模糊数学模型在金属矿山开采沉陷安全评估的应用

金属矿山开采所带来的地面沉陷灾害,对周围人们的生活以及矿区环境有很大的影响和破坏作用,有效地对开采沉陷进行灾害等级预测评估便于选取最优化的防治措施.针对这一问题,本文运用模糊数学理论建立一种新型金属矿山开采沉陷危险性综合评估模型,将金属矿山开采沉陷的影响因子进行综合评估预测,确定金属矿山开采沉陷的危险级别.将模型应用于金属矿山开采沉陷,取得了与实际情况较为吻舍的预测效果.     

开采沉陷模糊预测模型在金属矿山中的应用

金属矿山开采所带来的地面沉陷灾害对周围人们的生活以及矿区环境有很大的影响和破坏作用,有效地对开采沉陷量进行预测以便于及早给出防治措施。针对这一问题,本文将金属矿山开采沉陷的影响因子进行综合分析,运用隶属函数及有限元理论建立一种新型金属矿山开采沉陷M-Y综合预测模型,并对具体金属矿山的开采沉陷进行应用,取得了与实际情况较为吻合的预测效果。     

模糊数学模型在金属矿山开采沉陷安全评估中的应用

运用模糊数学理论建立了金属矿山开采沉陷危险性综合评估模型, 对金属矿山开采沉陷的影响因子进行了综合评估预测, 以确定金属矿山开采沉陷的危险级别。结合具体金属矿山实例, 对模型进行了应用检验, 结果表明, 模型与实际情况基本一致。     

我国金属矿山热动力灾害防治技术研究现状与展望

热动力灾害是影响金属矿山安全生产的重要因素之一,绿色、经济且 高效的金属矿山热动力防治技术 对于安全开采工作极为重要。 为给我国金属矿山热动力灾害的科学治理提 供参考依据,对金属矿山热动力灾害进行 了定义和分类,分析了金属矿山热动力灾害的特性,系统阐述了目前我国金 属矿山热动力灾害理论与防控技术的研 究现状与进展,指出我国金属矿山热动力灾害防治技术现存问题:① 各类热 动力灾害之间的耦合孕灾机理尚不明确; ② 次生衍生灾害的临界诱发条件及防控理论研究存在不足;③ 对隐蔽灾害 全方位探测的速度及精度有待提高;④ 尚 未构建金属矿山热动力灾害一体化协同防治技术体系;⑤ 针对叠加热动力 灾害与次生衍生灾害的应急救援方法不成 熟;⑥ 缺乏对深部热动力灾害基础理论与防治技术的研究。 最后对我国金 属矿山热动力灾害防控技术的发展方向进 行了展望,指出了我国金属矿山热动力灾害防治技术的重点研究领域:① 金 属矿山热动力灾害耦合孕灾基础理论;② 灾害叠加效应与次生衍生灾害诱发机制;③ 金属矿山热动力灾害智能精准 监测监控平台;④ 金属矿山热动力灾害 “全面—高效—协同”应急管理体系;⑤ 深部金属矿山热动力灾害复杂致 灾机制与综合防控技术。     

应用人工神经网络方法划分采场顶板安全等级

矿山采场顶板冒落是地下矿山开采中常见的灾害。本文应用人工神经网络方法,以金属矿山采场顶板等级划分标准中的各个级别类型作为学习样本,通过自动学习,建立BP网络模型,据此自动识别采场顶板的安全等级。     

环境污染评判模型在金属矿山中的应用

金属矿山开采所产生的噪声、有毒气体、重金属污染等,对矿区环境有很大的影响和破坏作用,有效地对这些污染进行预测评估才能便于选取最优化的防治措施,针对这一问题,运用关联度确定影响污染之间的关系,并采用多层次综合模糊评判模型对金属矿山开采所带来的环境进行综合评估预测,以此来确定影响危险级别,将模型应用于实际金属矿山环境污染,取得了与实际情况较为吻合的预测效果。     

深井金属矿山岩爆灾害研究现状

越来越多的金属矿山将进入深井开采,随着开采深度的增加,最显著的变化是显现“高应力、高温和高孔隙水压”的“三高”特性。高应力条件下的岩爆灾害是深部开采遇到的突出问题之一。较为系统地阐述了深井金属矿山岩爆灾害的研究现状,包括岩爆的影响因素分析、岩爆灾害预测预报技术和岩爆灾害控制技术。     

我国金属矿山固体废物污染及其对策分析

本文分析了金属矿山固体废物的来源,总结归纳了矿山固体废物破坏生态平衡、污染环境及引发工程地质灾害等危害.为了从矿山开采的源头控制固体废物污染,提出了金属矿山开采的主要技术对策.     

浅谈金属矿山酸性废水处理工艺

随着国民经济的快速发展，人类对金属矿山的开采力度加大。在金属矿山开采过程中会对采矿区周边生态环境造成影响，其中硫化矿系（硫铁矿及多金属硫化矿等）经过风化、淋溶等形成的酸性矿山废水（acid mine drainage，AMD）对环境的影响尤为严重。AMD的治理是矿山生态环境治理的重中之重。阐述了酸性矿山废水的来源，总结了目前较为有效的处理工艺，可为AMD治理提供参考。     

金属矿深部开采岩爆危险预测的GA-ELM模型研究

为对金属矿山深部开采时岩爆的危险性进行预测,在总结深部开采岩爆发生机理的基础上,综合选取影响岩爆发生的3个重要因素作为岩爆预测的判别因子。搜集国内外金属矿深部开采岩爆的实例作为训练样本,引入极限学习机算法(ELM),针对该算法的不足,采用遗传算法(GA)对其相关参数进行优化,建立了岩爆预测的GA-ELM模型,并与单一ELM模型进行对比。利用该岩爆预测模型对一典型金属矿深部开采进行岩爆预测,结果与实际情况相吻合。研究结果表明,岩爆预测的GA-ELM模型训练效果及泛化能力均优于单一ELM模型、SVM模型及传统的BP模型,且该模型能够对金属矿深部开采的岩爆进行准确有效地预测,具有一定的工程应用价值。     

大采高煤层综采工作面采空区自燃\

为研究综采工作面灾害气体的运移弥散规律,分析灾害气体运移过程中峰值体积分数及分布的影响因素,在综采工作面内开展示踪气体(SF₆)现场试验,应用一维对流—弥散模型定量分析示踪气体运移特征,使用粒子群算法(PSO)对数学模型中的巷道平均风速和纵向弥散系数进行最优参数估计。结果表明：综采工作面监测到的示踪气体呈现偏态分布,随着运移距离的增加,示踪气体分布影响区域增大;影响监测点处的示踪气体浓度曲线峰值和波形的主要因素是平均风速,其次是纵向弥散系数。对比模拟与试验测试值可以看出,使用一维对流—弥散模型可以准确描述灾害气体在综采工作面内的弥散运移规律。

     

基于数学形态学的矿区大规模滑坡堆积体失稳概率仿真分析

研究基于数学形态学的矿区大规模滑坡堆积体失稳概率仿真分析方法,为合理治理与预防堆积体滑坡事件提供科学依据。采集研究矿区大规模滑坡现场图像并绘制其堆积体剖面图,应用数学形态学提取出地形、骨架及边界等特征,通过ANSYS栅格生成堆积体失稳概率仿真计算模型,结合蒙特卡罗模拟法,仿真运算降雨因素影响下堆积体的失稳概率。结果表明,当降雨事件重现期增长时,滑坡堆积体的安全系数降低,其失稳概率升高;堆积体日失稳概率变化趋势与矿区的日降雨量趋势较为接近,失稳概率最高日与矿区实际发生堆积体滑坡事件的日期吻合,仿真分析结果可靠,可有效预防降雨导致的堆积体失稳灾害提供科学依据。     

西部山区某矿开采扰动下地形变化特征及致灾点分析

开采后地形变化是煤炭生产面临的现实问题,东部平原地区的开采沉陷问题已经得到了较为细致的研究,但西部山区受地形因素影响,如何准确地获取沉陷数据及地表变化规律仍需进一步探讨。为确定开 采扰动下山区地形变化规律,为矿区地质灾害防治提供技术支撑,以西部山区某矿工作面开采扰动区为例,首先利用无人机快速获取研究区域数字影像,生成多期数字高程模型（DEM）,得到测区下沉盆地,研究地表 随工作面开采的沉陷情况。然后利用DEM提取研究区域的坡度、坡向和起伏度信息,得到该工作面开采前后的地形整体变化情况。研究表明：研究区地表变化受地下采煤活动影响明显,具体表现为工作面开采过后,坡 度整体变缓,起伏度减小,随着后续工作面的开采,坡度和起伏度均有所变大,但是变化较小。利用坡度变化这一特征获取地下开采导致的地表致灾点,结合原始高程、原始坡度和开采沉陷情况分析致灾点的分布形 态,发现致灾点多位于海拔较高、原始坡度较小、植被覆盖率较低的沟谷、道路两侧,通过分析致灾点的位置可为矿区后续边坡治理、道路养护与土地复垦提供技术参考。     

鄂尔多斯深部典型煤矿冲击地压发生机制与防治实践

鄂尔多斯矿区深部多个工作面发生破坏性冲击地压事故,被列为该地区煤矿开采的主要灾害,影响的煤炭产量占该地区总量的近1/3.采用理论、 试验和实测等综合方法,系统研究了冲击地压类型及发生机制,提出防冲关键对策.针对矿区深部开采典型条件,提出基于应力优化减冲和应变控制防冲技术原理的"采前、 采中、 采后"防冲技术对策,并在现...     

露天转地下开采边坡失稳数值模拟与实验研究

为了研究露天转地下开采边坡岩体的破坏特性及其对地下矿体开采的影响,采用相似实验和数值模拟相结合的方法按照实际开采过程对其进行了研究。详细分析了边坡岩体在不同开采水平下的损伤破坏特征,揭示出在地下矿体的开采过程中边坡岩体依次进入能量积蓄和突然释放的过程,间隔性地以巨大岩体崩塌的形式破坏产生循环动力冲击灾害,并阐明了灾害发生机理。为了避免冲击灾害,从消除冲击灾害发生的空间条件和减少应变能的大量积蓄2个方面提出了相应的控制措施。     

基于中长期微震时空特征的采动地压灾害风险分析

地压灾害风险动态评估与分析是制约深井安全高效开采的关键技术之一。针对某矿山千米以深开采地压灾害现状,通过分析矿山开采技术条件,设计并建立了深部地压灾害风险微震监测系统,开展了爆破定位标定试验,优化了重点监测区域系统速度模型,探究了矿山微震事件中长期时空分布规律,提出了基于微震监测的地压灾害风险分布特征。研究结果表明：采用纵波波速5400m/s、横波波速3200m/s,重点监测区域综合定位误差小于7.4m,满足矿山深部地压灾害风险监测需求;微震事件主要分布在施工及回采区域、隔离矿柱区域,微震活动与采动呈现正相关性;分析微震事件时序分布特征,II-1#矿带地压活动风险较大,红尖山易发生突发性、强度较大的地压事件。研究成果为该矿山深部地压灾害风险防控提供了数据支撑。     

华北型煤田奥灰顶部利用与改造判别准则及底板破坏深度

随着我国华北型煤田开采深度逐年增加,大部分矿井已面临由上组煤转向深部及下组煤开采阶段,奥陶纪灰岩岩溶水害威胁呈上升趋势,底板突水危险逐年增加,而目前规范和规程中的底板突水系数法虽然应用较广泛,但并未充分考虑到奥灰顶部实际阻水能力,其评价方法存在一定的局限性。在现有奥灰顶部地质及水文地质条件认识的基础上,提出了部分矿区奥灰顶部存在阻水性能较好的风化充填带可作为隔水层利用的理念,将煤系隔水层厚度、风化充填带厚度、注浆改造段厚度和底板扰动破坏深度视为底板突水系数判别式的影响因素,建立了改造奥灰顶部岩层段厚度的判别准则,论述了底板破坏深度在判别准则中的重要性,并以韩城矿区桑树坪煤矿11号煤层3105工作面开采为典型案例,通过构建的17组数值模拟方案,分析得出了煤层开采深度对底板扰动破坏深度影响最大、开采厚度最小、开采宽度则存在尺寸效应等结论;同时将模拟数据与全国相似矿区实测样本结合,给出了采深、采宽和采高3因素影响的预测模型,并对其进行了验算和适用性分析,结果表明新模型拟合方程的误差均值、百分比、方差和均方差均优于统计公式,具有预测精度高、误差小、适用性广等特点,基本满足工程实际需要。其研究成果可用于奥灰顶部含水段的注浆改造实际工程中,对深部下组煤安全带压开采提供有利的技术保障。     

煤矿开采技术条件的可拓综合评价

以可拓理论为基础选择了反映影响煤矿开采技术条件的13个评价指标,并确定了各评价指标的经典域与节域,建立了煤矿开采技术条件综合评价的可拓评价模型。该模型以综合关联度作为评价准则,避免了评价模型的主观性,同时通过安全等级的级别特征值可以反映出煤矿开采技术条件安全等级与各等级的距离。实际应用结果表明,该方法计算简便,结果可靠,实用性强,并能实现动态评价,为煤矿开采技术条件的综合评价提供了一种新的方法。     

硫化矿石自燃灾害预警的RBF神经网络方法

硫化矿石自燃灾害预警可以快速确定灾害预警等级,进而为灾害防控提供决策以减少矿山损失。通过深入分析硫化矿石自燃典型案例,按照预警指标选取原则,从矿山生产人员、硫化矿石自燃倾向性、环境条件、管理水平等4个方面构建硫化矿石自燃灾害预警系统指标体系。运用RBF预警模型对硫化矿石自燃灾害预警等级进行预测,采用所选的21组样本数据完成了RBF神经网络的学习与训练。应用学习好的预警模型对江西某高硫矿山的硫化矿石自燃灾害预警等级进行预测。结果表明：该矿山硫化矿石自燃灾害预警等级为III级,即自燃危险性一般,与该采场的实际状况相一致。该模型具有很强的实用性,能应用于硫化矿石自燃灾害预警等级的预测。