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.     

APAM对全尾砂胶结充填体早期强度影响研究

为探究阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）对全尾砂胶结充填体早期强度的影响,采用动态浓密实验装置向全尾砂浆中添加不同单耗和相对分子量的APAM,将所得底流制备成质量浓度为70%、72%、74%,灰砂比为1∶4和1∶8的胶结充填体试块并进行7d抗压强度测试,并借助扫描电镜（SEM）对充填体微观结构进行观察分析。结果表明：APAM对充填体早期强度具有一定的影响,当灰砂比越小、料浆质量浓度越高时,APAM相对分子量越大,对充填体强度影响越大,强度降低越显著;充填体强度随APAM单耗增加先增大后减小;SEM结果表明,APAM引入封闭气孔到充填体中,但适量的APAM能够促进水泥水化反应的进行,充填体内部水化产物黏结更紧密,使充填体早期强度增加;在实验范围内,APAM的最佳单耗为5 g/t。     

基于博弈论-云模型的隧道围岩稳定性分析模型研究

为科学合理评估隧道围岩稳定性，考虑了隧道围岩安全具有随机和模糊性特点，引入云理论建立综合评价模型。首先，在分析和参考文献基础上，选取了6个影响因素，构建了隧道围岩稳定性综合评价指标体系。其次，基于三标度理论改进层次分析法确定指标主观权重，引入变异系数改进CRITIC法确定指标客观权重，采用博弈论确定指标组合权重；根据稳定性分级标准确定云的数字特征并生成了指标云图，分别计算各评估对象不同等级下的单指标隶属度和综合确定度，并基于最大隶属度原则确定等级。最后将模型应用到隧道围岩安全性评价中，并与可拓理论和属性识别评价模型对比，研究结果表明所建立的评价模型评估结果准确可靠、切合实际，对隧道施工具有一定的指导意义，为隧道围岩稳定性评估提供了一条可量化的新思路。     

基于变权重理论和TOPSIS的缓倾斜薄矿脉采矿方法优选

针对高品质缓倾斜薄矿脉的采矿方法优选难题，提出采用变权重分析法与TOPSIS相结合的综合评判标准体系，对多种采矿方法进行综合评判优选。首先，建立综合评价指标体系，考虑到层次分析法等常规方法确定的常权在评价各方案时可能会出现“状态失衡”的现象，引入变权重理论，以保证各因素的均衡性；然后利用逼近理想解的排序法（TOPSIS），得出各方案的优越度；最后，以内蒙古某矿山采矿方法优选为例，提出4种方案，分别为两步骤回采的分条密接充填法（方案Ⅰ）、铲运机出矿上向水平分层充填法（方案Ⅱ）、电耙出矿上向水平分层充填法（方案Ⅲ）和房柱法（方案Ⅳ），对这4种方案进行优选。研究结果表明：4种方案的优越度依次为82.5%、32.8%、55.3%和53.8%，最终选择的方案为两步骤回采的分条密接充填法（方案Ⅰ），该结果与工程实际相符合，表明该研究思路对采矿方法的优选具有参考价值，为今后工程中采矿方法优选问题提供了一种科学有效的分析方法。     

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。     

深井充填管道磨损风险评估模型研究

针对充填管道磨损影响因素多且具有不确定性的特点,将突变理论和模糊数学相结合的突变级数综合评估法引入到管道磨损风险评估中。首先,通过分析管道磨损影响因素,选取了包括骨料平均粒径等12个指标,建立了充填管道磨损风险评估模型;其次,收集了20个矿山充填系统信息作为学习样本,确定了管道磨损风险等级对应的突变级数分级标准,并验证了该评估模型精度高达90%;最后,将该模型应用到5个矿山的充填管道风险评估中,并与其他评估模型进行对比。结果表明,突变级数综合评估法计算简便,结果准确,为充填管道磨损风险评估提供了一个科学、合理的方法。     

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。     

深井矿山全尾砂胶结充填体早期强度特性及微观影响机理分析

为研究深井矿山全尾砂胶结充填体的早期强度特性,以某铁矿全尾砂为试验材料,在分析该矿全尾砂材料的粒径级配组成、化学成分等基本物理化学特性基础上,制备了灰砂比1∶4、1∶6、1∶8和料浆浓度为59%、62%和65%的充填体试样,测定龄期为3d和7d时单轴抗压强度,并借助扫描电镜(SEM)对充填体微观结构进行观察与分析。结果表明:超细全尾砂胶结充填体早期强度较低,充填体强度与灰砂比、料浆浓度和龄期存在正指数关系,且随着龄期的增加,充填体强度增长显著。SEM显示,当充填体龄期为3d时钙钒石和C-S-H凝胶体生成量较少,胶凝物对尾砂的包裹效果较差,充填体内部存在较大空隙,结构松散,表现为强度较低;充填体龄期为7d时钙钒石被凝胶包裹,充填体内部空隙逐渐缩小,结构密实,表现为强度增长。超细全尾砂胶结充填体早期强度对龄期敏感程度最高,灰砂比次之,料浆浓度较低。     

地下矿山充填管道堵塞风险评估模型研究

针对充填管道堵塞风险分析存在随机性和模糊性的特点,运用云模型理论建立充填管道堵塞风险评价模型。通过分析管道堵塞影响因素,选取了10个指标构建风险综合评价体系,并将充填管道堵塞风险划分为4个等级,根据分级标准在计算云的数字特征基础上生成指标云图;采用改进的层次分析法确定指标权值,计算综合确定度,基于最大隶属度原则确定管道堵塞的风险等级。将建立的评价模型应用到河东金矿的充填管道堵塞风险评价中,结果显示该矿山管道堵塞风险等级为安全,与实际情况一致;将建立的模型与未确知测度理论和模糊数学理论对比发现,3种模型计算结果一致,表明该模型具有一定的实用性和可靠性,为管道堵塞风险评价提供了一种可行的定量方法。     

急倾斜薄矿脉采矿方法优选模型研究

急倾斜薄矿脉属于典型的难采矿床,由于矿脉较窄,可采用的采矿方法非常有限,为了确定最优的采矿方法,建立了基于改进层次分析法-TOPSIS的综合评价模型。对采矿方法选择的影响因素进行了分析,建立了包括安全、技术和经济等方面12个指标的综合评价体系,采用改进层次分析法确定指标权值,通过计算各方案的贴近度,基于最大隶属度原则进行方案优劣排序,最终确定削壁充填采矿方法为最优方案。该优选结果符合现场实际,表明改进层次分析法-TOPSIS的综合评价模型具有一定的工程意义。