基于AHP和TOPSIS法的采场结构参数优化研究

为获得最优的采场结构参数, 提出了一种基于层次分析法(AHP)和逼近理想解的排序法(TOPSIS)的综合评判方法。从经济、技术、安全三大类因素综合考虑影响采场结构参数的评判指标, 运用层次分析法确定各评判指标的权重向量, 并结合逼近理想解的排序法基本原理构建AHP-TOPSIS综合评判指标体系模型, 计算出各采场结构参数方案基于评判指标的综合优越度。以康家湾矿的采场结构参数选择为例, 对采场结构参数进行了正交组合, 建立了9种备选方案, 利用AHP-TOPSIS评判模型对5种稳定可行的方案进行了评判, 最终得出各方案的综合优越度, 从而确定方案5最优, 即间柱宽度4 m, 矿房跨度20 m, 顶板厚度4 m。     

断层结构面对VCR法间柱稳定性影响的数值分析

针对断层影响VCR法间柱回采的稳定性问题,分析了凡口铅锌矿主要的控矿断裂位于下盘时对VCR法间柱稳定性的不利影响,建立了包含分界面单元的FLAC3D数值模型,获得了侧向崩矿过程的应力、位移和塑性分布情况。结果表明,回采过程中断层处的应力逐步释放,位移呈一致性,两帮充填体负载增加,剪切和拉伸塑性严重,存在间柱采场失稳的可能,应合理设计崩矿步距和慎重切采下部硐室点柱。     

宁都硫铁矿矿柱稳定性分析及回采顺序优化

针对宁都硫铁矿缓倾斜难采矿体,采用正交极差理论对矿柱稳定性影响因素敏感度进行了排序,并在此基础上对采场回采顺序进行了数值模拟优化。首先通过面积荷载理论建立了矿柱稳定性评判模型,借助正交试验法设计不同的评判指标组合,并计算出不同组合的模型安全系数;然后利用极差理论分析得到各评判指标的敏感度及敏感度较大的指标与安全系数的关系曲线。在基础上,采用FLAC模拟不同回采顺序的矿体开采,分析模拟结果中应力、位移及塑性区大小变化,得出最优回采顺序。分析结果表明,矿柱稳定性影响因素敏感度由大到小分别为矿柱宽、埋深、矿房跨度、岩柱高、单轴抗压强度、上覆岩层容重,安全系数为1.5时,矿房跨度不得大于17 m,矿柱宽不得小于6 m,且中间向两翼开采顺序最优。     

基于层次分析法的矿山边坡稳定性研究

结合石宝铁矿实际情况,运用运筹学中层次分析法,建立边坡稳定性影响因素层次结构模型,对影响边坡稳定性的14个影响因素进行了分析、定量计算和排序,并进行一致性检验,在此基础上对各因素影响权重进行了总排序,找出边坡稳定性的主要影响因素,为矿山边坡的维护与治理提供了依据。     

AHP法确定煤层底板突水主控因素权重及系统研发

为有效防治煤层底板水害,揭示多因素影响下煤层底板突水的非线性动力特征,应用具有多目标多准则决策分析的AHP法,定量分析了各主控因素控制底板突水的权重比例。以三河尖矿为例,在确定影响17号煤层底板奥灰突水的7大主控因素基础上,建立了层次结构模型;通过构建判断矩阵,进行了层次单排序和总排序及对应的一致性检验;最终确定了7大主控因素控制17号煤层底板奥灰突水的权重;以此为基础进行的17号煤层底板奥灰突水脆弱性评价结果与实际吻合效果好。进一步应用基于矩阵运算的Matlab软件,研发了AHP法权重计算系统,其操作简单,实用性强,为AHP法的推广应用提供了基础平台。     

基于AHP法的采空区底板破坏范围最大影响因素辨识与分析

为了更加准确探究一般情况下采空区底板破坏范围最大影响因素，以邵寨煤矿2201工作面为背景，采用层次分析（AHP）和数值模拟的研究方法对采空区底板破坏范围最大影响因素进行辨识与分析。首先基于滑移线场理论及底板屈服破坏深度公式分析采空区底板破坏特征，初步判断底板破坏范围主控因素；其次基于AHP法建立采空区底板破坏范围层次综合评价模型，通过定性指标模糊量化方法计算采空区底板破坏范围主控因素权重并做重要度排序比较，辨识确定出煤层采高对底板破坏范围影响最大；最后利用FLAC3D数值模拟来验证采高对该矿采空区下底板破坏范围影响程度的显著性，通过设计不同采高下工作面回采的模拟方案来分析采空区底板应力分布及位移变化情况。     

大红山铜矿点柱预裂爆破损伤控制研究

地下矿山在采用房[1]柱法或者房柱法嗣后充填采矿法开采的过程中,为保证采场的稳定性,往往会预留大部分的矿柱来支撑着上部岩体。现如今采用的一些采矿方法在一定程度上对矿柱的稳定性造成损伤,因此研究和预防矿柱损伤变得至关重要,本文通过对比大红山铜矿西矿段180中段360-B144采场常规点柱法回采与点柱边界预裂爆破法两个方案,对矿柱造成的损伤来研究矿柱的稳定性。结果表明,常规点柱法回采爆破对矿柱的损伤深度在1.47m左右,而点柱边界预裂爆破对矿柱的损伤深度在1.21m左右,点柱边界预裂爆破与常规点柱法回采爆破相比,对周边矿柱的损伤影响较小。点柱边界预裂爆破区矿柱岩体声速变化幅度为9.02%,小于常规点柱法回采爆破区矿柱岩体声速变化幅度14.65%。     

南非Dilokong铬矿采场结构参数优化

南非Dilokong铬矿矿体含铬品位较高,为典型的缓倾斜薄矿体,设计采用房柱采矿法进行回采。针对Dilokong铬矿缓薄矿体的开采技术条件及采矿难题,为探求其合理的采场结构参数,实现现场的安全、高效开采,研究采用正交数值模拟试验,选取了矿房长度、矿房跨度、点柱尺寸和点柱间距4个因素,正交设计了4因素3水平9种采场结构参数模型的试验方案。通过FLAC3D软件对不同方案的围岩应力及位移分布数值模拟结果的对比分析,研究各参数对采场稳定性的影响及优化采场结构参数。试验结果表明,矿房跨度及点柱尺寸是影响采场应力集中和位移变形的重要参数,并确定了合理的采场结构参数,即矿房长度50 m、矿房跨度26 m、点柱尺寸5 m×5 m及点柱间距2 m,研究结果对现场下阶段矿体的回采具有指导借鉴意义。     

基于响应曲面法的采场结构参数优化

针对地下矿山采场结构参数的优化选择,采用响应曲面法设计试验方案,利用 FLAC３D 数值软件进行试验模拟.通过分析对比数值模拟实测值与响应曲面预测值,验证了响应曲面预测值与数值模拟实测值之间的差异较小;给出了各影响因素对采场稳定性影响程度的排序:矿房长度＞间柱宽度＞顶柱厚度.建立了采场稳定性与采场结构参数间的优化模型,对某钨钼矿山利用模型进行采场结构参数优化.结果表明,矿房长度４８．２５m,间柱宽度１０m,顶柱厚度４m 是该矿山的最优采场结构参数,优化后的采场稳定性良好,采切比较优化前明显降低,证明了响应曲面法应用于采场结构参数优化具有较好的适用性.     

顶底柱回采爆破方案优选的AHP-TOPSIS模型

针对某铅锌矿在顶、底柱矿体回采爆破方案选择中难以决策的问题,在结合层次分析法(AHP)和逼近理想解排序法(TOPSIS)基本理论的基础上,建立AHP-TOPSIS综合评判指标体系模型,对4种拟选的回采爆破方案进行综合评判优选。从经济、技术、安全3方面的9个指标综合考虑影响回采爆破方案选择的因素,通过层次分析法客观地确定各评判指标的权重向量,进而结合逼近理想解排序法原理构建AHP-TOPSIS综合评判指标体系模型,计算出各爆破方案基于评判指标的综合优越度,得出拟选回采爆破方案的优越度分别为50.0%,62.2%,69.6%,45.0%,从而确定第3种爆破方案(直孔掏槽、80°斜孔侧崩)最优。研究结果与BP神经网络法、突变级数法、熵模糊物元模型的评判结果基本相符,证明该模型的可行性,为爆破方案的选择提供新的思路。     

浅孔房柱嗣后充填采矿法AHP-Fuzzy参数优化

根据永平矿体的赋存条件和矿岩稳固性特性,采用浅孔房柱嗣后充填采矿技术方法进行开采,提出了3种采矿方案的矿房矿柱设计。由于浅孔房柱嗣后充填采矿法实际工程中存在诸多模糊信息,为了实现矿山安全、经济和高效的开发,采用层次分析模糊综合评价方法(AHP-Fuzzy)对采场结构参数进行优化。AHP-Fuzzy综合评价法是借助层次分析法构建判断矩阵,确定各层次的指标权重;然后采用模糊数学的方法,充分考虑工程实际经验,构造影响采矿方案的隶属度矩阵;最后根据权重向量和指标隶属度矩阵确定综合评判向量,选出最优的开采方案。该方法能全面考虑各因素的影响,定性与定量相结合,充分体现了评价因素和评价过程的模糊性,减少了主观臆断对评价的影响,提高了评价结果的可信度。优化结果表明,方案2的综合优越度为92.52%,优于其他2个方案,故方案2为最优开采方案。     

千家坪钒矿采矿方法优化研究

为解决千家坪钒矿在不稳固矿岩条件下高效开采的问题,结合矿体开采技术条件及矿山生产现状,综合考虑顶底柱厚度、间柱宽度、阶段高度及矿块长度等因素,利用FLAC3D数值模拟和层次分析得出适用于该矿的采场结构参数。结果表明:当间柱宽10m、顶底柱厚6m、阶段高50m以及矿块长50m时,采场稳定性最好。     

石人沟铁矿露天转地下过渡期采场结构参数研究

为实现产量平衡,石人沟铁矿采用不停产过渡,在垂直方向上露天与地下同时开采。针对这种现状,采用AN-SYS三维有限元数值模拟方法,对北区9种不同的采场结构参数进行数值模拟分析。同时,运用模糊数学理论,建立了考虑安全和经济效益的综合模糊评判模型,最终确立了矿房长度50 m、顶柱5 m、间柱10 m、底柱12 m的最优矿房结构参数,中段回采结果证明采场十分稳定。     

煤矿深部开采巷道掘进过断层安全风险综合分析与评价

深部开采断层区是煤矿安全生产管理需要关注的重点部位。目前煤矿现场安全生产管理过程中,巷道掘进过断层前的安全风险评价多源自经验判断、定性估计。基于层次分析法,科学确定影响巷道过断层安全风险的多种因素及其权重,对16处掘进作业面过断层安全风险状况进行综合排序;并应用灰色聚类法建立过断层安全风险评估预测模型,评测了各作业面的安全风险等级。结果表明:通过层次分析综合排序和灰色聚类法对掘进巷道过断层安全风险进行评价,其一致性良好;评价过程基于采掘过程获取的地质数据、数据处理较为简便。     

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。     

缓倾斜极薄铁矿体采矿方法选择研究

基于缓倾斜极薄类铁矿体的工程地质条件,利用Hamming距离法进行了采矿方法初选。在初选方案的基础上,综合考虑开采的安全性、经济技术指标、开采效率以及环境等因素,建立了影响采矿方法选择的指标体系和层次分析结构模型。利用层次分析法确定了各层次间的判断矩阵,而后得到了各因素的权重向量;最后建立模糊决策数学模型,根据最大隶属度原则,确定了最优方案。研究证明,液压护顶长壁法是开采缓倾斜极薄类铁矿床最优的采矿方法。     

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。     

混凝土矿柱嗣后充填法采场稳定性监测与分析

兴隆磷矿为提高资源回收率,采用两步骤回采法,先矿柱胶结充填,后矿房废石充填。为保障作业的安全,验证胶结矿柱的强度,优化采场结构参数,采用区域的微震监测与局部的点监测相结合的方式,对胶结矿柱及顶板覆岩应力显现进行立体、实时动态监测。通过分析开采过程中获取的应力、应变及位移变化数据,得到了回采工作面前方的采动超前影响距离约为20 m;当矿房回采跨度约36 m时,覆岩累积应力集中较大,顶板局部会有冒落,但采场顶板移动诱发的应力远小于胶结混凝土矿柱强度,胶结矿柱无破坏。结果表明:采用两步骤回采嗣后充填的开采方法及采场结构参数等,能够保证采场稳定。该监测方法能够及时准确地为采场稳定性做出评价,为安全高效生产提供指导。     

全面法采场矿柱稳定性及影响因素敏感性分析

全面采矿法在采场中留下规则(方形、矩形或圆形)或不规则的矿柱作为永久支撑,不予回采。全面法矿柱的稳定性与采场结构参数密切相关,作为采场结构参数优化研究工作的前奏,有必要对全面法采场矿柱的稳定性及其影响因素的敏感性进行分析。本文利用南方某钨矿为工程背景,详细介绍了矿柱稳定性分析,进行了矿柱稳定性影响因素敏感性正交极差分析,最后对矿柱稳定性进行校核。研究方法及结论可以作为类似矿山设计的参考依据。