极限平衡法确定沿空掘巷合理煤柱宽度

为了确定沿空掘巷的合理煤柱宽度,在已有的极限平衡理论基础上,考虑煤岩体的残余内聚力和采掘影响等因素进行修正,推导出了煤柱中非弹性区的计算公式,为确定合理煤柱宽度提供了理论依据,为类似条件下的工程应用提供参考。     

酸性条件下岩石力学特性试验研究

为了研究硫酸溶液对石灰岩细观结构以及宏观力学性质的变化影响,采用室内试验研究方法,对受酸腐蚀后的石灰岩进行波速测试试验和单轴压缩试验。试验结果表明:硫酸溶液中石灰岩水化作用以化学腐蚀为主,生成的CaSO4晶体部分会附着在试样表面;各组试样的纵波波速、单轴压缩强度以及弹性模量均随时间呈现下降—上升—下降的规律,而生成的CaSO4晶体是造成此变化规律的主要原因;酸性环境会使岩石内部裂隙进一步发育,造成岩石内部结构疏松,在外力作用下,该部分内部结构更容易闭合,导致试样形变增大,抵抗变形能力变差,在宏观上表现为岩石单轴强度、弹性模量的下降。     

基于主要目标法的矿体开采贫损模型优化

以某矿无底柱分段崩落法 1 565 m 中段为背景,对回采的矿石量、损失的矿石量以及混入的废石量等 指标进行计算,建立了以采出矿石品位、矿石贫化率和回收率为多目标优化的数学模型。结合矿山开采的实际情 况,选择采出矿石的品位为优化问题的主要目标。利用 VB 编程语言对 3DMINE 矿业工程软件进行二次开发,并且 利用 Origin 软件对所得数据进行分析和拟合,最后得出切割槽与退采位置的布置方案：切割槽位置距矿体上盘下 部边界的直线距离大于 10 m,退采位置距矿体下盘上部边界的直线距离大于 4 m。     

基于模糊物元模型的矿房回采顺序方案优选研究

以某矿山矿体开采为研究对象，提出了波浪型开采、倒V型开采和斜线型开采等3种回采方案。利用FLAC^3D对3种方案进行回采顺序模拟，给出了各方案回采顺序对采场应力、位移以及塑性区的影响趋势。在此基础上选取最大主应力、最大拉应力、顶板沉降位移、底板鼓起、边帮水平位移和塑性区体积共6个评价指标构建了模糊物元评价模型，采用变异系数法确定各指标值的权重，最终确定3种方案的关联度分别为0.9190，0.9774，0.9251，按照最大关联度原则确定了倒V型开采方案为最优方案。该研究思路可为类似矿山提供参考。     

基于主客观组合赋权-云模型的边坡稳定性评价

边坡工程在外力作用下易造成滑坡、泥石流等地质灾害,严重影响周边的人民生命财产安全。选取边坡角、边坡高度、天然容重、孔隙水压力比、黏聚力、内摩擦角等6个评价指标,运用CRITIC法和序关系分析法(G1法)分别计算6个评价指标的客观权重和主观权重,并用博弈论对权重进行组合赋权,最后确定综合权重。结合正向云发生器,计算出边坡不同等级的隶属度,并与CRTIC法评价结果及实际等级进行对比,结果表明：边坡稳定性评价的准确率与权重息息相关,利用CRITIC-G1云模型所得的组合权重准确率高达91.7%,而CRITIC法的准确率仅为75%。随机抽取5组数据检验CRITIC-G1云模型的合理性和可靠性,结果显示CRITIC-G1云模型的边坡稳定性等级评价结果与实际边坡稳定性等级相吻合,证明该方法可以用于边坡稳定性的分析与评价。     

基于SSA-BP神经网络的岩爆烈度等级预测

随着深部开采战略在我国的发展,岩爆愈加成为我国资源开采时必须面对的地质灾害之一。为提高传统误差反向传播（Back Propagation,BP）神经网络模型进行岩爆预测的准确性与有效性,采用麻雀搜索算法（Sparrow Search Algorithm,SSA）优化传统BP神经网络,提出一种基于麻雀搜索算法优化BP神经网络的岩爆预测模型(SSA-BP模型)。在考虑岩爆产生的内外因基础上,选取相关岩爆预测指标,利用国内外100例已有工程岩爆数据建立SSA-BP模型,并与传统BP模型、粒子群算法（Particle Swarm Optimization, PSO）优化支持向量机（Support Vector Machines, SVM）模型对比。结果表明：SSA-BP预测模型的有效性和准确度皆高于传统BP模型和PSO-SVM模型,同时SSA-BP模型训练集的均方误差(Mean Square Error,MSE)为0.081,比传统BP模型（0.25）降低67.7%,可为类似工程的岩爆预测提供科学依据。     

循环动力扰动下花岗岩细观损伤特性试验研究

为研究循环动力扰动下岩石细观损伤特性,本文选取花岗岩为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)进行循环冲击试验,并结合核磁共振系统(NMR),得到了循环动力扰动后花岗岩孔隙度、横向弛豫时间T₂谱分布以及核磁共振图像(MRI).试验结果表明:在岩石弹性极限范围内,动力扰动结束后,岩石材料孔隙度降低;初始与最终横向弛豫时间T₂缩短,循环扰动过程促使了小孔隙生成,大孔隙尺寸与数量减小;孔隙度降低不意味着所有类型孔隙的数量均减少,相反小孔隙数量是增加的,大孔隙数量减少是动力扰动后花岗岩孔隙度降低的根本原因.      

采空区下方高应力环境下深部矿体回采时序研究

夏甸金矿深部矿体处于采空区下方的高应力环境中,地压管控是矿体回采时序规划的基本原则。利用3Dmine-Midas/gts耦合建立了真三维深部矿体模型,反演了实测地应力,并利用Flac3D数值模拟软件对上部开采活动下深部矿体的二次应力分布规律进行了研究;结合深部地压特征,基于采矿环境再造的思想,提出隔离层的方案,通过数值模拟确定了隔离层参数;针对隔离层下深部首采中段的回采顺序,提出了前进间隔式、后退间隔式、前进连续式和后退连续式4种回采方案,计算结果表明,前进连续式回采方案更有利于地压管控。根据研究结果确定了深部矿体的整体回采时序规划,为深部矿体的安全高效回采提供了指导。     

基于Critic赋权法的隔离矿柱安全厚度优选研究

崩落法转充填法过渡层隔离矿柱的厚度对矿山安全生产和经济效益有着重要影响。以某镍矿为研究背景,在4种理论计算结果的基础上,应用MIDAS/FLAC 3D研究不同隔离矿柱厚度对矿房顶底板应力及位移的影响,最后基于Critic客观赋权法对4种隔离矿柱厚度方案进行综合评价,结果表明:以回采率为经济指标,最大主应力、最小主应力、顶板沉降和底板鼓起为安全指标,经优选后得到的隔离矿柱厚度为15.0 m。     

基于博弈-灰靶模型的岩爆烈度等级评价

岩爆一直是深部高应力地下工程面临的一大难题，为了有效预测和评价地下岩体工程的岩爆灾害，建立了基于博弈论组合赋权-灰靶决策的岩爆烈度等级评价模型。首先，选取岩石单轴抗压强度与抗拉强度的比值σ_c/σ_t、切向应力与单轴抗压强度的比值σ_θ/σ_c、弹性变形能指数W_et和完整性系数K_v等定量化指标建立评价指标体系，运用Critic法、变异系数法和熵权法分别计算出各个指标的权重，再根据博弈理论对权重进行优化，进而确定博弈论组合赋权；然后，结合灰靶决策理论，建立不同岩爆烈度等级的综合靶心距分布集；最后，通过综合靶心距的大小对岩爆烈度等级进行判定。为验证所建模型的准确性和合理性，以终南山公路隧道工程为例，根据实测数据对该评价模型进行实例分析。研究结果表明：基于博弈-灰靶模型的岩爆评价结果与实际岩爆情况基本一致，说明该岩爆烈度等级评价模型有较好的精准性和可靠性。