矿产资源综合利用的物元模型

应用可拓学的理论和方法,对矿产资源的物征及综合利用进行了分析,建立了相应的物元模型,为矿产资源的综合利用提供一种新的科学方法。     

建筑物采动损坏等级评定的物元模型及其应用

应用可拓学的理论和方法，基于可拓学中的可拓集合变换和相关函数分析法，给出了受塌陷影响建筑物损害评价的经典域物元和节域物元，并建立了建筑物损害量化评价的物元模型，通过具体的计算示例说明了该方法的应用步骤，并对该方法的合理性和有效性进行了验证。     

基于物元模型的采空区煤炭自燃危险性评价

基于可拓理论,建立了采空区煤炭自燃危险性评价物元模型,采用简单关联函数确定评价指标权重。确定了采空区煤炭自燃危险性评价指标及等级量值范围,依据山西某矿15101工作面实际,结合现场和实验室相关参数测定,获取了待评物元样本,对采空区自燃危险性进行了物元可拓评价。结果表明:该模型评价结果与实际情况相符,采用动态客观权重确定方法能有效避免主观因素的影响,将物元模型应用于采空区煤炭自燃危险性评价是合理可行的。     

熵权物元可拓模型在岩爆危险性等级评价中的应用

为准确合理地对地下矿山岩爆危险等级进行评价,考虑岩爆发生的岩石力学条件和岩土工程环境对其造成的影响,选取3个主要影响岩爆发生的因素:岩石的应力集中系数σI/σc、脆性系数σc/σt和能量指数Wet,在传统物元可拓分析模型的基础上,建立岩爆危险性等级评价熵权物元可拓模型。根据20座矿山的实测数据和实际岩爆发生情况,确定岩爆评价影响指标体系,计算评价指标的关联度,应用熵权法确定各评价指标的权重,根据关联度最大识别原则,判定岩爆危险等级。该方法用于厂坝铅锌矿岩爆危险等级评价中,其研究结果表明,该方法的预测评价结果与实际岩爆发生较为符合,进一步说明了该方法的实用性和合理性,对实际工程有一定的指导意义。     

基于物元可拓模型边坡稳定性综合评价

边坡稳定性综合评价是1个复杂的系统工程,单因素评价指标之间的矛盾不相容问题普遍存在,为解决此类问题,综合考虑影响边坡稳定性的多种因素,建立了用于边坡稳定性评价的物元-可拓模型,该模型是利用边坡稳定质量等级和影响因素构造边坡稳定性综合评价的经典域和节域物元,最终通过关联函数建立了用于边坡稳定性物元-可拓综合评价模型,有效地解决了此类矛盾不相容问题。     

基于物元可拓模型边坡稳定性综合评价

边坡稳定性综合评价是1个复杂的系统工程,单因素评价指标之间的矛盾不相容问题普遍存在,为解决此类问题,综合考虑影响边坡稳定性的多种因素,建立了用于边坡稳定性评价的物元-可拓模型,该模型是利用边坡稳定质量等级和影响因素构造边坡稳定性综合评价的经典域和节域物元,最终通过关联函数建立了用于边坡稳定性物元-可拓综合评价模型,有效地解决了此类矛盾不相容问题。     

基于熵权物元可拓的矿井火灾安全评价

基于矿井火灾成因分类和矿井实际情况,提出了矿井火灾评价指标体系,将熵权法融入到物元可拓理论中,建立矿井火灾安全评价的熵权物元评价模型,并采用该模型对贵州省某5个矿井进行评价;结果表明5个矿井火灾安全等级的加权最大关联度分别为0.30、0.16、0.19、0.15、0.29,对应得到的矿井火灾安全等级与矿井实际情况相符,论证了该模型的可行性。     

可拓学在采矿工程中的应用及展望

可拓学采用形式化的工具,从定性和定量的共同角度研究和解决现实中的矛盾不相容问题,目前已形成了自己的理论框架,并通过与各工程应用领域的相结合,形成了可拓学工程应用,取得了一定的成果。本文简单介绍了可拓学的发展历史和可拓学基本原理,对可拓学在采矿工程领域中的应用进行了分类,阐述其在解决采矿工程问题的一般方法,指出了应用中存在的一些问题,最后展望了可拓学在采矿工程中的应用前景。     

岩爆危险性评价的变权物元可拓模型

为客观评价岩爆危险性,将物元理论与变权理论结合,构建了变权物元评价模型。首先,对指标数据规则化处理,解决传统物元模型自身局限性;其次,基于变权理论确定评判指标权重,避免评价过程中的主观性,同时使得被评价对象主动参与综合评判;第三,以非对称贴近度代替传统模型中的最大隶属度;最后,通过物元等级变量特征值的计算结果对样本等级进行评定,以权重及特征值对指标的敏感性确定影响评价结果的关键性指标。以甲玛矿为例,计算结果显示该矿为弱岩爆等级,且偏向于无岩爆,与现场实际情况吻合,与已有评判结果基本一致;倾向性指数、应力指数为敏感性指标,应力系数为一般敏感性指标。     

可爆性分级的博弈论－物元可拓预测模型及其应用

建立了可爆性分级预测的博弈论－物元可拓模型,以弥补现有岩体可爆性分级方法的不足.首先确定岩体可爆性分级指标与分级标准,通过隶属函数对分级标准进行隶属化,并确定节域隶属化范围,弥补了特征值可能超出节域而使关联函数失效的缺陷;然后运用博弈论,将评价指标客观动态权重与主观静态权重优化、融合,克服了传统物元可拓评价中单纯依靠特征值赋权而忽略特征本身对评价结果的重要性的弊端;最后通过最大关联度准则对岩体可爆性等级进行预测,从而建立可爆性分级的博弈论－物元可拓预测模型.工程应用研究结果表明,在锌铜矿体中顶板围岩和矿体中等易爆,下盘围岩较易爆,预测结果与实际工程地质情况有较好的一致性,并提出了相应的矿山工程爆破控制措施.     

潘集矿区采煤沉陷地生态修复模式研究

根据潘集矿区沉陷地自然条件和社会条件,对潘集矿区沉陷特点及危害进行分析,依据相关生态修复原理和方针,提出适宜该矿区发展的生态修复模式,包括非充填采煤沉陷地生态修复和充填采煤沉陷地生态修复两大类.     

模糊物元模型在采煤沉陷区稳定性综合评判中的应用

建立了采煤沉陷区稳定性模糊物元综合评判模型。利用模糊物元理论,将采煤沉陷区的稳定性视为物元事物,以影响该事物的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,采用层次分析法计算各评价指标的权重,再结合贴近度概念构建评价模型,实现采煤沉陷区的稳定性评价。     

采煤塌陷地土地复垦项目后评价研究

从过程后评价、经济后评价、生态后评价、社会后评价4方面,运用熵权模糊综合评价和层次分析法对采煤塌陷地土地复垦项目进行定性和定量分析。通过研究项目预计目标与实际目标的偏差,评价项目的整体效益。以铜山县柳新和夹河两个采煤塌陷地土地复垦项目为例,进行项目后评价,取得了较为理想的效果。     

基于相干目标短基线InSAR的矿业城市地面沉降监测研究

针对煤矿区非线性地表沉降特征,探讨了相干目标短基线InSAR用于矿业城市地面沉降监测研究的方法与效果。该方法以相干目标短基线差分相位时序分析为技术核心,综合相干系数阈值法和振幅离散指数最大化提取有效相干目标,以此构建相干目标Delaunay三角网,进而分析相邻目标的时序相位差,根据差分相位构成中各分量的时空特性,对短基线条件下干涉相位序列进行逐个分离,最终获取地表下沉速率和下沉累积量。以唐山市为例,选用2004-2010年27景ENVISAT ASAR 影像进行分析,查明了唐山市城区地面沉降量及其空间分布特征,最大年沉降速率达到-46.8 mm/a,主城区沉降速率普遍低于-11 mm/a。连续动态监测也显示了矿区开采沉陷不同阶段的地面沉降特征。     

未稳沉采煤沉陷地超前复垦时机的计算模型

为了科学地确定超前复垦的时机,研究了开采方法、地下水位、表土剥离厚度等影响因素,以开采沉陷学中的概率积分法为理论基础,建立了复垦时机计算的数学模型,通过实例验证,计算得T（复垦时机)≤47 d,通过与开采44 d后走向主断面上地表点的下沉情况对照及考虑季节因素,认为自开采47 d内可以进行复垦,也能够满足工程的需要.     

淮南煤矿开采塌陷区土地综合利用

介绍了淮南开采塌陷区的分布特征及土地资源利用现状，分析了塌陷区治理开发利用潜力与土地资源利用与保护意义，探讨了塌陷区土地综合治理的保障措施。     

基于双重介质力学耦合相关的沉陷模型研究

在对基岩破坏状态的移动形式进行分析的基础上,基于材料力学和开采沉陷学等相关理论分别建立不同的沉陷模型并推导了开采影响下岩体的移动和变形计算公式,再通过相关耦合2种介质模型,形成了双重介质下沉空间逐层传递的开采沉陷模型,同时编制了相应的计算及可视化程序。该模型不仅能够计算岩层及地表移动变形,而且能够分析计算岩层的破坏状态和断裂高度。经实测资料证明了模型的正确性和可靠性。     

采煤沉陷地夹层式充填复垦原理与方法

充填复垦是提高耕地恢复率的有效途径。现有充填技术采用一次性充填方式,形成典型的“土壤层+充填层”双层土壤剖面构型。在覆盖土壤厚度不足的情况下,复垦土地的生产力低,为此,提出 “土壤层+充填层+夹层+充填层……”的夹层式多层土壤剖面构型,并以黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地为例,从夹层式充填复垦的原理和方法两个方面进行研究分析。结果表明:根据不同充填材料土壤质地情况,在充填材料层中设置与其质地相异的夹层,可以改善充填材料的水分和营养元素状况,改良了“土壤层+充填层”的双层土壤剖面构型存在的弊端,提高复垦耕地的质量。提出了一种充填复垦采煤沉陷地交替多层多次充填土壤重构方法,通过条带间交替充填工艺和多次充填与土壤回填,实现了夹层式土壤剖面结构重构的连续施工作业。在山东省邱集煤矿进行了实践,夹层式土壤剖面构型的小麦产量可以当年达到甚至高于对照农田。