基于改进层次分析法-可拓理论的采空区稳定性评估模型研究

为提高采空区稳定性评估精度,引入可拓理论,构建基于改进层次分析法-可拓理论的综合评价模型。从采空区岩体质量、空区参数和环境三个角度,选取了岩石抗压强度等12个指标建立了综合评价指标体系;采用改进层次分析法确定指标权重,并计算各层次指标关联度和综合关联度,基于最大隶属度原则判断风险等级;将建立的模型应用到某铜矿采空区稳定性评估中。研究表明,该模型评估结果合理可靠,为采空区稳定性评估提供了一种简便的方法。     

基于Game theory-VF模型的尾矿坝体稳定性理论研究

为提高尾矿库稳定性评估工作精准度,将可变模糊集理论引入尾矿库稳定性评估中,建立了基于博弈论-可变模糊集的综合评估模型。在综合考虑了尾矿库失稳原因及自然、管理等6个方面因素的基础上,选取了17个指标构建了综合评价指标体系;采用G1-CV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,通过计算单指标相对隶属度和综合特征值,对河南省栾川县3个尾矿库进行稳定性等级评估,并与云模型和云物元理论评估结果相比较。结果表明:建立的综合评价模型评估结果合理可靠,与实际情况相符合,为尾矿库稳定性评估工作提供了一种新方法。     

基于改进物元可拓法的滨海金矿涌水风险评估模型研究

针对滨海金矿涌水具有随机性和不确定性的特点，引入物元可拓模型，建立综合评价模型。首先，考虑了工程地质和水文地质两个方面，选取包括RQD值等10个指标构建了滨海金矿涌水风险综合评价指标体系；其次，采用改进层次分析法和改进CRITIC法分别确定指标主观和客观权重，基于博弈论计算指标的综合权重，通过计算指标层、准则层和指标关联度和综合关联度，基于最大隶属度原则，判断最终的风险等级；最后将模型应用到三山岛金矿涌水风险评价中，并与云模型评价模型结果对比。研究表明，建立的综合评价模型与云模型理论评估结果一致，且与现场调研情况相符合，计算结果合理可靠，可以为滨海金矿涌水风险评估提供一条新思路。     

岩体质量可变模糊集评价模型研究及其应用

为提高岩体质量评估的精度,引入可变模糊集理论,建立基于改进层次分析法—可变模糊集的综合评价模型。首先,选取5个指标构建了地下矿山岩体质量综合评价体系,并对指标划分等级标准。其次,采用改进层次分析法确定指标权重,通过计算相对隶属度和综合隶属度,基于判断标准确定岩体质量。最后,将模型应用到三山岛金矿新立矿区-200 m中段岩体质量评估中。通过计算,综合隶属度为3.406,岩体质量为Ⅲ级,与实际情况相符合,且和云模型等其他评估模型计算结果一致。结果表明,基于改进层次分析法—可变模糊集的综合评价模型在岩体质量评估方面具有适用性,进一步拓宽了地下工程岩体质量评价的思路。     

岩质边坡稳定性评估的多维云模型

为了准确地评估岩质边坡的稳定性等级，针对边坡稳定性受众多评价因素影响，具有较强的随机性和模糊性特点，提出运用多维云模型理论，进行岩质边坡稳定性等级评估。从地形地貌、岩体环境特征、人工开挖、地震及气象水文5个大指标出发，选取14个因素作为岩质边坡稳定性等级评判指标。基于云理论，采用指标近似法得出云模型数字特征，综合各评判指标的相关度和信息量，结合改进CRITIC法确定评判指标权重，生成岩质坡稳定性等级评估的多维云模型。运用该模型，输入重钢集团西昌太和铁矿中的8组岩质边坡的指标实测值得到隶属于各标准边坡稳定性等级的综合确定度，依据最大确定度原则确定边坡稳定性等级。并将评估结果并与一维云模型、模糊评判法、CSMR法以及边坡的实际状态进行比对。结果表明，多维云模型应用于岩质边坡稳定性评估中更加高效，且准确度较高。     

基于组合赋权的充填管道失效集对—可拓模型研究与应用

考虑了充填管道失效具有随机性和模糊性特点,引入集对—可拓理论,构建了基于组合赋权与集对—可拓相耦合的综合评价模型.首先,从料浆特性、管道特性、施工技术和充填工艺4个方面,选取12个指标,构建了充填管道失效风险综合评价指标体系,并对指标进行风险等级划分.其次,采用G1法和改进CRITIC法分别确定指标主观权重和客观权重,并基于最小熵原理和拉格朗日算法计算指标组合权重,运用集对分析原理构建联系隶属度函数,通过计算单指标联系隶属度和综合联系隶属度,以最大隶属度识别准则为依据判断充填管道失效风险等级.最后,以金川龙首矿、宝山铅锌矿、新城金矿3个矿山为研究背景,进行充填管道失效风险评估,并与云模型和可变模糊集等评价模型评估结果对比.研究结果显示,3个矿山充填管道失效风险分别为Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅲ级,与实际情况相符,且3种评估模型结果一致,表明基于组合赋权的集对—可拓理论综合评价模型在充填管道失效方面具有适用性,进一步丰富了理论成果.     

基于组合赋权的充填管道失效集对—可拓模型研究与应用

考虑了充填管道失效具有随机性和模糊性特点,引入集对—可拓理论,构建了基于组合赋权与集对—可拓相耦合的综合评价模型.首先,从料浆特性、管道特性、施工技术和充填工艺4个方面,选取12个指标,构建了充填管道失效风险综合评价指标体系,并对指标进行风险等级划分.其次,采用G1法和改进CRITIC法分别确定指标主观权重和客观权重,并基于最小熵原理和拉格朗日算法计算指标组合权重,运用集对分析原理构建联系隶属度函数,通过计算单指标联系隶属度和综合联系隶属度,以最大隶属度识别准则为依据判断充填管道失效风险等级.最后,以金川龙首矿、宝山铅锌矿、新城金矿3个矿山为研究背景,进行充填管道失效风险评估,并与云模型和可变模糊集等评价模型评估结果对比.研究结果显示,3个矿山充填管道失效风险分别为Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅲ级,与实际情况相符,且3种评估模型结果一致,表明基于组合赋权的集对—可拓理论综合评价模型在充填管道失效方面具有适用性,进一步丰富了理论成果.     

基于云物元模型的煤与瓦斯突出危险性评估模型研究

为准确预测煤与瓦斯突出危险性等级,建立了改进层次分析法-云物元的综合评估模型。首先,选取了开采深度等5个指标构建了煤与瓦斯突出危险性综合评价指标体系;其次,采用改进层次分析法确定指标权重,对指标进行等级划分,计算单指标确定度和综合确定度,基于最大隶属度原则,判断综合评价等级;最后,将所建立的模型应用到某煤矿煤与瓦斯突出危险性评估。研究结果表明:该研究所建立的危险性评估结果可靠,进一步拓展了煤与瓦斯突出危险性评估思路。     

高烈度地震带尾矿坝体稳定性分析模型研究

为提高高烈度地震带尾矿坝体稳定性评估精度,引入云模型理论,建立了改进云模型综合评估模型。首先,从地震能量、防洪能力、坝体抗滑性、抗渗性和日常管理等5个方面,选取了地震峰值加速度、余震累积破坏效应、防洪系统能力系数、滩顶与正常库水位高差、中值粒径、下游坡比、渗透能力系数、颗粒级配、日常管理衡量系数、应急水平衡量系数等10个指标建立了高烈度地震带尾矿坝体稳定性综合评估指标体系。其次,采用改进层次分析法确定指标权重,基于最大隶属度原则,确定最终的稳定性等级。最后,将建立的改进云模型用于甘肃某尾矿坝体稳定性评价中,且与可拓学和属性识别两种评估模型对比。结果表明,改进云模型的评估结果与可拓学和属性识别模型评估结果一致,该尾矿坝体处于不稳定状态,且与实地调查结论相符合。同时采用Slide软件对该尾矿坝体进行模拟,研究显示地震作用下的最小安全系数为0.815,小于安全系数1.05,表明该综合评价模型具有一定科学性和可靠性。     

充填管道失效风险的 VW-CM模型研究

充填管道失效具有随机性和模糊性特点。为定性分析充填管道系统可靠性，通过构建变权重理论（VW）和云模型（CM）的综合评判模型，选取 10 个影响因素建立指标评估体系，基于变权重理论计算指标权重，通过计算云的数字特征生成指标云图，实现充填管道风险等级与指标之间的相互映射与转化，通过确定单指标测度和综合确定度，基于最大隶属度原则，对大红山铜矿、河东金矿和新城金矿 3 个金属矿山充填管道失效等级进行了综合评判。结果表明：大红山铜矿、河东金矿和新城金矿风险等级分别为Ⅱ级、Ⅰ级和Ⅱ级，与实际情况相符，风险评价模型计算结果可靠；通过与主成分分析-BP 神经网络、PSO-SVM 和变异系数-TOPSIS 三种数学模型对比，发现评估结论完全一致，为充填管道失效风险评价工作提供了一条可量化的新思路。     

基于多维联系云的巷道围岩稳定性

为提高地下金属矿山巷道围岩稳定性评估的准确性,有效分析处理具有随机性、模糊性特征及多指标因素之间交互影响的复杂性问题,根据工程实际,选取5个典型影响因素,构建了围岩稳定性评价体系,运用区间层次分析法（Improved AnalyticHierarchyPwcess,IAHP）和改进独立性权重法（Improved Criteria importance Though Intercrieria Correlation,ICRITIC）分别计算指标主、客观权重,基于博弈论思想,确定指标最优综合权重,结合多维联系云模型理论,建立了地下金属矿山巷道围岩稳定性综合评价模型。以国内14条典型巷道工程为样本数据进行检验,并与模糊综合、未确知测度两大模型的判别结果及实际情况进行对比。最后,将模型应用到某金矿巷道围岩稳定性实例分析与评估中。研究结果显示,基于博弈论-多维联系云的地下金属矿山巷道围岩稳定性评估结果与现场调查结论完全一致,验证了本模型在巷道围岩稳定性评价方面具有可行性和有效性,可以为地下金属矿山巷道围岩稳定性评估提供一种准确的、可量化分析的新思路。     

基于熵权法-多维云模型的围岩稳定性分类研究

针对围岩稳定性影响因素的不确定性和模糊性问题,在云模型的基础上,结合熵权法建立了考虑多种地质和水文因素的稳定性评价模型,并实现围岩稳定性分类。该方法利用熵权法计算得到分类模型中的各指标的权重,并结合云理论将围岩稳定性各指标分类标准整合到1个考虑多因素的数学模型中。以该方法建立1个5维度云模型,并依托实测围岩样本数据进行计算分类,将其评价结果与实际分类结果对比,结果表明该评估模型在围岩稳定性分类中应用的准确性及易用性。     

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。     

岩爆分级预测的粗糙集-多维正态云模型

准确有效的岩爆分级预测对避免或减少岩爆灾害具有重要意义。选取围岩最大切向应力σθ、岩石单轴抗压强度σc、岩石单轴抗拉强度σt和岩石弹性变形能指数Wet作为岩爆评价指标,将多维正态云模型作为岩爆等级的预测方法,利用粗糙集确定评价指标权重,以国内外15组岩爆实例作为模型构建样本,建立了粗糙集-多维正态云岩爆分级预测模型。首先采用模糊集聚类后再通过粗糙集逐级筛选评价指标的方法确定评价指标权重,根据多维正态正向云发生器计算得到评价指标的确定度;然后利用评价指标权重和评价指标确定度计算评价样本的综合确定度,根据最大隶属度原则,判定评价样本的岩爆等级。采用鑫华矿业矿岩样本对粗糙集-多维正态云岩爆分级预测模型进行了有效性验证,计算结果与工程实际相吻合,表明该模型具有较好的实用性。     

基于改进的博弈论-变权可拓模型的边坡稳定评估

为解决边坡稳定性评估中指标权重求取的模糊性问题,构建了基于改进的博弈论-变权可拓模型的边坡稳定性评估方法。首先构建综合评价指标体系,采用改进基于三值判断的FAHP法和CRITIC法分别确定主、客观常权;并由博弈论模型确定最优综合常权;为考虑评价指标自身状态值对其权重的影响,构造均衡函数,采用变权理论求得最终动态权重,以弥补常权评估带来的误差。利用物元可拓模型进行综合性评估,判定边坡的危险性等级。将该模型运用到某露天铜矿边坡稳定性评估中,其评估结果与实际情况相符,表明了该评估模型的科学可行性。在文中计算出的权重的基础上,采用其它综合评估方法进行验证,评估结果都与实际情况一致,证明了该种赋权方法的合理性。     

基于博弈论综合评价云模型的露天矿边坡岩体稳定性分析

为了对露天矿山边坡稳定性进行可靠分析,从采矿地质、水文特征和工程施工3个层面选取14项评价指标建立稳定性评价体系,并基于博弈论构建露天矿边坡岩体稳定性综合评价云模型。以云南某露天矿边坡为工程案例,通过数学计算并评估其稳定性等级。结果表明:优化后的层次分析法能够明显改善主观权重的计算精度;选取的模型评价指标符合工程实际需要,且具有良好的独立性与代表性;博弈论可以较好地求出评价指标的综合权重,云模型能够逐级分析出各层指标与稳定性等级的相关程度,并根据最大隶属度原则,得出露天矿边坡岩体稳定性等级;结合现场实测,相较于传统评价模型,基于博弈论综合评价云模型适用性较好,分析结果准确可靠,能够为类似采矿地质条件矿山边坡岩体稳定性分析提供一定的理论参考。     

基于未确知测度理论的巷道围岩稳定性研究

金属矿山地下围岩的稳定程度是矿山开采设计、安全生产的重要影响因素，而围岩稳定性受到多种因素影响和制约，且该类因素多具有不确定性、非线性和隐蔽性，无法进行定量表征，因此，给围岩稳定性评价带来了挑战。为对江西省某地下钽铌矿山围岩稳定性进行客观、准确评价，结合未确知测度理论的优点，构建了该矿山417 m中段围岩稳定性评价的综合模型。采用差异系数法对G_1法和熵值法计算出的主观、客观权值进行优化组合，确定评价对象的多指标综合未确知测度；结合矿山实际情况，考虑各影响因素，筛选出以岩石质量指标RQD、岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、地应力、隙壁状态和地下水状况6项因素作为评价指标；最后基于最小未确知测度距离判别准则，对该矿417 m中段围岩稳定性进行了评价，得出该中段围岩的稳定性等级为III级（基本稳定）的结论。研究结果可为该矿山后续开采设计和施工提供一定的指导。     

基于未确知测度理论的巷道围岩稳定性研究

金属矿山地下围岩的稳定程度是矿山开采设计、安全生产的重要影响因素，而围岩稳定性受到多种因素影响和制约，且该类因素多具有不确定性、非线性和隐蔽性，无法进行定量表征，因此，给围岩稳定性评价带来了挑战。为对江西省某地下钽铌矿山围岩稳定性进行客观、准确评价，结合未确知测度理论的优点，构建了该矿山417 m中段围岩稳定性评价的综合模型。采用差异系数法对G_1法和熵值法计算出的主观、客观权值进行优化组合，确定评价对象的多指标综合未确知测度；结合矿山实际情况，考虑各影响因素，筛选出以岩石质量指标RQD、岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、地应力、隙壁状态和地下水状况6项因素作为评价指标；最后基于最小未确知测度距离判别准则，对该矿417 m中段围岩稳定性进行了评价，得出该中段围岩的稳定性等级为III级（基本稳定）的结论。研究结果可为该矿山后续开采设计和施工提供一定的指导。