煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量高光谱反演

为研究煤矸石充填复垦土壤重金属含量快速有效的监测方法,以淮南创大生态园煤矸石充填复垦田间试验小区为研究区域,首先采用化学方法监测土壤(0～20 cm)重金属(Cu, Cr, As)含量,然后采用ASD(analytical spectral devices) FiSpec4型高光谱仪测量土壤样品的反射光谱,提取光谱特征,并对光谱进行一阶微分变换、二阶微分变换及倒数对数变换;将变换后的各光谱特征参数与监测的土壤重金属含量进行相关性分析,并依据相关性分析结果选择显著相关的波段作为相关因子供建模使用。采用多元逐步回归(stepwise multiple liner regression,SMLR)分析、偏最小二乘回归(partial least squares regression, PLSR)及人工神经网络(artificial neural network, ANN)三种方法分别建立基于光谱反射率估算土壤重金属含量的预测模型,并采用回归模型进行精度评定,然后确定各重金属含量的最佳预测模型。实验结果表明,经过微分变换的光谱波段与土壤重金属含量达到了显著相关;重金属Cu和Cr的一阶微分光谱的人工神经网络模型为最佳预测模型,重金属元素As的二阶微分光谱的偏最小二乘回归模型为最佳预测模型。     

基于分布式光纤的矿区非采动沉降规律研究

非采动沉降是威胁煤矿工业广场建构筑物安全运行的重要因素之一。为研究厚松散层矿区非采动沉降,以童亭矿工业广场为研究对象,采用分布式光纤感测技术和数值模拟对厚松散层矿区非采动沉降进行监测与分析。结果表明,矿区厚松散层整体呈压缩状态且压缩量不断增加;第二含水层、第三隔水层和第四含水层为主要压缩层,压缩量分别占总压缩量的30%、42%、11%;当第二含水层固结趋于稳定,第四含水层失水导致的第三隔水层和第四含水层压缩是造成非采动沉降的主要原因;随着第四含水层不断失水,地表沉陷盆地的最大沉陷值与沉陷范围都在一直增大,且增长速率逐渐减小并趋于稳定。结论可为矿区的非采动沉降规律研究提供一定参考。     

基于可见光-近红外光谱的煤岩识别方法实验研究

以淮南矿区谢桥矿和潘二矿的煤和岩石样本为研究对象,通过地物光谱仪采集样本反射率光谱曲线,同时检测样本氧化物含量、水分、灰分及挥发分含量,将样本的反射率光谱曲线和样本成分含量分别作为自变量,样本类别“煤”和“岩石”两种矿物类型作为因变量,建立煤和岩石识别模型对煤和岩石进行二分类。该研究主要采用三种模型,分别为主成分分析结合支持向量机(PCA-SVM)、主成分分析结合BP神经网络(PCA-BP)模型和核主成分分析结合支持向量机(KPCA-SVM)模型。结果表明,基于可见光近红外光谱的三个模型中,核主成分分析结合支持向量机模型的识别精度最高,建模平均精度为95.5%,验证平均精度约为90.56%;基于样本成分的三个模型中,核主成分分析结合支持向量机模型的识别精度最高,建模平均精度为98.5%,验证平均精度约为95%。     

《矿山开采沉陷学》课程教学研究与实践

《矿山开采沉陷学》课程涉及采矿、地质、测绘、环境等学科领域，具有综合性强、实践应用性强的特点。介绍了《矿山开采沉陷学》课程教学的目的与意义，分析了课程特点。探讨了教学方法。     

采煤沉陷区地形插值方法精度对比分析及改进

为探究采煤沉陷区精确的地形特征,在常用地形插值模型的基础上提出一种改良插值模型。运用图像对比、交叉验证、相关性分析等方法对各插值方法进行精度分析,选取最合适该区域的插值方法;再根据非充分采动区沉陷地质结构和无法保留地形细节的情况,采用合适的插值法、使用K-means聚类法将整个研究区域分块,选取地表粗糙度Sr较大的区域,用薄板样条插值法重构局部地形DEM。线性三角网法插值曲面与真实的沉陷地形更吻合且连续性和趋势符合性良好,其评价指标精度最高。采用拟合度为0.9的薄板样条插值法重构Sr>1.50的地形DEM,并计算得整个区域的决定系数R²为0.981 5。结果表明,该组合插值方法在保持高精度的同时,具有可靠的平滑性,可以保留更多的地形细节。结论可为无人船数据构建沉陷区水下地形DEM选择最佳的插值方法及相关工作提供一定的参考。     

基于GPR和WBD电法的复垦地水分探测

探地雷达是中尺度范围内探测浅地表土壤含水率的一种重要技术手段,为解决单独利用雷达波图像很难确定土壤分层界面的问题,探索将探地雷达和网络并行电法相结合,对煤矸石充填复垦地土壤剖面和含水率分布特征进行研究.对10～40cm深度土壤剖面,以2cm为间隔,在雷达数据中提取不同土壤深度的双程走时,计算其传播速度与不同深度土壤的介...