近半个世纪以来， 尤其是进入21世纪以后， 随着计算机硬件的飞速发展和计算方法的日益完善， 数值模拟和仿真技术得到了广泛的应用。目前， 在土木、 水利、 交通、 国防军工、 航空航天、 船舶、 机械制造、 核工业、 石油化工、 电子等一般工业和科学研究中， 数值模拟和仿真技术已成为一种不可或缺的重要手段， 这在采矿工程也不例外。作为一个不断发展的学科， 从某种意义上讲， 现代采矿学已经成为一门传统采矿学、 数学、 力学和计算机科学等多门学科相结合的交叉性学科。今天， 对采矿过程进行模拟与仿真已经成为每一个采矿科研人员必须掌握的基本技术和手段。

但是， 与其他工程相比， 采矿工程有其自身的特点。众所周知， 采矿工程系统是一个极其复杂的系统， 其复杂性既体现在开采结构的复杂性， 也体现在工程所处环境与条件的复杂性。采矿过程中通过爆破、 机械等方式进行矿岩破碎， 采用支架、 充填、 环境再造等方式实现地压控制， 其实质是先破坏原岩的初始平衡， 而后采用各种技术最终实现岩体的二次平衡。同时， 岩体作为一种地质结构体， 具有非均质、 非连续、 非线性以及复杂的加载或卸载条件和边界条件， 其在各种动静载荷下的变形、 屈服、 破坏以及破坏后的力学效应等现象也与其他均质材料存在很大差别。这些特点决定了模拟与仿真过程中， 在理论、 方法和工具等各方面， 采矿工程与其他学科很不相同， 表现出极其复杂的特点。

本书注重理论和实践的结合， 力求通过介绍和引入当前数学、 力学和计算机科学的最新研究成果， 并列举大量的工程实例， 使读者能够迅速理解采矿过程仿真的原理、 方法和步骤。书中列举的实例， 均来源于作者近年来主持和参与的“十五”、 “十一五”国家科技支撑计划、 国家自然科学基金、 省院省校合作等[HK]国家科研项目， 代表了目前采矿过程模拟与仿真的最新发展水平。作者希望通过这些实例， 让读者能更好地理解采矿过程模拟与仿真的基本思想， 运用相应的工具合理准确地分析解决采矿过程中实际工程问题， 并了解采矿过程模拟与仿真的学科前沿、 发展趋势和研究热点。

全书共分为5章， 主要内容包括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， 虚拟矿山工程及矿区地理信息系统等内容。由于各章内容相对独立， 读者可以结合实际情况进行选择性地阅读。

本书由陈庆发、 李书娜撰写第1章， 周科平、 潘东撰写第2章， 雷涛撰写第3章， 杨念哥、 王丹撰写第4章， 郭明明撰写第5章。全书最后由周科平教授修改、 补充和定稿。

由于编者的水平有限， 错漏、 不足之处在所难免， 恳请读者批评指正！本书在编写过程中参阅了大量的国内外资料， 在此谨向有关文献的作者表示衷心的感谢！

陈建宏， 1963年， 中南大学资源与安全工程学院副院长， 教授， 博士生导师， 湖南省芙蓉学者计划特聘教授， 全国优秀博士学位论文奖、 湖南省教学名师奖、 国务院政府津贴获得者。主要从事采矿工程、 矿山安全、 资源经济、 数字矿山等方面的教学科研工作。先后承担科研项目50多项， 获省部级科技进步奖9项， 国家发明专利2项， 软件著作权专利2项， 发表论文210余篇， 编著出版《矿业经济学》、 《矿产资源经济学》、 《数字矿山技术》等著作教材。

杨立兵， 1983年生， 湖南省岳阳市人， 中南大学安全技术及工程博士， 主要从事应急管理及人员疏散仿真研究， 具有企业职业健康安全管理体系、 安全生产标准化体系及安全评价工作经验， 先后参与和负责多项国家自然科学基金、 湖南省博士科研基金、 企业研发等项目， 在核心期刊及国际学术会议发表论文19篇， 获省级科技进步二等、 三等奖各1项， 注册安全工程师、 安全评价师。

人类发展的历史， 是一部应对挑战、 战胜灾难、 不断前进的历史， 是一部在同各种灾害斗争中成长的历史。当今经济、 政治和社会都进入了各类突发事件发生率更高、 破坏力更大、 影响力更广的历史时期。从国际上看， 重大自然灾害发生频繁， 重大疫情传播迅速， 生态环境急剧恶化， 恶劣天气影响深远， 恐怖主义此起彼伏， 民族矛盾和群体事件冲突加剧等。在国内， 改革和发展处于关键时期， 社会利益关系错综复杂， 重大自然灾害、 安全事故、 公共卫生事件和社会安全事件频频发生。由于突发事件的突然性、 普遍性、 紧迫性、 破坏性等特点， 为政府及企业应急处置带来极大挑战， 也为从事应急管理方面研究的学者提出了严峻课题。

在非典、 雪灾、 汶川地震、 矿难、 三聚氰胺等一系列突发事件中， 我国政府探索出了一套初具雏形的应急管理政策， 提出了“一案三制”为核心的应急管理理论体系。但我国应急管理工作基础仍然比较薄弱， 体制、 机制、 法制尚待完善， 预防和处置突发公共事件的能力有待提高。今后一段时期， 各种传统的和非传统的、 自然的和社会的突发事件将长期威胁着社会的发展， 公共安全面临着严峻的形势与挑战。提高应急管理水平， 是各级政府和企业坚持以人为本、 科学发展、 安全发展基本理念的重要体现， 是从事应急管理科学研究的学者义不容辞的责任， 是关系国家经济社会发展全局和人民群众生命财产安全的大事， 具有重大意义。

本书系统论述和全面介绍了应急管理的基本理论、 基础知识、 政策规范、 应用实例、 操练技能、 技术应用。本书是对突发事件应急管理理论与技术的高度概述、 总结， 内容翔实， 条例清晰， 案例实际， 信息量大， 具有很强的指导性、 理论性、 实用性。

全书共分9章， 各章节主要内容如下： 第1章通过相关突发事件帮助了解何为应急， 引用数据分析了我国突发事件的现状， 并从国内外两方面介绍应急管理发展历程， 同时给出了突发事件的定义、 机理、 特征及应急管理定义、 基本任务， 区分了危机管理和应急管理的异同。第2章对我国应急管理体系基本情况进行了介绍， 从经济、 政治、 哲学、 社会学、 [HK]灾害学五方面阐述了应急管理的理论基础， 重点强调我国应急管理体制、 机制、 法制的基本内容。第3章阐述了应急预案的概念、 分类、 作用意义， 讲解了应急预案编制、 评审及管理的要点。第4章包扣应急演练的作用、 意义、 目的、 原则、 分类、 角色等基础知识， 从应急演练组织机构、 演练的准备、 实施、 评估、 改进及总结这条主线系统介绍了组织应急演练的基本内容及过程。第5章以近年来迅速发展并应用于实际的应急管理信息平台为重点， 介绍了应急信息平台的概念、 分类、 功能、 定位、 发展趋势以及我国在该领域的研究现状， 从建设要求、 建设原则、 运行模式、 组成系统几方面概述了应急信息平台基本设计思路， 通过引用国内外成功案例帮助理解现代应急管理信息平台基本概况。第6章介绍了应急资源的定义、 分类、 获取及应急资源管理的现状、 特征、 机制、 原则、 内容和关键问题， 探讨了资源选址的研究方法、 实际模型运用及资源配置问题， 研究了资源调度的方法及数学模型。第7章从个体特质、 人群行为、 火灾环境、 建筑设计、 应急管理五方面系统分析了影响人员疏散的主要因素， 定义了偶然性人群、 稳定性人群、 过激性人群三类疏散人群， 从生理、 心理、 社会三方面因素分析了火灾中个体特质， 从建筑结构、 环境因素对疏散行为的影响方式及危害程度。第8章介绍了应急疏散仿真概念、 发展史、 应用现状及意义， 包含建模的基础理论、 模型的分类、 典型疏散模型、 疏散安全准则、 疏散基础理论等知识， 探讨了如何构建疏散数学模型及开展模型计算分析工作， 同时推荐了国内外比较通用几种疏散仿真软件。第9章介绍了国内外应急能力评价发展现状、 研究方法及评价指标分类， 从应急评价从评价指标数据模型、 指标体系、 指标辨识与赋值、 确定及注意事项论述了应急能力评价指标体系的构建过程， 强调了事前、 事中、 事后三种应急过程评估的重点内容， 引入主成份分析法、 层次分析法、 经典风险理论评价法三种可行的评价方法。

本书由陈建宏、 杨立兵负责统稿修改， 各章编写情况如下： 第1章、 第2章： 陈建宏； 第3章、 第4章： 杨立兵， 魏汝营， 辛青华； 第5章： 杨立兵、 熊立春； 第6章： 韩玉建， 杨瑞波； 第7章： 杨立兵； 第8章： 陈建宏， 杨立兵； 第9章： 何敏颜， 永学艳。

本书可作为大中专院校安全工程专业安全预警与应急管理课程的教材， 也可用于各级政府及企业工作人员学习突发事件应急管理的参考资料。

本书引用了大量国内外相关研究成果， 在此表示感谢。由于水平有限， 本书难免有不当和失误之处， 敬请读者批评指正。

陈建宏

1012年12月