采矿过程模拟与仿真

　　《采矿过程模拟与仿真》全面介绍了国内外专家学者以及作者团队在采矿过程模拟与仿真研究领域的最新成果。全书共分为5章，依据采矿过程的特点以及现代采矿技术的发展趋势，分别介绍了动态扰动与矿岩力学响应数值模拟、矿山物流系统模拟、数值虚拟矿山爆破、数字矿山技术、虚拟矿山工程和矿区地理信息系统等内容。《采矿过程模拟与仿真》在内容上淡化了理论上烦琐的推导，注重理论与实践相结合，以期通过大量的工程实例使读者迅速掌握和理解采矿过程模拟与仿真的主要内容、原理、特点和基本方法，相应的技术，并能分析采矿过程中实际工程问题，运用相应的模拟和仿真工具合理准确地加以解决。

　　周科平，男，1964年6月生，湖南衡阳人，博士，教授，博士生导师。1983—1987年在重庆大学采矿工程系采矿专业学习，获学士学位，1987-1990年在重庆大学攻读采矿工程硕士学位。1997年师从我国著名采矿专家古德生院士，2000年毕业于中南大学，获工学博士学位，2001年在中南大学资源与安全工程学院任教至今。现任中南大学资源与安全工程学院副院长，教育部新世纪优秀人才（2006年），湖南省学科带头人（2008年）。教育部地矿学科教学指导委员会秘书长，湖南省岩石力学与工程学会理事，中国有色金属学会采矿学术委员会委员，全国金属矿山安全与装备学术委员会委员，《矿业研究与开发》杂志社编委等。目前主要从事金属矿山开采、环境控制与灾害防治方面的研究工作，先后主持和承担了《大范围隐患区下顶板诱导崩落综合技术研究》、《高价值软破矿体开采环境再造综合技术研究》、《缓倾斜含水多层矿体深孔合采矿废分离连续采矿综合技术研究》等20余项国家与省部级科研课题。获国家科学技术进步二等奖1项，省部级科技进步一等奖4项，二等奖2项，三等奖2项，在国内外发表学术论文100余篇，其中SCI检索6篇，EI检索48篇。

第1章 动态扰动与矿岩力学响应
1.1 采矿过程中矿岩力学特征
1.1.1 岩石的力学特性
1.1.2 凿岩、爆破过程中围岩的力学特征
1.2 常用的数值模拟方法及软件
1.2.1 常用的数值模拟方法
1.2.2 常用的数值模拟软件
1.3 常用的物理模拟方法
1.4 有限元软件MIDAS／GTS采场结构参数优化模拟
1.4.1　工程概况
1.4.2 岩体力学参数的选取
1.4.3 模拟软件的选择
1.4.4 采场结构参数优化研究
1.4.5 结果分析
1.5 离散元软件3DEC空区稳定性模拟
1.5.1 离散元法基本原理
1.5.2 碎裂环境下空区稳定性离散元模型
1.5.3 计算结果
1.5.4 结论
1.6 有限差分软件FLAC3D采场回采过程数值模拟
1.6.1 采矿方法简介
1.6.2 采场结构参数
1.6.3 模拟的基本思路
1.6.4 模拟结果分析
1.7 相似模型试验实例
1.7.1 模型试验方案的准备
1.7.2 采场模型试验方案
1.7.3 试验结果与分析
1.8 本章小结
参考文献
第2章 矿山物流系统模拟
2.1　物流系统仿真概论
2.1.1 物流系统仿真
2.1.2 离散事件系统模型
2.1.3 矿业仿真技术发展
2.2 理论模型建模方法
2.2.1 基本概念和术语
2.2.2 实体流图法
2.2.3 活动周期图法
2.2.4　Petri网法
2.2.5 系统动力学法
2.3 仿真模型的设计与实现
2.3.1 离散事件仿真策略
2.3.2 仿真模型设计
2.3.3 仿真模型计算机实现
2.4 离散事件仿真软件
2.4.1　Flexsim软件
2.4.2　Arena软件
2.4.3　AutoMod软件
2.4.4　Extend软件
2.5 基于Flexsim矿山运输系统仿真
2.5.1 模块设计
2.5.2 总体结构设计
2.5.3 系统模拟分析
2.5.4 运输仿真系统优化
2.6 本章小结
参考文献
第3章 数值虚拟矿山爆破
3.1　岩体爆破基本原理及数值虚拟概况
3.1.1 岩体的动力学特征
3.1.2 爆破作用下岩石的破坏机理
3.1.3　岩石爆破的数值模拟发展简述
3.2 岩石爆破数值虚拟方法
3.2.1 动力有限元法
3.2.2 离散元法
3.2.3 复合分析方法
3.3 岩石爆破数值虚拟常用软件
3.3.1　非线性动力学软件LS-DYNA
3.3.2 颗粒流软件PFC
3.3.3 矿山爆破虚拟设计管理软件
3.4 单孔装药在岩体中爆破过程数值模拟
3.4.1 数值模型的构建
3.4.2 岩体模型及破坏准则
3.4.3 模拟结果分析
3.5　深孔爆破对充填体损伤效应数值模拟
3.5.1 岩体模型及破坏准则
3.5.2 炸药状态方程
3.5.3 数值分析模型构建
3.5.4 数值模拟结果分析
3.6 地下矿山深孔爆破虚拟设计
3.6.1 初始化参数
3.6.2 确定爆破对象
3.6.3 定义采场及进路名称
3.6.4 中深孔炮孔设计
3.6.5 中深孔炮孔设计图
3.7 本章小结
参考文献
第4章 数字矿山技术
4.1 数字矿山技术内涵
4.1.1　数字矿山的概念
4.1.2 数字矿山体系结构模型
4.1.3 数字矿山建设的基本内容
4.2 地质体三维数字建模
4.2.1　数据采集
4.2.2 地质数据库
4.2.3 图形数据库
4.2.4 实体模型
4.2.5 块体模型
4.3　基于真三维数字环境下的采矿工程设计
4.3.1 露天采矿设计
4.3.2 地下采矿设计
4.4 生产计划编制
4.4.1 基础数据准备
4.4.2 生成任务
4.4.3　流程优化与确定任务作业顺序
4.4.4 生产计划报表与可视化表达
4.4.5 动态更新与调整
4.5 矿山综合通信系统
4.5.1　目前矿山应用的主要通信系统
4.5.2 综合通信系统的总体结构
4.6 生产过程智能化与自动化
4.6.1 井下调度
4.6.2 固定设备监控
4.6.3　移动设备和人员跟踪、定位与过程控制
4.6.4 竖井提升控制
4.6.5 安全监测与预警
4.6.6 视频监控
参考文献
第5章 虚拟矿山工程
5.1 虚拟现实技术概述
5.1.1 虚拟现实技术的概念
5.1.2 虚拟现实系统的组成
5.1.3 虚拟现实的技术基础
5.1.4 三维立体成像技术
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