基于熵权-云模型的岩体质量分级研究

为对岩体质量进行评价,提出了采用熵权-云模型建立岩体质量评价体系。综合选择岩石单轴抗压强度、岩石质量指标、节理间距、节理条件、地下水条件和地应力等6个影响因子作为岩体质量评价的指标,建立了相应的评价指标体系;通过对各评价指标分级,确定云数字特征,在此基础上生成单指标评价云图,并计算指标确定度;采用信息熵理论确定各指标权重,通过计算综合确定度确定评价等级。将建立的熵权-云评价模型应用到某金矿矿区岩体质量分级工作中,并将分析结果与RMR法进行对比,结果显示两类方法的评价结果相符,说明熵权-云模型在岩体质量分级评价中具有一定的可靠性,为岩体质量分级评价提供了一条新思路。     

基于岩体质量分级的地下矿山巷道支护设计

为提高岩体质量分级精准度,引入可拓理论,构建了基于博弈论-可拓理论的岩体质量综合评价模型,首先,选取RQD等6个指标建立了岩体质量综合评价指标体系,其次,采用G1法和熵权法分别确定指标主观权重和客观权重,并基于博弈论计算指标综合权重,通过计算综合关联度确定分级等级;最后,将所建立的模型应用到某地下矿山巷道岩体质量评估中。结果表明,该模型评估结果合理可靠,具有很强的适用性。基于岩体质量分级结果,进行支护方案设计,并采用FLAC~(3D)对支护方案进行模拟,结果显示重新设计的支护方案能有效控制围岩变形,获得了满意效果。     

基于变权重-云模型的岩体质量评价方法

针对岩体质量具有随机性和模糊性的特点,将云模型引入到岩体质量评价中。首先,通过分析岩体质量的影响因素,建立了岩体质量综合评价模型,通过对各评价指标进行分级,确定云的数字特征,在此基础上生成单指标云图,并确定单指标确定度;然后,采用变权重理论确定指标权值,通过计算综合确定度判断岩体的质量等级;最后,将变权重-云理论综合评价模型应用于焦家金矿采场岩体质量评价中。研究表明:该矿山岩体质量等级主要为Ⅲ和Ⅳ级,预测结果与实际情况相符合,且与改进RMR法的评价结果一致,说明采用变权重云模型方法进行地下采矿工程岩体质量评价具有可行性。     

基于组合权重的地下矿山岩体质量可拓评价方法

针对传统评价方法所存在的缺陷, 运用可拓工程方法, 在物元理论和可拓数学理论的基础上建立了岩体质量评价的物元模型, 并采用引入了距离函数的组合赋权法计算物元模型中各评价指标的权重。研究结果表明: 组合赋权法将层次分析法计算的主观权重和熵权法计算的客观权重结合起来所确定的组合权重科学合理; 另一方面, 岩体质量的可拓评价不仅能较好地反映岩体的质量等级, 还能反映岩体质量等级的程度以及与其他质量等级的“距离”, 具有较好地适用性。通过实际矿山岩体质量等级的关联度计算, 对新田岭钨矿小板垅矿段和金猫矿段矿岩及围岩岩体质量进行了可拓学评价, 评价结果与现场实际相符。     

基于熵权-理想点法的岩爆烈度预测模型及其应用

基于理想点法的基本原理,在综合考虑岩爆主要影响因素的基础上,选取围岩最大切向应力与岩石单轴抗压强度的比值、岩石单轴抗压与抗拉强度的比值和岩石弹性能量指数作为评判指标,通过信息熵理论确定各指标的权重系数,建立岩爆发生和烈度分级预测模型。最后,将其应用于苍岭隧道的岩爆等级判别中。研究表明,预测结果与实际岩爆情况相吻合,运用熵权-理想点法进行岩爆烈度分级预测是可行的。     

组合赋权—模糊综合评价在爆破方案优选中的应用

为解决露天爆破工程中爆破方案优选难以决策的问题,以层次分析法、熵权法及模糊综合评价法为理论基础,建立组合赋权-模糊综合评价模型。从爆破质量、爆破安全和爆破效益三方面选取了大块率、振动速度、炸药单耗等12个因素作为露天爆破效果的评价指标,通过层次分析法、熵权法计算各评价指标的组合权重,结合模糊综合评价法确定工程爆破效果的评分。以贵安新区ME-13-01-1爆破工程为例,应用该模型对4个待实施爆破方案进行优选,通过模型计算得出各方案爆破效果评价得分依次为:75.131、83.777、80.095和88.026,从而确定方案4为最优爆破方案。     

煤矿通风系统安全性综合评价的TOPSIS方法

以煤矿通风系统合理性综合评价为例,结合选用的10项指标,应用基于熵权的TOP-SIS方法,建立了评价模型。该方法以灰熵理论确定评价指标的权重———熵权,从而避免低层次多因素权重确定的主观性,以评价对象与理想解和负理想解的距离确定的相对接近度作为评价准则,从而能较客观地确定矿井通风系统合理性的优劣程度,为类似系统分析与评判提供了新的方法与途径。     

基于熵权-理想点的采矿方法优选及采场稳定性研究

为解决盛大铁矿开采技术难题, 在实现矿山高效安全经济开采的前提下, 提出一种熵权-理想点综合评判指标体系模型, 对矿山初选的5种采矿方案进行计算。首先利用熵权理论确定影响采矿方法的各评价指标的熵权系数, 然后结合逼近理想解的排序法原理建立熵权-理想点综合评价指标体系模型, 从而计算出各方案基于评判指标的贴近度。结果显示, 5种初选方案的贴近度分别为70.3%, 44.2%, 64.8%, 61.1%, 46.3%, 第一种方案即分段接力退采分段充填采矿法为最优。同时对采场进行数值模拟, 对运用优选出的采矿方法时采场的应力、位移以及塑性区进行计算, 并将计算结果与现场实测数据进行对比, 得出采场岩体在充填后, 应力位移增加较缓慢。并在盛大铁矿矿区-175~-162.5 m分段进行工业试验, 取得显著经济效益, 具有重要工程实际意义。     

基于指标关联性的岩体分级集对云算法研究

岩体质量分类是一个非线性复杂的不确定系统问题，其分类指标参数具有不确定性、模糊性和随机性。在充分考虑岩体质量分级指标关联性的基础之上，建立了以指标距离为基础的信度测度赋权理论，计算得到了各指标的准确权重，降低了实际过程中因指标实测值出现误差或错误而造成评价结果与实际偏差较大的风险。根据集对论对传统云模型进行改进，提出了集对云模型的概念与算法，通过25组样本数据进行模拟分析，发现评价结果与逼近理想解排序法和分形插值法的评价结果相吻合，证明了该算法的可靠性。将模型应用于锡林浩特萤石矿采场岩体质量评价中，预测结果与实际情况相符，表明该算法具有工程实用价值，可运用于地下工程岩体质量分级。同时该算法根据指标信度类别划分函数可判断指标数据的真伪，可为岩体工程参数采集提供理论指导。     

基于熵权-云模型的采空区岩体稳定性评价

为科学准确地对地下矿山采空区岩体稳定性展开分析评价,选取单轴抗压强度、弹性模量、弹性变形能指数、脆性系数、采空区体积和埋藏深度6项指标构建采空区稳定性评价指标体系。基于正向云模型生成算法,结合信息熵权法计算出各指标的熵权重,建立采空区岩体稳定性评价模型。将模型应用在盘龙铅锌矿-220 m中段的5个采空区稳定性评价中,研究结果发现,该中段采空区处于较稳定和基本稳定状态,符合矿山实际情况,证明了基于熵权-云模型的采空区岩体稳定性评价模型具有良好的准确性和适应性。     

基于属性识别理论的岩体可爆性分级方法

选择岩石的密度、抗拉强度、冲击动载强度以及岩体完整性系数作为岩体可爆性分级评判指标,以相似数定义相似权的方法,按一种客观性标准确定指标的权重,应用属性识别理论建立基于相似权的岩体可爆性分级判别属性测度模型。针对一些岩石样本试验数据进行分析判别,说明模型的使用方法和岩体可爆性分级评判过程。由于属性识别理论能很好地解决某类问题具有多个模糊属性的综合评价,且置信度准则是根据评价集具有有序性这一特点而提出的,因而可使评价结果更为可靠;同时评价模型采用客观性权重,避免了权重确定中的主观性和随意性,保证了评价工作的客观性和准确性。     

矿井通风系统评价指标权重确定方法对比研究

指标权重的确定是矿井通风系统评价过程中关键的一步。在评价指标体系确定的前提下,选取主观赋权法—层次分析法、客观赋权法—熵权法、主客观综合集成赋权法—结构熵权法来确定各指标的权重。对三种方法计算出的权重结果进行分析,运用层次分析法和结构熵权法得到的指标权重较相似;用熵权法通过信息熵得到的指标权重,与上述两种方法得出的权重有较大差异。该结果表明,对矿井通风系统进行正确的评价需要综合考虑评价方法与各方法计算的指标权重。     

基于熵权物元可拓的采空区自燃危险性评价

为了准确合理地对采空区自燃危险性进行评价,在传统的物元可拓评价模型基础上,融合了熵权法,建立了采空区自燃危险性评价的熵权物元可拓模型,通过熵权理论来确定权重,有效地克服了传统的物元可拓方法在评价的过程中选指标权重过于主观性的缺点,预测过程计算简便,将该方法应用于新集二矿采空区评价,研究结果表明:采空区自燃危险性评价结果与现场实际情况一致,为评价采空区自燃危险性提供了一条新的技术途径。     

煤与瓦斯突出的CW-TOPSIS评价模型

由于煤与瓦斯突出安全评价中评价指标具有灰度、未知性等不确定性,难以确定合理的指标权重,导致评价准确性较低。针对此问题,将AHP法主观赋权与熵权法客观赋权相结合,提出了新的组合赋权方法。引入拉格朗日函数,构建优化决策模型,保持主客观权重与偏好系数的统一性,从而得到指标的组合权重(CW),并评价煤与瓦斯突出影响指标的主次关系。以逼近理想解排序法(TOPSIS)理论为基础,构建了CW-TOPSIS煤与瓦斯突出评价模型,判断突出等级。运用新的评价模型评价新兴煤矿煤与瓦斯突出等级,评价结果为"中等突出",符合工程实际。工程实例表明:基于"AHP+熵权法"的CW-TOPSIS煤与瓦斯突出评价模型精度较高,具有较高的应用价值。     

基于博弈论变权TOPSIS模型的煤层底板突水风险评价

传统的煤层底板突水风险评价模型往往采用固定权重,无法反映主控因素指标内部差异性对评价结果的影响,容易导致评价结果失真。基于此问题,本文建立了博弈论变权TOPSIS评价模型,首先通过博弈论对AHP主观权重和熵权法客观权重进行优化组合得到最优常权,然后引入变权函数构建主控因素权重随指标值变化而调整的TOPSIS模型,最终将模型应用于工程实例中并与常权模型评价结果进行对比分析。结果表明:变权模型与常权模型评价结果差异率为22%,对于一些实际危险区域,变权模型评价结果更为准确合理;常权模型和变权模型在指标归一化值小于0.6时,评价结果接近,在指标归一化值大于0.6时,评价结果出现较大差异,变权模型能够提高劣化指标的权重并突出其对底板突水的影响。     

基于多指标的四川地区典型岩质边坡稳定性评价

针对岩质边坡稳定性评价的指标权重、隶属度分级等核心问题,提出了一种基于改进的熵权-模糊评判原理的评价模型。构建了涵盖边坡几何形态、岩土物理力学性质、岩层与结构面影响、水文气象条件、外界影响因素5大方面共12个影响指标的评价体系,建立了稳定性评价分级标准。对四川地区9个典型岩质边坡进行了稳定性评级,结果表明:外界扰动、年平均降雨量与内聚力在边坡稳定性评价中占主导地位,权重达34.87%,容重指标的影响最小,其权重仅为3.45%。改进的熵权-模糊评判模型不仅可以作为最大隶属度原则的一个补充,同时还可以对处于同一等级的边坡进行排序,可为合理地进行边坡稳定性评价提供参考和依据。     

基于组合赋权的可拓综合评价岩爆预测模型

岩爆是矿山生产中棘手的地质灾害,严重威胁人员与设备的安全。为了对岩爆进行合理预测,选取应力系数σθ/σc、脆性系数σc/σt和弹性能量指数Wet作为分级评判指标,主客观组合赋权确定指标间的权重,主观赋权方法为专家打分法,客观赋权方法为熵权法,采用乘法合成法进行组合赋权。通过组合赋权调整权重确定的主观性,建立组合赋权的可拓综合评价岩爆预测模型。将建好的模型应用于工程实例中,预测结果与实际情况一致,是一种可以应用于工程的模型。     

主客观权重相结合的湖南省矿产资源可持续力综合评价

为了改进矿产资源可持续力模糊综合评价模型,提高其科学性和客观性,本文采用改进的层次分析法和熵权法相结合的主客观权重组合法来确定矿产资源可持续力综合评价中各指标的权重值,与以往的单一赋权法相比,权重确定更加合理。在此基础上,将组合权重法和分级模糊综合评价法有机结合,进行了湖南省矿产资源可持续力综合评价。实例分析表明,根据该方法得到的矿产资源可持续力综合评价结果具有一定的科学合理性,对相关领域的定量化研究有重要的参考价值和推广意义。     

基于属性数学模型煤的冲击倾向性分类

针对目前煤的冲击倾向性判别方法中存在的不足,基于属性数学理论和方法,建立了煤的冲击倾向性属性综合评价模型。模型选用煤的弹性能量指数、冲击能量指数、单轴抗压强度、动态破坏时间4项指标作为煤的冲击倾向性的评价指标;应用属性数学理论,构造了各项指标的属性测度函数,定义了单指标属性测度和综合属性测度的计算方法;采用相似数和相似权法客观确定各项指标的权重系数,用置信度准则进行属性识别,给出评价结果。评价结果与熵权-理想点法和模糊综合评价法,评价结果一致,验证了该方法用于煤的冲击倾向性分类的有效性。     

矿井通风系统优化方案评价的逼近理想解方法

为了实现矿井通风的系统安全,对系统的安全性进行定性、定量的预测分析和安全评价,将多目标决策中的逼近理想解排序方法TOPSIS引入到矿井通风系统方案优化的评价之中,将技术、经济、安全3个方面作为评价标准,提出了矿井通风系统评价的指标体系,建立了基于熵权的多层次TOPSIS评价模型,并结合实例验证其准确性和优越性.结果表明,该方法利用灰熵理论确定评价指标的权重--熵权,避免了权重确定中的主观性和计算复杂性;借助评价对象与理想解和负理想解的距离确定的加权相对接近度作为评价准则,避免了评价模型的主观性,使评价结果更符合生产实际.