基于NbS的矿山可持续性评价研究:以北岳恒山露天矿区为例

基于自然的解决方案（NbS）近年来被视作实现可持续发展的核心手段，矿山可持续发展对推动国家或地区整体可持续发展意义重大，矿山可持续性评价通过确定可持续性等级来说明其可持续发展的水平，本研究基于NbS指标体系对矿山进行可持续性评价旨在提供一种新的评价方法，为矿山制定管理计划和开展生态修复工作提供主要依据。以北岳恒山露天矿区为例，基于NbS指标体系建立露天矿区可持续性评价指标体系，采用层次分析法计算指标权重，通过专家打分法确定指标得分，利用综合指数法确定评价等级，评价结果显示研究区可持续性等级为V级，可持续发展水平表现为极弱。研究表明，基于NbS的矿山可持续性评价方法可行，NbS指标体系可对矿山生态修复方案设计提供科学指导，实现可持续发展。     

露天矿爆破效果综合评价模型研究

为合理评价露天矿爆破效果,建立了组合赋权和物元可拓的露天矿爆破效果综合评价模型。从爆破安全、经济性和爆破质量3个方面,选取了8个典型影响因素,构建了露天矿爆破效果综合评价指标体系;通过序关系分析法和熵权法计算指标主观权重和客观权重,应用拉格朗日算法确定指标综合权重;通过计算单指标关联度和综合关联度,基于最大隶属度原则,综合评判爆破效果等级。以某露天石灰石矿4次爆破过程为例,进行相关计算,验证模型的有效性。结果显示,4次爆破效果综合评定分别为“好、较好、好、好”,与专家现场讨论结果相符合,且与云模型评价结果完全一致,验证了模型的可靠性。该模型计算简便、操作性强,可以为爆破效果评估提供一种新思路。     

基于全局临界滑移场技术的抚顺西露天矿边坡稳定性研究北大核心

基于全局临界滑移场原理,应用Ordinary、Bishop、Janbu、Morgenstern-price 4种评价方法,建立边坡稳定全局精细化评价体系,并将该评价体系应用于西露天矿内排压脚前后的边坡稳定性综合评价中,经过综合对比确定西露天矿最不稳定边坡,采取回填压脚技术进行处理后再次进行评价。评价结果表明:实施回填压脚大幅度有效地控制了边坡变形,使其稳定性系数提高了1.4倍;根据西露天矿实际监测资料表明,该评价结果安全可靠与实际情况吻合良好;与单一的评价方法相比,该评价体系能够考虑边坡稳定性评价中诸多因素不确定性问题,通过对比4种评价方法,选取最合理最符合实际工程需要的一种方法。     

高陡露天矿边坡稳定性评价中若干问题的思考

传统的矿山边坡稳定性评价方法是一种假想状态下的静态评价,具有一定的局限性。该文结合高陡露天矿边坡的特点,以极限平衡方法为例,提出了高陡露天矿边坡稳定性动态评价的技术流程,克服了传统方法的缺陷,能够更加全面、系统地评价边坡稳定性,对矿山边坡的设计优化具有更强的指导意义。     

露天矿生态环境的AHP与模糊数学评价法

以露天矿生态环境的稳定性、宜人性和限制性为依据,采用AHP法建立了露天矿生态环境的评价指标体系,该指标体系由地貌、植被、气候、大气、土壤、地下水、人口和开采8项因素及其相关的22项指标组成。通过AHP法计算要素层及其相关指标的权重矩阵,得出对露天矿生态环境影响最大的因素是开采、植被和气候,影响最大的指标是地表扰动率、固体废物堆置率、植被覆盖率、土地复垦率和坡度角大于25°的面积比重。借助由模糊数学建立的露天矿生态环境隶属度函数、模糊矩阵并结合指标权重矩阵确定出的露天矿生态环境隶属度矩阵,就可以对露天矿的生态环境状况进行评价。实例评价表明:该评价方法使用方便,评价结果符合实际情况,值得推广和应用。     

露天矿土地复垦考核评价方法及应用

露天矿土地复垦是矿区生态治理的重要内容,也是国家煤炭行业生态文明建设的重要组成部分。研究提出露天矿土地复垦指数,用来表征露天矿土地复垦评价效果,采用层次分析法,确定各指标权重,构建了露天矿土地复垦综合评价指标体系及考核评价方法,并提出了考核级别划分标准。采用上述考评体系和方法,选取某大型煤炭央企所属的典型露天煤矿,收集整理2014年度土地复垦遥感监测、生态修复和治理等基础数据,评价各露天矿年度土地复垦效果,验证了本考核评价方法的可行性。     

弓长岭露天矿采空区稳定性综合评价

为了消除单一采空区稳定性评价方法的片面性,实现不同采空区稳定性评价方法的优势互补,达到对弓长岭露天矿台阶下方采空区精准判断的目的;分别采用了Mathew稳定图法和两端简支梁理论对弓长岭露天矿采空区的稳定性进行判断,采用模糊综合评价模型对不同的采空区稳定性判别结果进行综合评价,实现了对弓长岭露天矿采空区稳定性的准确判断。综合评价的结果显示：弓长岭露天矿何家采区的某采空区处于"一级预警"状态,采空区稳定,短期内发生失稳的风险较小。     

露天矿开采扰动效应:概念、特征与评价指标体系框架!

针对露天开采过程中必然伴随产生一系列环境与生态问题的特点,提出了露天矿开采扰动效应量化及评价的理念,全面阐述了露天矿开采扰动指数的内涵及其基本特征。露天矿开采扰动指数是综合考虑生态破坏及修复、开采技术及工艺优化、耗能结构优化、采复一体化、污染物排放及治理、生产组织管理等方面的因素,应用多学科理论解决资源赋存条件、开采技术条件、地域、煤种、污染物种类等的差异性问题,最终以-100~+100之间的数值评价或预测露天矿开采扰动效应的时空变化情况的综合性指标。研究了构建评价指标体系的基本原则并提出了指标体系的基本框架,共包括2大类23个评价指标,提出了露天矿开采扰动指数的综合合成方法。     

基于层次分析法的露天矿运煤系统评价研究

 本文从定性和定量两个方面建立运煤系统评价指标体系,以系统运行的经济效益、运输系统效率、生产管理和设备维修等方面对运煤系统进行综合评价。在此基础上,运用模糊数学和层次分析的方法,建立了露天矿运煤系统综合评价模型。并以安家岭露天矿为例,对其运煤系统进行了优选,结果表明：安家岭露天矿在现有开采条件下选用端帮巷道运输系统最优,所得结果与实际情况一致。     

露天矿首采区及拉沟位置方案OV-AHP评价模型

基于密切值一层次分析(OV-AHP)的基本理论,论述了合理选择层次分析法标度的基本原则,并分析确定了适用于露天矿首采区及初始拉沟位置方案综合评价模型的标度方法为e0/5～e8/55或e8/4～ e8/4指数标度法,构建了露天矿首采区及初始拉沟位置方案综合评价模型,最后将该模型应用于国内红沙泉露天矿的首采区及初始拉沟位置方案评价比选中,评价结果表明,与传统的专家经验类比和单因素评价法相比,构建的首采区及拉沟位置方案综合评价模型更便捷、更具有科学性和可靠性,对于露天采矿科学中的其它综合评价研究也具有一定的参考价值.     

基于集对分析的矿山地质环境影响评价研究

为更好地对矿山地质环境影响进行综合评价, 针对衡山白果地区石膏矿的特点建立了评价指标体系, 并采用层次分析法确定各指标权重。将集对分析理论(SPA)用于石膏矿的地质环境影响评价中, 对12个矿山的20个开采区域进行了计算并与已有的矿山地质环境影响评估报告进行了对比分析, 发现两者对90%的被评价区域的评价结论是一致或者基本一致的, 证明了集对分析理论适合于石膏矿的评价。研究还表明, 集对分析使评价实现了定量化, 得出的结果更准确。这项研究为矿山地质环境影响评价及矿山安全管理工作提供了一条新途径。     

开采区矿山地质环境综合分级定量评价方法

以实现评价矿山地质环境为目的,提出开采区矿山地质环境综合分级定量评价方法。以非金属矿山为研究对象,针对其周边地质环境和生态环境,建立开采区矿山地质环境综合分级定量评价指标体系。采用模糊层次分析算法,对该指标体系内的一级指标和二级指标实施相对重要程度赋值计算后,通过GIS空间分析算法,分析开采区矿山地质环境综合等级赋值频率分布情况,确定矿山地质环境评价的分区阈值,得到开采区矿山地质环境综合分级定量分区结果。实验结果表明,该方法可有效评价非金属开采矿区地裂缝、含水层破坏、地形地貌景观破坏等二级指标等级,可依据二级指标评价结果评价其一级指标等级,具备较好的应用性。     

基于粗糙模糊集理论的采矿方法优化研究

针对传统采矿方法选择存在的弊端,将粗糙集理论与模糊集理论结合应用于采矿方法优化选择,提出液压支护长壁法开采缓倾斜薄矿体的新方法。将采矿方法优化评价结果作为决策属性,综合分析开采安全性、经济技术指标、环境友好等因素,选取11种影响因素作为条件属性,构建样本集合,建立了采矿方法优选指标体系、隶属度矩阵和权重系数矩阵,对拟定采矿方法进行定量分析;应用粗糙集理论中知识依赖性和属性重要性评价法,将模糊数学权系数的确定转化为粗糙集中属性重要性评价问题,从约简结果中提取判别规则,给出预测模型权系数计算方法,确定液压支护长壁式崩落法为最佳开采方案。结果表明,应用粗糙模糊集理论选出的采矿方法具有较强的适应性,达到了安全、高效、低消耗采矿的目的,提高了采矿方法优化选择的科学性和客观性,有较高理论与工程应用价值。     

采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术及应用

以淮北矿业集团拟建办公中心在采煤沉陷区进行建设为例,提出了针对老采空区的综合勘察技术;基于老采空区残余空间、破裂岩体裂隙分布规律、建筑荷载作用下老采空区的变形破坏规律及地表变形的时间效应,提出了采煤沉陷区建设用地地基稳定性评价方法;基于工程实践,提出了老采空区注浆治理的设计和检测方法,并初步形成老采空区治理效果检验标准;最终形成了包括老采空区勘察技术、采煤沉陷区地基稳定性评价技术、老采空区注浆治理技术、注浆效果检测及后评价技术的采煤沉陷区建设用地综合治理成套技术。该技术的应用为采煤沉陷区土地资源利用提供了新途径。     

煤矿塌陷水域水环境现状评价及综合利用分析

为了准确评价煤矿塌陷水域水质,采用主成分分析法和模糊综合评价法2种方法并进行改进,构建煤矿塌陷水域水质综合评价模型。选择了淮南潘集矿区14个大型塌陷水域,布设采样点对水质采样监测,综合评价塌陷水域水质污染现状。评价结果显示,改进后的主成分分析法计算的第一主成分方差贡献率显著提高,方差贡献率达98%;第一主成分方差贡献率大于85%,采用第一主成分所有指标作为模糊综合评价法评价因子,评价结果显示各塌陷水域受到了不同程度的污染。由于选取了统一的评价指标项,同类型塌陷水域的水质评价结果具有可比性,评价结果可以为合理规划利用塌陷水域水资源、建设淮南"平原水库"提供基础资料。     

多模型融合评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性

在我国华北型石炭—二叠系煤田中,煤层底板灰岩岩溶突水现象尤为突出。为准确地评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性,防治煤矿水害事故,实现承压水体上煤层安全开采。基于未知测度-集对分析理论,选用含水层厚度、单位涌水量、充水含水层渗透性、水压、断层影响因子、含水层厚度、含水层岩性组合特征以及底板破坏深度8个指标评价煤层底板灰岩岩溶突水危险性。采用有序二元比较量化法和区间数模糊决策矩阵EA-TOPSIS排序模型分别确定煤层底板灰岩岩溶突水主控因素权重。在此基础之上,基于冲突证据理论将二者进行耦合,得到煤层底板灰岩岩溶突水主控因素组合权重,保证了对动态模型指标相对重要性的有效评价。基于未知测度-集对分析理论,构建单指标直线型未知测度函数及非直线型未知测度函数,并以新汶煤田煤层开采为例,将30个监测点处实测的8个指标值代入,建立多指标综合测度矩阵。引入"置信度"评价准则判定样本数据X_i所属的危险性等级。并通过集对分析,进一步表征新汶煤田煤层开采过程中煤层底板灰岩岩溶突水风险总体态势。研究表明,评价结果与矿山实际情况相吻合。在此基础之上,依据搜集的大量华北煤矿突水案例,以其中典型的15个为例,将建立的模型推广到整个华北煤田底板突水危险性的评价。通过与矿井实际突水情况对比可以发现,模型确定的矿井突水危险性等级与实际相吻合,表明该模型对于评价整个华北煤田底板灰岩岩溶突水危险性具有一定的适宜性。     

采场回采未确知理论评价模型及应用

针对模糊数学、灰色理论、集对分析方法应用于采场回采质量评价时,存在评价空间不能有序分割,确定的指标权重受主观影响大的缺陷,运用未确知理论构建了采场回采未确知综合评价模型,实现了对采场回采质量优劣的准确、客观评价。采用CMS探测技术及SURPAC三维可视化工具,准确地获取了采场回采贫化率和损失率技术指标,并采用矿山信息系统提供的采场回采经济指标数据,构建了能较为全面反映采场回采质量的评价指标体系。运用构建的评价模型对某铜矿的10个采场回采进行了评价,结果表明,采用该模型对采场回采质量进行评价是有效的,评价结果符合矿山开采实际。     

基于集对分析—灰色关联理论 的采空区处理多属性方案综合评价

针对采空区处理方案中存在的多属性、不确定性等问题,构建了采空区处理多属性方案综合评价系统。基于集对分析理论,运用了对立统一的辨证观点,将确定性与不确定性因素相结合,分别建立评价集与指标集两集合的集对;利用灰色关联理论,分别对其差异度与同一度、差异度与对立度之间的关联度进行量化分析。通过实例分析,确定了采空区处理方案的等级;采用变异系数法确定评价指标的权重,选择最优方案。研究结果表明,该评价方法客观、全面、合理,可以在工程领域中应用并推广。     

基于组合权重—集对分析的地压风险预评估

复杂采动环境条件下,地压监测点位置直接影响到地压监测的效果及质量。为了科学合理选取地压监测位置,达到重点区域重点监测的目的,需要在地压监测前进行预评估。通过建立组合权重—集对分析的地压风险评价模型,以岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、地下水条件、结构面条件、开采环境因素等5项指标作为评判因素,结合熵权法和层次分析法,对地压风险进行评价,并通过罗河铁矿地压监测实例进行了评估验证。结果表明：5号和7号样本等级均为IV级,属于风险程度较高级别,与现场实际监测情况吻合。采用组合权重—集对分析模型可为地压监测关键区域的选取及监测点的布设提供较为客观合理的参考依据,也为采场地压预警提供了一条新思路。     

煤矿机修车间设备管理状况动态评估

为了有效测度车间设备管理的状况,以管理的全面性、准确性、及时性、有效性等为准则,综合考虑车间设备管理的过程和执行结果2个方面的内容,构建评价指标体系,并针对评价过程中的不确定性和动态性,提出了基于集对分析和马尔科夫链的车间设备管理状况动态评估方法。最后,通过一个实例,证明了该方法的有效性。