中国经济已经进入发展的快车道,对矿业的发展提出了更高的要求。面对巨大的环境压力、资源压力,如何克服矿业自身的诸多困难,为国家经济的持续增长不断地提供资源保障,实现矿业自身的可持续发展,是新世纪中国矿业发展需要解决的重要问题。国内学者对可持续发展的研究大多集中在两个方面:一是单纯地从研究资源的枯竭和替代资源的开发入手展开讨论,另一种则单纯地从研究废弃物和污染的处理方法的角度讨论资源问题。两种都存在一定的片面性,虽然也有作者同时讨论了资源与环境问题,但似乎也没有抓住问题的本质。熵理论的发展和应用为全面系统地分析矿业系统提供了一个非常好的平台,因此本论文选题为基于熵的矿业可持续发展问题分析。本论文研究的内容主要有:(1)基于熵理论和可持续发展理论,研究矿业可持续发展的途径和策略;(2)利用热力学上资源耗失量的化学能方法来推导出系统熵增量公式、特定系统内最大熵增量(生态环境阈值)公式和引入负熵后的熵增变化量公式;(3)利用矿业系统作为复杂系统的脆性特性,通过突变理论对该系统的脆性分析,找出系统的脆弱性变化曲线,并以此为依据来确定负熵引入的最佳时机和位置。(4)应用仿生态食物链负熵流模式来分析最佳的矿业复杂系统的结构和战略,使有限的负熵资源得到高效利用。(5)以云铜复杂系统为例,对以上的观点和公式进行实例分析和验证,主要有在微观层面上进行的典型铜选厂的熵增计算;三种生产方式的熵增比较;宏观层面上的铜循环物质流的熵分析以及利用脆性分析负熵的添加位置等等。通过本论文的研究,得到如下的主要结论:(1)本论文提供的把整个系统熵增定量计算出来的方法——耗失资源的化学能的方法是切实可行的;(2)利用系统基于突变理论的脆性分析来找出的负熵的引入时机和位置,与实际生产的系统发展是相吻合的;(3)负熵的引入形式和内容与系统自身发展情况密切相关,对于系统整体来说,应用仿生态食物链负熵流利用模式可以使系统的负熵的金字塔式梯次利用的效率最高。(4)通过对云铜复杂系统的实例分析,应用以上的方法和理论就负熵的引入量、引入时机和负熵利用效率等方面与系统的生产实践相吻合,对云铜矿业的可持续的发展有指导意义。本论文的主要创新点有;(1)首次把矿业可持续发展理论和熵理论结合起来,从新的角度来分析矿业发展实质:(2)首次利用热力学原理,从资源耗失量的化学能的角度,对系统熵增进行了定量计算。(3)首次利用突变理论对矿业复杂系统进行了脆性分析,确定了负熵引入时机和位置;(4)应用仿生态学理论来分析了矿业系统中负熵的利用效率问题。