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岩石稳定性综合评价

岩体稳定性评价是矿山选择采掘方法和支护措施的重要依据。根据围岩的结构特征和矿山地质环境,选取了抗压强度、岩石质量指标、节理间距、节理状况、地下水状况和地应力状况6个影响因素,基于未确知测量理论,建立矿山围岩稳定性评价模型。根据矿山围岩的实测数据,建立了适合各影响因素的未确知测度函数,并对其进行定量分析,利用熵计算各影响因素的指标权重,根据置信度识别准则对岩石稳定性等级进行判定,该方法较传统的模糊数学和灰色理论等评价方法有诸多优点,该方法可对研究对象进行定量描述,更具客观性和科学性。     

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。     

地下矿山采场爆破效果评价的未确知测度模型

针对地下矿山采场爆破效果评价中许多不确定性因素,借鉴未确知测度理论,将爆破效果与其影响因素之间的关系作为未确知系统,提出地下矿山采场爆破效果评价的未确知测度模型。以某铅锌矿为例,构造了适于爆破效果预测指标的测度函数,选取大块率、每米崩矿量和炸药单耗作为爆破效果评价的3大指标参数,同时引入信息熵理论确定各指标的权重,依照置信度识别准则对其风险等级进行判定,最后得出采场爆破效果等级的评价结果,并与模糊数学方法和工程实际情况进行了对比。用该模型对八方山铅锌矿试验采场爆破效果评估的结果与实际情况一致,且评价结果直观、准确可靠,具有信息利用率高的优点。     

赣南某钨矿采空区稳定性评价及治理技术方案

金属矿山在地下开采过程中，如何保证矿区采空区的稳定性成为矿山安全生产的关键所在。本文以赣南某钨矿采空区为研究对象，进行采空区探测、稳定性评价与治理技术方案研究。研究在对该矿山开采历史及空区现状情况进行详细调查和整理的基础上，利用三维激光扫描仪扫描采空区得到其点云数据，结合3DMine软件建立该采空区的三维形态，基于未确知测度理论构建多指标综合评定体系，确定该矿区采空区的稳定性等级，并结合矿区采空区治理技术条件，提出了相应的空区治理技术方案，为矿山空区治理提供技术支撑。     

基于未确知测度理论的采矿方法优选

为选择适合贵州某金矿的最佳采矿方法,以解决该矿开采难度大与开采成本高的问题,根据矿山实际地质条件,初选出了适用于该矿体的采矿方法。将数值模拟与未确知测度理论相结合,利用数值模拟分析三种备选采矿方法的安全性,同时作为优选模型的指标。结合矿山实践经验,优选出采场生产能力等11项影响采矿方法选择的指标,利用信息熵计算各指标的客观权重,引入置信度识别准则进行评价,同时按照优越度进行排序,构建基于未确知测度理论的采矿方法优选模型。通过综合比较分析,最终确定最佳的采矿方法即下向中深孔落矿嗣后充填法,该方法可以有效解决目前开采遇到的问题,扩大矿山生产能力,降低采矿成本,提高矿山经济效益。     

基于未确知均值方法的巷道围岩分级及应用

将未确知测度理论应用到巷道围岩分级中,提出了未确知均值分级方法,建立巷道围岩分级的未确知均值分级模型;选用岩石容重、岩石抗拉强度、岩石完整性系数作为分级模型的判定指标;以14种岩石的实测数据建立分类判别指标的未确知测度函数,并求得各分级样本指标的平均值和单指标测度矩阵;根据信息熵理论确定各指标的权重,利用置信度识别准则对岩石进行判定分级。利用该模型对矿区巷道围岩进行了分类预测,与实测结果比较,预测结果与实测结果吻合,为巷道围岩分级提供了一条新的途径。     

矿井通风系统未确知测度安全评价方法研究及应用

运用未确知测度理论建立矿井通风系统安全评价指标体系,构造未确知测度模型,计算各评价指标的未确知测度值,并对通风系统进行定量分析。该评价方法解决了矿井通风评价中诸多因素不确定性问题,有效地弥补了模糊综合评判法的不足,使评价结果更为客观。     

熵权属性未确知测度的边坡治理稳定性评价

边坡稳定是边坡工程的最终目的之一,但稳定性评价是一个多因素且动态复杂的非线性问题。基于未确知测度理论,建立露天边坡在治理前后的稳定性评价体系。从地形地貌、水文气象、岩体物理力学性质和工程因素等四个方面综合选取影响边坡稳定性的10项指标,根据某露天边坡在治理前后的指标值建立各指标的未确知测度函数,并利用熵权理论确定各指标权重,得出边坡在治理前后的稳定性评价结果。结果表明,熵权属性的未确知测度理论方法科学合理,评价结果与边坡治理前后的实际形态相符。     

基于优化赋权-未确知测度理论的尾矿干堆体失稳预测

针对影响尾矿干堆体稳定性因素的复杂性和不确定性,为了更准确、合理地预测尾矿干堆体的稳定性,基于未确知测度理论,采用将层次分析法和信息熵值法确定各影响指标权重相结合的优化赋权规则,建立了尾矿干堆稳定性预测评价模型。模型涵盖了影响干堆体稳定性的6个定量因素和5个非定量因素,分别构建了各影响因素的未确知测度函数。利用优化赋权准则,分别计算各影响因素的权重值,然后采用置信度判别准则予以评定等级,最后综合分析得出干堆体稳定性评价结果。将该评价模型应用于河北某铁矿4个尾矿干堆体的稳定性评价,验证结果证明了预测结果与实际情况相符。     

某金矿"三下"开采移动带内地表稳定性分析

为确保移动带内地表村庄、河流、道路的安全，同时最大限度地开采地下资源，结合某金矿大断裂带构造条件下采用尾砂胶结充填采矿法的工程实例，运用概率积分法理论计算出的矿山安全开采深度为108 m，小于覆岩厚度（130 m），满足安全开采要求。采用FLAC3D数值模拟方法对该矿“三下”开采移动范围内典型剖面的地表沉降进行了分析，经计算，最大倾斜变形为0.022 mm/m、最大水平变形为0.019 mm/m，与地表实测数据较接近，满足建（构）筑物保护等级要求。根据矿山井下爆破工程特点，计算出的矿山最大爆破安全允许距离为96 m，认为矿井爆破振动不会影响至地表。研究表明：该矿“三下”开采移动带内地表建（构）筑物安全稳定，对于该矿安全高效开采以及类似矿山开采移动带范围内的地表稳定性分析有一定的参考价值。     

岩体质量分级的改进模糊综合评价法

模糊综合评价法是评价岩体质量等级的一种有效方法。传统的模糊综合评价法中权重赋值比较片面，并且多采用最大隶属度原则做决策，可能造成数据信息丢失与说服力不足的问题，为此，提出通过熵权法确定权重系数，并通过计算有效度来修正传统方法中的最大隶属度原则，建立了改进的模糊综合评价模型。选取单轴饱和抗压强度 、完整性系数 、岩石基本质量指标RQD、结构面影响系数、地下水影响系数作为评价指标，用改进的模糊综合评价模型对沂南金矿金场矿区右2巷道的围岩质量进行了分级，结果表明，围岩质量整体较差，处于Ⅳ~Ⅴ级范围内。将分级结果与传统模糊综合评价法和BQ分类法的评价结果进行了对比，发现改进后的模糊综合评价结果与BQ法更为接近，同时克服了传统模糊综合评价法和BQ法的不足，得到了更加科学合理的分级结果。根据上述分级结果，提出了首先进行喷浆护壁，然后铺设金属网+系统锚杆的支护措施，以保证围岩完整性及稳定性。     

地下采深变化的露天矿残余边坡稳定性分析

为防止露天转地下开采中，露天矿残余边坡突然垮落可能引发安全事故，以孟家铁矿露天转地下开采工程为研究背景，采用FLAC3D数值模拟方法，研究了随着地下开采深度不断增加，露天矿残余边坡围岩的应力场、位移场及塑性区的变化规律，以及覆盖岩层对边坡稳定性的影响。结果表明：①覆盖层散体能够吸收和转移露天矿残余边坡的应力，对能量释放起到缓冲作用，进而起到支撑边坡及围岩的作用；②随着地下开采深度不断增加，始终保持覆盖岩层上平面处于一个稳定的标高，能够有效改善露天矿边坡应力场和塑性区的分布状态，对边坡围岩变形起到一定的抑制和约束作用。     

膏体充填回收孤岛煤柱围岩控制技术研究

随着煤矿的长期开采，各种孤岛煤柱的安全、高采出率回收成为矿井亟待解决的难题。针对朱村矿东一下山保护煤柱回收难题，采用膏体充填法进行回采。分别从工作面液压支架与围岩的相互作用关系及支护强度要求、充填期间“充填体—上覆岩层”支撑结构体系的稳定性和充填体强度要求以及充填率对地表开采沉陷的影响3方面进行了分析研究。通过采用膏体充填开采，工作面巷道围岩稳定，上覆岩层无明显裂隙离层发育，表现为随工作面开采整体缓慢下沉状态；按开采高度2.5 m计算，地表下沉系数为0.137，地表建筑物在Ⅰ级损坏之内。     

基于Whittle的露天境界动态优化研究

开采境界圈定是露天矿山开采设计的基础，境界优化结果的优劣直接制约着矿山的整体发展效益。露天开采过程中面对的是复杂多变的地质岩体、无序的品位分布、多变的经济参数等一系列非线性动态问题，现有的主流境界优化方法未能有效考虑该类问题。为实现对露天矿山境界优化的经济动态评估以及矿山剥采均衡，将露天境界优化与地质品位、矿体赋存状态相结合，根据地质数据库采用SURPAC软件建立了矿体三维实体模型和块段品位模型。借助境界动态优化分析软件Whittle，并根据某矿山实际情况，将浮动圆锥法和LG图论法相结合，在一定的技术、经济指标条件下，生成了一系列不同价格对应的露天境界优化方案。根据矿山设计生产规模，对各个境界方案进行进度计划排产，同时考虑了资金的时间价值，引入贴现率指标，获得了各个方案的最大净现值，确定净现值最大的方案为最优方案。研究表明：该方案的提出，实现了动态条件下该矿山露天境界的高效动态优化，为露天矿山开采境界优化提供了新思路。     

深部开采煤岩体的软化临界深度研究

基于岩石与巷道围岩的破坏特征分析，提出研究围岩的破坏特征必须考虑围岩的弱面（地下水的作用等）特征，而不能将岩石的破坏特征直接取代围岩的破坏特征，采用相似模拟和数值模拟分析了不同力学特性围岩的软化临界荷载，得到了不同围岩在不同开采深度条件下的软化临界埋深值，研究结果表明:基本顶的软化临界深度在陈四楼煤矿的开采深度范围内没有出现，基本顶在这个开采深度范围内处于稳定性状态；直接顶的软化临界深度为800 m；煤层的软化临界深度小于500 m；直接底的软化临界深度大于1 000 m；基本底与基本顶的情况相同，在陈四楼煤矿的开采深度范围内不会出现临界软化状态，基本底围岩在这个开采深度范围内是稳定的。     

基于功效系数与改进AHP法的地下矿山采空区稳定性评判

研究采空区稳定性评价新方法或新模型对于提高采空区稳定性评判的可靠度、保证地下矿山的生产安全具有重要意义。选取工程地质环境、岩体质量、采空区几何参数和围岩应力四方面的因素作为采空区稳定性的主要影响因子,构建了地下矿山采空区稳定性评价指标体系。基于功效系数法原理,采用三标度改进层次分析法确定各评价指标的权重系数,建立了采空区稳定性评判分级新模型。将所建立的模型运用到盘龙铅锌矿采空区稳定性评价研究,评判结果与工程实际相吻合,验证了基于功效系数法的采空区稳定性评判分级模型的适用性和可靠性,为采空区稳定性评价提供了一种新方法。     

某大型地下硐室群稳定性分析及加固技术研究

某大型地下硐室群作为历史文物存续时间一般有数百年甚至千年，其安全等级不同于一般岩体工程，在各种因素影响下，大型硐室群岩体结构稳定性减弱，强度降低，最终导致岩体失稳、损坏，因此对其 进行岩体稳定性分析和加固十分必要。该大型地下硐室群建设工程属于大型地下岩体开挖工程，岩体工程开挖前，通过工程地质调查显示，硐室群岩体整体稳定性较好，通过稳定性经验评价法对其进行了稳定性分析 ，发现硐室群整体稳定性好。在此基础上，采用三维数值仿真模拟计算方法对硐室群整体稳定性进行了评价，计算结果与工程地质调查、稳定性经验评价法的判断结果基本吻合，大型硐室群开挖后围岩总体上处于稳 定状态。针对硐室内局部有断层破碎带和局部块体存在失稳隐患，提出了以“锚杆与注浆、浇筑混凝土相结合”的锚网喷为主的加固方案，有有效确保了其安全稳定。     

基于功效系数法和改进层次分析法的采空区稳定性评价研究

研究采空区稳定性评价新方法或模型对于提高采空区稳定性状况评判的可靠度、保证地下矿山的生产安全具有重要意义。选取工程地质环境、岩体质量、采空区几何参数和围岩应力四方面的因素作为采空区稳定性的主要影响因子,构建了地下矿山采空区稳定性评价指标体系。基于功效系数法原理,采用三标度改进层次分析法确定各评价指标的权重系数,建立了采空区稳定性评判分级新模型。将所建立模型运用到盘龙铅锌矿采空区稳定性评价研究,评判结果与工程实际相吻合,验证了基于功效系数法的采空区稳定性评判分级模型的适用性和可靠性,为采空区稳定性评价提供了一种新方法。