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。     

基于组合赋权TOPSIS法的采场结构参数优选

为解决运用数值分析方法获得最优采场结构参数中权重确定的难点,提出了一种基于组合赋权的逼近理想解的排序法（TOPSIS）综合评判方法。综合考虑影响采场结构参数中经济、技术、安全三大类因素,运用层次分析原理建立采场结构参数的评判体系,采用熵权法和层次分析法确定采场结构参数中各指标的组合权重,计算出各采场结构参数方案基于评判指标的综合优越度,实现采场结构参数的优选。最后,以湖南某矿山的采场结构参数选择为实例,建立了9种备选方案,得出5种安全可行方案的优越度分别为：方案2,40.8%;方案3,70.2%;方案5,26.8%;方案6,52.9%;方案8,4.7%,从而确定方案3最优。     

基于组合赋权—理想点法的顶底柱开采方案优选研究

为对三山岛金矿顶底柱回采的采矿方法进行科学合理的评价,在综合考虑影响采矿方法因素的基础上,以技术、经济和安全等因素建立综合评价指标体系,采用层次分析法和熵权法对评价指标进行组合赋权,利用基于组合赋权的理想点法对待选方案进行综合评价,计算出各方案的优越度,科学合理地优选出采矿方法。以三山岛金矿新立矿区为例,对设计的3种待选方案进行综合评价,得到各方案的相对贴近度分别为0.37、0.12和0.50,从而确定方案Ⅲ为新立矿区顶底柱开采的最优方案。研究结果表明,基于组合赋权—理想点法的开采方案优选是合理且可靠的,对指导顶底柱的开采具有重要意义。     

基于博弈论组合赋权TOPSIS法的深部进路参数优选

采取标度扩展AHP法、熵值法2种方法对各指标进行赋权得到主客观权重;并基于博弈论思想构造的组合赋权优化模型计算各评判指标的组合权重;最终建立基于博弈论组合赋权TOPSIS法的深部采场结构布置参数评价模型.结合实例计算得到各方案贴近度:方案1为58.05 %;方案2为41.95 %;方案3为41.61 %;方案4为56.87 %,因此优选出较优方案为方案1采场进路为4.5 m×4 m,矿柱非胶结充填.与线性加权法及乘法归一法2种组合法对比,结果表明,3种组合赋权TOPSIS法得到的4种方案的优劣排序均一致,方案1结果均较优,其次是方案4、方案2、方案3;说明博弈论组合赋权模型合理可行.      

基于灰色关联分析的三山岛金矿绿色开采技术优先级评价

推进矿山绿色开采是一项长期而复杂的系统工程，而绿色开采技术的应用面临着投资周期长和成本高等问题，鉴于此，开展绿色开采技术优先级评价，有助于指导矿山决策部门的工作，实现绿色开采有序化，降低投资成本。在构建三山岛金矿绿色开采技术体系的基础上，提出了一种灰色关联分析优化模型，并利用该模型对绿色开采技术进行评价分析。首先，构建了层次化绿色开采技术评价指标体系，系统地反映了各因素对绿色开采技术的影响；然后，利用AHP法和熵值法组合赋权，弥补了主观赋权法和客观赋权法的不足，使赋权趋于合理化；最后，分别应用3种赋权方法的优化模型和传统等权法模型对三山岛金矿绿色开采技术的绿色度进行量化分析，并对比分析了4种模型的关联度计算结果，最终得出三山岛金矿绿色开采技术推进的优先级。     

基于模糊综合评价的露天矿山边坡稳定性分析

边坡的稳定性分析具有不确定性.以模糊数学为理论基础,建立了露天矿山边坡稳定性的模糊综合评价体系.将边坡的稳定性分为5级,给出边坡稳定性的影响因素,并应用G1法计算各因素的权重,采用公式法和专家评定法确定隶属函数及隶属度.将建立的模糊综合评价体系应用于某露天硫铁矿边坡稳定性分析,评价结果较好地反映了边坡所处实际状态,表明该方法具有一定的实用性,为露天矿山边坡稳定性分析提供借鉴.     

基于高质量发展视角的绿色矿山建设评价指标体系研究

为评估绿色矿山工作成效,实现矿业高质量发展目标,首先运用文献计量工具CiteSpace梳理了绿色矿山相关研究文献资料,归纳总结了现有绿色矿山建设评价指标体系的共性和差异性;然后,基于文献计量结果,探讨了矿业高质量发展与绿色矿山之间的内在联系;最后在传统绿色矿山评价指标体系的基础上,构建了高质量视阈下绿色矿山建设评价指标体系,利用CRITIC_G1法确定指标对应权重,并对其应用效果进行验证。研究结果如下:(1)基于文献计量分析结果,认为高质量发展与绿色矿山具有紧密的内在联系,绿色矿山建设是矿业高质量发展的现实路径,是矿业高质量发展的具体体现,矿业高质量发展是绿色矿山建设的题中应有之义;(2)基于高质量视阈下构建的绿色矿山建设评价指标体系,其内容主要涵盖科学管理、资源利用、现代化生产和生态环保4个维度,包含28项具体指标;(3)将评价指标体系应用于某铝矿,使用综合考虑客观评价权重和主观评价权重的CRITIC_G1法,并结合铝矿实际案例确定具体权重值,有效提升了评价体系的实践意义。研究结果可为今后我国绿色矿山建设评价指标体系的构建和优化提供思路。     

基于改进熵权法—未确知测度模型的黄金洞尾矿库综合安全评价

针对尾矿库安全评价中存在的不确定性问题,以黄金洞尾矿库为例,引入未确知测度理论,分析评价对象与评价指标之间的关系,建立一个包含5个影响因素和18个影响因子的尾矿库综合安全指标评价体系,结合基于层次分析法—熵权法综合确定指标权重,构建基于改进熵权法—未确知测度模型。根据该模型的指标评价体系和分级模式确定指标测度函数,代入各指标实测值,得出多指标综合测度向量,并借助置信度识别准则准确判定尾矿库安全等级和各指标未确知测度重要度。结果表明：黄金洞尾矿库安全等级为Ⅱ级,尾矿库处于较安全状态。经比较,指标测度重要度从大到小为地基沉陷（B₃）>洪水漫顶（B₁）>安全管理（B₄）>坝体溃坝（B₂）>自然因素（B₅）,可知地基沉陷对尾矿库安全影响程度最大,应加强对地基沉陷的管理。基于改进熵权法—未确知测度模型得到的评价结果与实际结果相吻合,为尾矿库安全性评价提供了一种可行的方法。     

城市地下矿山采矿方法的数值与熵权耦合优选

在保证安全生产的前提下，高效开发已成为城市地下矿山资源开发利用的重要模式。安徽省琅琊山铜矿是典型的城市地下矿山，在其开发利用过程中必须避免因开采引起的地面沉陷和建（构）筑物坍塌等危险事故。以矿山采矿方法优化为目标，提出了上向水平分层充填采矿法、二步骤空场嗣后充填采矿法和上向高分层充填采矿法3种方案，建立了3种方案的矿体三维数值计算模型。对琅琊山铜矿-365 m至-245 m中段，采用FLAC^3D软件模拟沿矿体走向布置采场条件下的采场稳定性，并综合采矿技术经济指标实现了3种方案的熵权法优选。研究结果表明：（1）通过对3种采矿方案的12个监测点变形数据进行分析可知，各监测点地表沉降位移和水平位移受矿体分布规律的影响呈U型分布，变形最大值达到25 mm；（2）计算得到的位移倾斜、曲率和水平变形最大值分别为0.099 mm/m、0.17×10^-3 ·m^-1、0.0248 mm/m，满足安全要求；（3）利用计算得到的变形指标和技术经济指标，在熵权法模型中得到了3种不同方案的综合评价指标值，评判结果表明方案三为最优方案。数值模拟与熵权评价的耦合运用可以对客观数据与模糊评价进行融合处理，从而对不同采矿方法进行了科学、合理的综合评判，为城市地下矿山综合评价提出了新思路与新方向。     

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。     

金属矿绿色开采评价方法探讨

绿色开采是实现矿山可持续发展的重要措施,如何科学有效地评价金属矿绿色开采的水平,是当前需要解决的重要问题。为了找到合理适用的金属矿绿色开采评价方法,首先详细阐述了当前煤矿和金属矿等所使用的绿色开采评价方法及其适用情况,通过对比分析,得到5种适用于金属矿绿色开采评价的方法,分别是模糊综合评价法、可拓优度法、TOPSIS法、因子分析法和物元分析法;然后运用专家访谈法和灰色关联法,对以上5种评价方法进行了优先度排序。研究结果表明:TOPSIS法最适用于金属矿绿色开采评价,可以为今后的研究提供借鉴,能够为政府和企业提供管理建议。     

基于模糊层次分析法的高原矿井人机功效评价

高原矿井人机功效评价是关系到高原高效采矿的重要问题之一，高原地区施工相比平原地区更加复杂。从人员因素、设备因素和环境因素3个方面出发，确立了17个评价指标，以构建高原矿井人机功效评价指标体系。同时，采用层次分析法计算各项指标的权重，并在此基础上建立多层次模糊综合评价模型。以西藏某铜多金属矿为研究对象，构造判断矩阵，建立权重向量和综合模糊矩阵，得出系统隶属度向量。评价结果表明：该系统的人机功效评价结果为“中等”水平，受环境因素影响严重。该评价模型为制定提高人机功效的合理对策提供了科学依据，具有一定的理论意义与实用价值，也为类似的高原施工问题提供了参考。     

基于博弈论与相对熵TOPSIS的采矿方法优选

采矿方法的选择是矿山企业众多生产经营决策中最重要的决策之一。为了确保决策结果科学有效,基于博弈论和逼近理想解排序法（TOPSIS）基本理论,运用层次分析法（AHP）和信息熵法分别计算评判指标权重,并利用博弈论集结模型对各单一权重计算方法所得结果进行加权集结得出评判指标综合权重,然后运用基于相对熵的TOPSIS模型计算各采矿方法的相对贴近度。最后,针对矿山拟选用的4种采矿方法,运用层次分析法（AHP）基本原理从经济、技术和安全3个方面选取采充成本、矿石回收率和矿石贫化率等10个重要指标建立采矿方法优选综合评判指标体系,并计算出这4种采矿方法的相对贴近度分别为0.420,0.401,0.492,0.115,得出采矿方法3最优。该结论与矿山生产实际情况一致,证明该方法科学有效。     

基于熵权TOPSIS的露天矿坑泵排系统优选

凹陷露天矿坑内排水是露天开采的关键技术之一,同时也是露天矿山有序开采的重要保障。传统的露天矿泵排系统优选方法多为在简单技术经济对比分析基础上的人工优选,具有一定的主观性。为了克服传统露天矿山泵排系统优选中的缺陷,以德兴铜矿富家坞采区为例,综合考虑影响露天矿泵排系统优选的经济、技术、安全和时间等因素,构建了适用于露天矿泵排系统优选的综合评价指标体系,并运用基于熵权的逼近理想解排序法进行了方案的综合优越度计算,获得了各方案的优劣次序,实现了露天矿泵排系统方案的优选,为同类矿山解决类似问题提供借鉴和参考。     

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。     

基于博弈论和模糊综合评判的锌冶炼企业清洁生产评价

为了有效推进清洁生产,促进锌冶炼企业的可持续发展,在冶炼工艺和数学方法的基础之上,提出了基于博弈论和模糊综合评判的评价模型。首先利用层次分析法和熵权法分别计算得到权重值,再利用博弈论的思想对其进行最优化处理后确定最终权重,最后利用模糊综合评价方法得到评价结果。应用实例分析结果表明：该企业的清洁生产等级处于第二等级,具有较大的清洁生产潜力,该指标体系中的6个一级指标中,有2个指标处于第三等级,3个指标处于第二等级,1个指标处于第一等级。说明基于博弈论和模糊综合评判的评价模型在锌冶炼企业的清洁生产评价方面具有很强的适用性,能够有效促进清洁生产的发展。     

海底倾斜矿体开采沉陷预测研究

三山岛金矿新立矿区是我国唯一一座海底金属矿山，其对开采技术的要求较高，海下开采遇到了严重的安全问题，其中海底移动变形对采矿安全造成重大威胁。金属矿开采所引起的覆岩移动和变形是一个复杂的力学问题，掌握采空区覆岩体采动岩体移动规律和实现对覆岩沉陷的有效预测是新立矿区亟待解决的重要课题。通过对新立矿区井下55线各中段石门巷道顶板位移进行监测，得到了充填法开采倾斜金属矿体的覆岩移动和变形特征。在此基础上，提出了倾斜金属矿体充填采矿法引发覆岩内部移动和变形的悬臂梁机制。最后，通过分析顶板位移监测数据和位移曲线特征，提出了倾斜矿体充填法开采覆岩沉陷预测的轮廓函数方法。该方法由几个指数函数组成，采用该方法得到的沉陷预测曲线与实测结果十分接近，预测准确率都在85%以上。该研究结果对海底矿山的安全生产具有重要的指导意义。