基于PCA-EWM-TOPSIS耦合算法的地下开采矿山岩体质量分级

针对传统地下开采矿山岩体质量评价指标之间存在信息冗余的问题,以国内某海下开采金属矿山为例,选用岩石单轴饱和抗压强度、岩体质量指标RQD值、结构面状况等8个指标作为评价指标,采用主成分分析法对评价指标进行降维处理,获得方差累积贡献率达94.873%的前2个主成分,根据单指标分类区间构造5个岩体质量等级,建立岩体质量评价的EWM-TOPSIS评价模型。研究结果表明：相对传统的可拓评价方法,PCA-EWM-TOPSIS耦合算法对岩体质量分级结果的准确率达88.2%,评价结果与可拓评价方法评价结果基本一致,且PCA-EWM-TOPSIS耦合算法解决了评价指标过度冗余的问题,大大简化了计算过程,提高了岩体质量评价的效率。该方法具有良好的工程应用价值,可以应用于地下开采矿山岩体质量分级中。     

基于特征值域的可拓学理论的工程岩体质量评价

为了得到更为准确的岩体质量评价结果,基于可拓学工程方法,在物元模型理论基础上建立工程岩体质量评价的物元模型。对待评物元的各因素特征赋予切合实际的值域,建立区间与区间的距的计算公式,应用可拓集合的关联函数,建立基于物元和关联函数的工程岩体可拓评价方法。对某矿山主要工程岩体质量进行了评价,得到岩体N1的质量等级为Ⅰ级,岩体N2、N3、N4和N5的质量等级为Ⅱ级,岩体N6的质量等级为Ⅲ级。通过与基于特征值的可拓学理论以及其他岩体质量评价方法所得到的岩体质量评价结果进行比较,验证了基于特征值域的可拓学理论在工程岩体质量评价中的可行性和可靠性。     

黄金矿山综合经济效益的灰色评估

本文偿试性地应用灰色系统理论中的灰色聚类评估模型,对山东省七个黄金矿山的综合经济效益进行了评价,得出了山东省黄金矿山的综合经济效益较好的合理结论。     

基于优化组合赋权的可拓学磷矿山岩体质量评价

为解决岩体质量评价相邻等级之间指标参数模糊不确定性问题,引入可拓学理论,提出基于优化组合赋权的可拓学岩体质量分级模型,对昆阳二矿磷矿山地下开采的岩石进行质量评价。首先,根据矿山地质特征选取岩石单轴饱和抗压强度(R_c)、岩石质量指标(RQD)、节理间距(J_d)、结构面条件(J_f)、地下水状态(W)和地应力影响系数(Z)6个影响指标,将每个指标划分为5个等级;然后通过改进的层次分析法和熵权法分别确定指标的主观和客观权重,引入矩估计法对主客观权重进行优化组合;最后应用修正的RMR法和Q系统法对岩体质量进行评价,将分级结果与基于优化组合赋权的可拓学岩体质量分级结果进行比较。研究表明：5个待评价岩体中,除上矿体N3的模型分级结果与修正RMR法存在差异之外,其余岩体的分级结果与修正RMR法相同,使用Q系统法的评价结果整体偏低。此外,该模型可得出岩体质量等级偏向于相邻等级的程度,分级结果符合昆阳二矿磷矿山生产勘探地质报告岩体质量范围,比修正RMR法和Q系统法更加准确,验证了本文方法的可靠性,为地下矿山开采提供了技术支撑。     

基于灰色系统理论的高效采矿方法优选

概述了灰色系统理论特征,运用灰色理论建立了矿山采矿方法优选灰色模型,利用灰色系统理论模型对初选采矿方法进行灰关联分析,从而确定最优采矿方案,为高效采矿方法的优选提供了科学、合理的模式。     

基于最优组合赋权的地下矿山岩体质量可拓评价模型

岩体质量分级辩识是矿山工程设计、施工与支护的基础,在岩体工程应用中具有重要的意义。应用可拓学理论,以司家营铁矿超大规模地下采场的岩体工程为例,选取岩石单轴抗压强度、围岩质量指标、结构面摩擦系数、节理间距、地下水状态和完整性系数等评价指标,建立矿山岩体质量评价物元模型。基于最优组合赋权理论,提出了将层次分析法和熵值法获得的权值进行最优组合的指标权重系数的确定方法。研究结果表明：（1）计算获得了待评价岩体的工程质量特征值,实现了岩体工程分类,客观反映岩体与相邻岩体等级间的差值,为矿山岩体工程提供基础的设计参数;（2）基于最优组合赋权的权重系数,可以实现多种权重值的组合赋权,降低不同赋权间的误差,提高了质量评价的准确性;（3）评价结果与工程地质RMR法、层次分析法和熵权法评价结果一致性高,说明评价结果可靠;（4）基于离差平方和最大,使得评价结果之间的离散性高,更有利于决策。     

人为因素对矿山安全影响关系的灰色关联分析

基于灰色系统理论,建立了以安全综合评价得分为参考数列,以5种不同人为因素得分为比较数列的灰色关联分析体系。通过对构造的不同数据列的无量纲化处理,求取差序列,计算灰色关联系数,得到了不同人为因素对矿山安全影响的灰色关联度。结果表明,矿山职工素质和违反规程对各矿井安全影响最明显,为矿山企业管理者加强安全管理提供了理论和技术支持。     

基于灰色关联投影分析的矿井通风方案优化研究

矿井通风系统方案优化实际上是一个灰色多目标决策问题。通过构造灰色关联系数矩阵,确定加权向量、灰色关联投影角余弦、相关模数和计算投影值等步骤建立了综合考虑5种因素的矿井通风方案优化决策灰色关联投影模型。利用灰色关联投影决策模型确定了某矿井下通风系统最佳方案,该通风方案实施后,井下作业环境得到了很大的改善,测定数据表明各项指标都达到矿山安全规程要求。利用灰色关联投影法确定矿井通风方案十分有效。     

某金矿采矿方法优化研究

采矿方法选择是矿山设计中一个重要环节,寻求最佳采矿方法是矿山企业的目标之一,论文以上述主题为中心进行论述: 1.以模糊数学理论为基础,将灰色关联分析用于采矿方法初步选择,定量地表达各采矿方法对开采技术条件的适应性。 2.根据层次分析技术,建立评价指标的结构模型,使评价指标的确定更为合理。 3.用灰色决策方法,对构造的五个设计方案进行优化,其结论为:上向梯段式连续回采胶结充填法。     

黄金矿山地下水水质污染的动态趋势分析

应用灰色系统理论 ,建立了黄金矿山地下水水质污染指标的时间包络模型与空间分布模型。通过预测污染指标的变化趋势 ,为防止污染 ,促进矿山的环境保护和经济协调发展 ,为矿山的持续发展提供良好的资源与环境条件。     

基于CRITIC-CW法的地下矿岩体质量评价

岩体质量评价结果是地下矿各类工程的重要基础数据。针对影响岩体质量的因素众多,且各因素间模糊性显著的特点,为更准确地评价地下矿岩体质量,提出了一种可定量分析影响岩体质量各因素间模糊性的CRITIC-CW法。选取了岩石质量指标RQD、岩石单轴饱和抗压强度RW、岩体完整性系数Kv、结构面强度系数Kf和地下水渗水量ω共5个指标用于评价地下矿岩体质量。收集了国内外20组岩体质量评价的样本数据,采用CRITIC法计算样本数据的离散性和内在联系,获得了评价指标的权重。采用CRITIC-CW法对20组岩体质量评价样本进行评价,结果误判仅为一例,表明CRITIC-CW法具有较高的准确性和可靠性。采用CRITIC-CW法对三山岛金矿新立矿区部分采场的岩体质量进行评价,结果表明:所评价采场的岩体质量主要为Ⅲ级和Ⅳ级,岩体质量较差,依据岩体质量评价结果,对评价等级为Ⅳ级的采场及周边工程加强支护后,矿区冒落现象显著减少。     

岩体质量分类的PCA-RF模型及应用

为了更合理地确定岩体质量类别,将主成分分析（PCA）与随机森林（RF）算法相结合,提出一种岩体质量分类的PCA-RF模型。选取能够充分反映岩体质量类别的5项指标进行分析,运用主成分分析法对各指标进行相关性处理,依据方差累计贡献率得出3个主成分,从而消除指标间的相关性,减少模型输入。然后采用随机森林模型对岩体质量进行分类,选用现场20组数据作为训练样本、10组数据作为测试样本,利用交叉验证的方法估计泛化误差。结果表明,该方法分类结果与实际结果较吻合,平均准确率达96.7%,同时得出岩体质量所处类别的概率分布,进一步反映岩体质量的复杂度,为工程建设提供更详细的参考依据。     

基于Q系统的某铜矿巷道分级支护技术及工程应用

合理的支护方式是控制巷道稳定和变形的重要手段之一,而工程岩体质量评价是确定合理支护方案的重要依据。针对某铜矿存在的支护方式单一、支护效率低、支护成本较高的问题,采用Q系统和RMR法对该矿山4个工程岩组进行了岩体质量分级。基于Q系统支护图,并结合矿山支护工艺、施工条件等因素,制定和优化了分级支护方案及支护参数;利用RMR法的不支护岩体自稳时间,量化了合理的支护时间,从而指导现场支护施工。工程实践结果表明:制定的分级支护方案效果好,不仅满足了巷道安全要求,提高了施工效率,同时可降低支护费用200万~300万元/a。     

软弱破碎岩体工程地质调查与质量评价

合理的工程地质调查与岩体质量评价是地下工程设计、施工和采矿活动的基础,针对前河金矿软弱破碎类型岩体,在充分了解矿山地质、开采现状及软岩特点的基础上,采用适合软岩特点和符合矿山实际情况的测线法对其软弱破碎岩体进行详细的工程地质调查与分析,并采用MRMR-2000系统法和Q系统法分别对矿体和上下盘岩体质量进行了评价。结果表明：矿岩体中的结构面非常发育,均发育有3组以上的优势结构面,结构面平均线密度均超过25 条/m;矿体及上下盘岩体均属Ⅴ级,矿岩体质量总体评价均为差,其中,下盘岩体相对稍好,上盘岩体次之,矿体最差。     

矿井通风系统稳定性评价指标及其权重的确定

在对通风系统进行设计或改造时,可根据矿井的开拓、开采和地质条件,拟出多个矿井通风系统方案。由于每个方案都有优缺点,这对方案的最终确定带来一定困难,所以矿井通风系统评价体系的建立十分必要。以云南省某铜矿为背景,在运用层次分析方法的基础上构建矿井通风系统的评价体系,确定矿井通风系统稳定性的一级评判指标并建立AHP结构分析模型,确定各项指标的权重,结合工程实践得出各评价指标在通风系统中的重要性顺序为:矿井通风系统环境、矿井通风安全管理、矿井通风设施状况、矿井通风经济合理性、矿井防灾减灾能力、职工素质。为矿井通风系统设计或改造升级提供科学依据。     

安庆铜矿2#矿体开采稳定性研究

矿山岩体稳定是保证矿山安全生产的前提条件,因工程地质条件方面的差异和地质工程结构的复杂性,决定了矿山需要解决的工程岩体稳定问题。针对安庆铜矿2#矿体赋存条件的特征,为确保矿体安全、顺利回采,开展了现场岩体工程地质调查,进行了岩石力学参数测试,在收集和整理原有资料的基础上,对其进行了岩体质量评价,运用Mathews方法进一步评价了岩体稳定性。为矿山安全开采提供了重要的基础资料和依据。     

玲珑金矿微震监测台网布设优化

微震监测系统的方案优选涉及多个指标，为简化方案优选流程，利用主成分分析法（PCA）构建了微震监测台网综合优化分析模型。首先，基于玲珑金矿大开头矿段微震监测系统构建和运行阶段矿山的实际情况，从经济和技术条件2个方面选取了8个指标构建了综合评价指标体系。在进行模型解算后，用2个新的综合指标（主成分）替代了原始的8个指标，这2个指标包含了原始数据91.9%的信息量。最后以信息贡献率作为新的综合指标的权重系数，计算各方案的综合评价值，优选出方案Ⅲ综合性能最好。     

模糊综合模型在采空区稳定性评价中的应用

采空区稳定性影响因素众多且相互作用关系复杂,基于模糊数学理论,对采空区稳定性等级进行定量评价。从岩体质量、采场结构特征和工程环境等3方面入手,将采空区稳定性影响因素细分为3大类共13个指标,构建采空区稳定性评价指标体系。通过构建指标因素集、权重集和评价集,建立采空区稳定性模糊综合评价模型。以某地下开采金矿为对象,应用模糊综合模型对其-200 m中段采空区稳定性分级。对象采空区中有5个被划分为Ⅲ级(中等稳定),1个为Ⅳ级(不稳定)。评价结果与现场实际情况相符,验证了模糊综合评价模型的有效性。