基于EAHP的尾矿库溃坝风险多级模糊综合评价研究

针对尾矿库溃坝风险评价中存在群决策的主观随意性和语言模糊不确定性等问题，建立了基于可拓层次分析法（Extension Analytic Hierarchy Process， EAHP）的尾矿库溃坝风险多级模糊综合评价模 型。采用可拓区间判断矩阵全面客观地描述了各位专家对该尾矿库溃坝风险评价指标权重的模糊意见和偏好，利用各位专家与专家组意见的偏差比重确定各位专家的重要性系数，并引入一致性系数[α]和[θ]处理可 拓综合区间判断矩阵R，进而确定指标权重系数[ωj]，凸显了各位专家在尾矿库溃坝风险群决策中的不同作用，简化了可拓区间判断矩阵一致性检验过程，提高了指标权重的准确性。将建立的尾矿库溃坝风险多级模 糊综合评价模型应用于杨家湾尾矿库溃坝风险评价中。评价结果表明：该尾矿库的溃坝风险等级为安全，且坝体失稳和洪水漫顶对该尾矿库的安全影响较大，与杨家湾尾矿库日常管理的实际情况相符。该方法有效解 决了尾矿库溃坝风险分析中的权重群决策问题，既避免了专家意见的遗失，又降低了专家主观判断的随意性对评价结果带来的不利影响，提高了尾矿库溃坝风险分析的有效性。     

缓薄矿床沿倾向最优采深研究

当井田沿矿床走向展布时,缓倾斜矿床沿倾向的最优采深,不仅决定了矿块的宽度,而且决定了矿床开拓的阶段高度。针对缓倾斜薄矿床阶段高度优化特征,以鄂西铁矿为研究对象,采用线性回归和有限方案比较法,分别建立了阶段高度与基建成本、矿石运输成本、通风成本和排水成本的函数关系,得出阶段高度与吨矿石成本呈二次函数关系。研究表明,当井田走向长度为1 000 m,矿体厚度为3.7 m,矿体倾角为8°时,阶段高度取23.625 m,单位矿石开采成本最小。实际生产过程中,可确定阶段高度为20～25 m。     

缓薄矿床最优井田长度研究

大区域分布的缓薄矿床是一特殊的开采对象,其井田长度的最优划分是研究较少的技术经济问题。以鄂西官店铁矿为研究对象,在满足安全生产的前提下,以降低矿石生产成本,保证经济效益最大化为原则,采用有限方案比较法,探讨了井田最优长度划分问题。研究中分别对井田长度500,1000,1500和2000 m 4种方案的开拓工程成本、矿石运输成本、通风费用、排水费用等进行了分析比较。结果表明,井田长度1000 m为最优长度,该结论对类似矿床开采有一定借鉴意义。     

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。     

基于未确知测度的大冶铁矿接触带巷道稳定性评价

接触带巷道稳定性影响因素及破坏机理存在不确定性,其准确评价直接影响着矿山的安全高效开采。为了提高接触带巷道稳定性评价的针对性,采用未确知测度理论,构建了接触带巷道稳定性评价指标体系并分级,建立了接触带巷道稳定性评价模型。以大冶铁矿尖林山-90 m水平的4条接触带巷道为研究对象,对其进行稳定性评价。结果表明:接触带巷道R_(01)、R_(03)和R_(04)的稳定性程度为Ⅱ级,R_(02)的稳定性程度为Ⅲ级,且稳定性程度从大到小的接触带巷道排序依次为R_(04)、R_(01)、R_(02)、R_(03);评价指标中巷道支护效果、矿岩接触面倾角、巷道埋深属于敏感性评价指标;采用未确知测度理论评价接触带巷道稳定性是可行的,为接触带巷道稳定性评价提供了一种新思路。     

复合岩样中单裂隙几何特征对其破坏模式及强度的影响

大量矿山岩体工程中广泛存在着不同性质岩石相互接触,局部构成了典型的复合岩体,复合岩体的破坏相对于单一岩体更为复杂,为探究复合岩体中裂隙几何特征对其整体破坏模式及强度的影响,对含单裂隙的复合岩样进行了单轴压缩模拟试验。结果表明:在单轴压缩条件下,裂隙倾角或长度越大,复合岩样中力学性能相对较弱一侧的裂隙扩展尤其是反翼扩展范围越小,其破坏模式呈现出"X"→"y"→""的过渡变化特征;复合岩样整体强度与裂隙长度、裂隙倾角分别呈现出线性负相关和"S"型非线性正相关,而对于裂隙平行于轴向荷载的复合岩样,其整体强度与完整复合岩样整体强度较为接近,研究结论在一定程度上揭示了复合岩样的破坏过程,能够为复合岩体工程的加固提供理论支撑。     

安全阶段高度对多层矿床采矿方法选择的影响分析

多层排列矿床相邻矿层间的扰动影响直接关系到采矿方法的选择。根据多层矿床的赋存状态和开采特征,分析缓倾斜、倾斜、急倾斜多层矿床相邻矿层间的扰动影响关系,建立多层矿床安全阶段高度与矿层间距、岩石移动角和矿层倾角等赋存因素之间的解析关系式,按矿体倾角和岩石移动角的相对大小关系对多层矿床安全阶段高度进行分类探讨,分析研究矿层间距、岩石移动角和矿层倾角变化对多层矿床开采的影响,探讨适用于倾斜、急倾斜多层矿床开采的阶段采矿法、分层采矿法和分段采矿法以及其合理安全的开采方式和回采顺序,这一研究能较好的克服多层矿床开采时的相互扰动问题,可为多层矿床安全开采提供一个理论参考。     

基于统计模糊权重和模糊区间评价的采矿方法优选模型

针对采矿方法优选过程中评价指标及其权重值较难确定的问题,提出了基于统计方法的指标权重值计算方法。通过对大量采矿方法优选学术论文的统计和分析,综合分析了大量采矿行业专家在采矿方法优选过程中评价指标模型,确定了以基于被选次数统计的指标权重值和带权重统计的指标权重值为区间边界、二者综合计算的加权指标权重值为最大可能值的评价指标模糊区间权重值。根据模糊评价原理建立了模糊区间评价模型,建立了一种计算简便的区间数概率密度函数,并设计了一种区间数排序方法,利用模糊区间评价方法对评价方案进行了最大可能值排序和区间数排序,并综合考虑两种排序结果确定了最终排序。采用基于统计模糊权重和模糊区间评价的采矿方法优选模型进行了某多层矿床采矿方法优选,应用案例表明,用模糊区间数表示评价指标权重值更加准确、合理,评价过程较好地模拟了优选过程中的模糊性和不确定性,对采矿方法优选具有一定参考意义。     

基于动态灰积加权关联算法的矿山安全投入决策模型及应用

为了解决我国矿山企业存在的安全投入优化效果不佳、决策模糊性等问题，综合考虑事故间接损失对安全管理效果的影响，采用EAHP法确定各安全投入要素的权重，较好地描述了专家意见的模糊性和偏好差异；采用非对称正弦白化权函数和灰色关联法，建立了动态灰积加权关联算法的矿山安全投入决策模型，客观地反映了不同时点安全投入和安全产出的差异带来的影响。将该模型用于矿山企业安全投入优化决策分析中，结果表明：该矿山的安全教育和安全管理2个安全投入要素的关联度相对较大，分别为0.188和0.170,说明该企业安全运营综合效果的瓶颈因素为安全教育和安全管理；该矿山企业的安全投入优化决策结果合理有效，验证了该模型的适用性，为企业制订安全投入方案和提升安全管理效率提供了决策参考。     

基于正态白化权函数的灰评估岩爆预测模型

准确预测岩爆等级是保证地下工程安全的重要内容之一。统计国内外400多起典型岩爆案例,选取岩石单轴抗压强度与抗拉强度比σc/σt、切向应力与岩石单轴抗压强度比σ/σc、弹性变形能指数WET和岩石完整性系数Kv等4个岩爆评价指标数据进行分析,得出同一等级岩爆的指标值呈现正态分布,并依据岩爆烈度分级标准,提出了一种正态白化权函数代替传统三角白化权函数;分别运用专家调查法与熵权法得到岩爆评价指标的主、客观权重,并引入基于理想点的组合赋权法,将组合得到的综合权重与正态白化权函数结合构成岩爆预测的灰评估模型;选取国内外20组典型岩爆工程实例对模型进行检验,结果表明:建立的正态白化权函数灰色评估模型与传统的三角白化权函数灰色聚类法、未确知测度法相比,其判别结果与实际情况更加吻合,预测精度更高;将模型应用于宜昌苏家坡磷矿的实际工程中,预测结果与实际相同。因此,研究方法既为灰色聚类法理论提供了新的思路,又为岩爆准确预测提供了一条可行的方法。