的概率积分法预计参数进行分析， 建立了动态预计模型。用该模型可对参数进行预计，然后利用参数的预计结果进一步预 计地表的移动变形，从而解决了开采沉陷的动态预计模型问题[20][21]。 东北大学岩石破裂与失稳研究中心运用现代计算力学原理和计算机可视化技术，对 岩石的破裂与失稳过程进行了数值试验研究， 开发出一套岩石破裂与失稳分析系统 （rock failure process analysis 简称 RFPA） 。RFPA 是根据有限元分析原理开发的一个二维 数值分析软件， 可以模拟巷道开挖及开挖过程中的覆岩破坏、 矿柱破坏、 地表移动等[22]。 朱长春开发的开采沉陷地表变形计算与分析软件系统，该软件系统能够根据相应的 参数计算一般条件下的地面变形和山区地面变形参数，并可绘制相应的图形，并具有对 任何三维图形进行任意旋转和打印功能[23]。 从文献检索结果来看，本领域的研究尚存在有以下问题①对采矿因素考虑较为周 全，而对地质因素考虑较少；②在地质因素中，对静态因素，如顶板岩性、节理等比较 关注，而对动态因素，如构造应力常常忽略不计；③由于上述原因，利用目前常用的采 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 5 煤沉陷预计公式得到的预计结果往往与实际情况有较大误差；④现有采煤沉陷动态预测 软件难以为煤矿“清洁生产”提供比较全面、系统的技术支持。 1.31.3 研究思路与研究内容研究思路与研究内容 1.3.11.3.1 研究思路研究思路 煤层覆岩是具有“构造记忆”的构造岩体，是采煤沉陷这种特殊的表生构造现象的 构造介质；构造界面是由地质历史时期的构造运动在地层中产生的地质不连续面，是构 造运动对覆岩最突出的改造作用之一；挤压与拉张是煤矿区常见的两种最基本的构造应 力状态，由于构造应力的作用，可以改变采动影响下的岩层移动方向和移动量的大小， 同时也影响井下巷道的变形破坏模式。构造介质、构造界面、构造应力相互影响，相互 制约，协同作用，构成了地下采掘工程的构造环境。与地下开采有关的煤矿区环境灾害， 源于“采动” ，但其形成与发展受控于构造环境的内在结构和特性。所以在研究采煤沉 陷时不能不考虑构造环境，尤其不能忽略现今构造应力的作用。 采煤沉陷是采矿工程对围岩强烈扰动在地表产生的生态环境效应。由于地下开采强 度和煤矿区构造环境的差异，煤炭开采产生的扰动强度和环境效应是不同的。如果采矿 工程对覆岩的扰动不足以打破其原有的平衡状态，则不会引起采煤沉陷；足够大的扰动 强度虽已引起采煤沉陷，但对当地人民生产、生活没有影响或影响不大时，认为这种扰 动尚处于当地地质环境可以承受的范围之内；如果扰动强度已经达到或超过了地质环境 的最大承受能力，则必然对人居环境、生态环境及矿区可持续发展造成灾难性的后果。 因此，为了保护煤矿区地质环境，煤炭资源开发活动必须要有一个“度” ，要把开 采强度限制在煤矿区地质环境可以承受的范围（承载能力）之内。为此，在开采之前， 应能根据煤矿区特定的地质、采矿条件，比较准确地预测在不同的开采强度下地表可能 产生的破坏程度，以便为确定合理的、有利于煤炭生产与环境保护协调发展的开采强度 提供科学依据。 1.3.21.3.2 研究内容研究内容 1采煤沉陷对环境的影响的分析与研究 开采沉陷是非常复杂的人、地相互作用系统和时空演化过程，其对地表环境的影响 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 6 是多方面的、复杂的，其主要影响包括对自然资源的破坏、引发地质灾害、对水源的破 坏、对土地资源的破坏和对地表构筑物的破坏等几个方面。 2采煤沉陷动态演化过程研究 采煤沉陷动态演化，是指随着工作面的推进，地表移动变形逐渐产生→由小到大→ 再由大到小→最终出现一个下沉盆地的全过程。这部分研究的主要内容有在近水平煤 层及中倾斜煤层开采过程中，随着工作面的推进，地表下沉、倾斜、曲率、水平移动、 水平变形等参数的发展变化规律。 3采煤沉陷动态演化预测系统开发 开发计算机仿真模拟软件，将采煤沉陷的各种影响因素进行量化后纳入采煤沉陷动 态演化预测模型，直观形象地反映随着工作面的推进而产生的采煤沉陷盆地的变化情况 及其各主要断面地表移动和变形曲线，并输出在现有地质、采矿条件下，工作面推进长 度与地表移动变形之间的关系数据表。 1.41.4 研究方法与技术路线研究方法与技术路线 1.4.11.4.1 研究方法研究方法 1典型采煤沉陷状况调查分析 通过分析观测站的岩移数据，对蔡园煤矿采煤沉陷的发生、演化规律及其控制、影 响因素取得初步认识。 2多学科交叉的地质工程理论分析 采煤沉陷的研究涉及测量、采矿、地质、力学、数学、计算机等许多学科，是一项 十分复杂的工作，但从地质角度来看，采矿工程是以地质体做建筑材料，以地质体做建 筑结构，以地质环境做建筑环境建筑起来的一种特殊工程，属于地质工程的范畴[24]。因 此，以地质构造控制论为指导，综合运用构造地质学、工程地质学、开采沉陷学、测量 学、岩石力学等学科知识，对采煤沉陷进行综合性的理论分析与研究。 3实用可靠的采煤沉陷预测软件开发 应用计算数学、计算机图形学及软件工程等学科的知识和通过上述研究所总结的规 律，以 Visual C为程序设计语言，开发采煤沉陷动态演化预测系统软件，并以实际算 例对系统各模块的计算精度进行检验，以蔡园煤矿的岩移观测资料为参照，对整个系统 山东科技大学工程硕士学位论文1 绪论 7 的可靠性进行验证。 1.4.21.4.2 技术路线技术路线 本论文的编写过程主要开展如下工作 1收集、分析资料，总结采煤沉陷规律，对采煤沉陷进行综合分析与研究； 2对采煤沉陷对环境的影响进行分析与研究， 总结地表移动变形的影响因素量化地 表移动变形参数； 3总结采动引起的地表移动变形参数与其影响之间的关系， 开发采动损害预测系统 软件； 4开发采煤沉陷预测系统软件，预测系统的可靠性检验； 5系统软件可靠性验,提交研究成果。 其技术路线如图 1.1 所示。 收集资料 对地表沉陷进行综合分析与研 究 总结地表移动变形的影响因素量化地表移动变形参 数 开发采动损害预测系统软件 预测系统的可靠性检 验 提交研究成果 图 1.1 矿区采煤沉陷模拟流程图 Fig1.1 Mining area subsidence simulation flow chart 山东科技大学工程硕士学位论文2 开采沉陷对环境影响的分析 8 2 2 开采沉陷对环境影响的分析开采沉陷对环境影响的分析 2.12.1 环境与可持续发展环境与可持续发展 2.1.12.1.1 环境与环境系统环境与环境系统 “环境”是泛指某一中心项（或叫主体）周围的空间及空间中存在的事物。实际上， 环境是一个非常复杂的概念，是一个巨大、复杂多变的开放系统，它是由自然环境、社 会环境、 经济环境互相联系和互相作用的系统组成的整体。“环境” 具有系统的一切特性、 功能和行为，可称为环境系统。 环境系统处于自然过程和人类社会行为的共同作用之中，因此，环境的内部结构和 内部状态始终处于不断变动中。这种变动既是确定的，又带有随机性，反映在系统所处 的状态参数的变化，以及输入系统的各种因素的变化上。这种变动可能是有利的，也有 可能是有害的。另一方面，环境系统又具有一定的调节能力，对于来自内部或外界的作 用或影响能够在一定限度内进行补偿和缓解，使得环境处于相对稳定状态。但是，当自 然界的自发过程和人类行为的干扰远远超过系统的调节能力时，系统的状态乃至结构会 发生显著的变化。 2.1.22.1.2 环境评价环境评价 “环境评价”是“环境影响评价”和“环境质量评价”的简称。 “环境影响评价” （EIA）是人们在采取对环境有重大影响的行动之前，在充分调查研究的基础上，识别、 预测和评价该行动可能带来的影响，按照社会经济发展与环境保护相协调的原则进行决