层次分析和隶属函数在采空区稳定性评价中的应用

为对安阳3个铁矿采空区的稳定性进行评价, 综合选取了8个评价指标, 采用层次分析法(AHP)确定指标权重, 根据模糊数学中梯形分布的隶属函数对应求出各指标的隶属度, 最后通过实例分析, 说明了该方法在评价采空区稳定性评价中的科学性和有效性,可对采空区防范措施的制定提供参考和决策依据。     

基于AHP和模糊数学方法的采空区稳定性评价

通过AHP和模糊数学方法建立了评价下向水平分层胶结充填法充填前采空区稳定性的评价模型。采用德尔菲法对采空区稳定性的影响因素进行了分析,构造了判断矩阵,通过层次分析法确定了各影响因素的权重;结合采空区四值逻辑评分表和定量表述的采空区灾害危险度的影响因素的隶属函数确定表确定了各影响因素的隶属度,建立了评判矩阵。并对某矿山采空区进行稳定性判断,最终得出该采空区稳定性为Ⅱ级,属于较稳定级别。     

基于组合赋权—SPA 的采空区围岩稳定性研究

为了准确评价采空区围岩的稳定性,降低围岩失稳事故发生的风险, 考虑评价指标不确定性和突变性 对评级结果的影响,提出了基于改进组合权重耦合 SPA 的采空区围岩稳定 性评判模型。 首先选取影响围岩稳定性的 11 个指标构建采空区围岩稳定性评价指标体系,通过引入欧式距离函数,确 保主、客观权重与折衷系数间的差异程 度,进而获得各指标的组合权重;然后利用 SPA 理论得到采空区围岩稳定性 评价指标的集对联系度表达式;最后根据 最大隶属度原则确定围岩稳定性等级。 以山西某矿的 3 个采空区为例,对 比分析预测结果与采空区围岩稳定性实测 结果。 结果表明:改进组合权耦合 SPA 的采空区围岩稳定性评价模型的评 价结果与实例应用结果一致,该模型较传 统 SPA 法准确性更高,计算结果可靠,能够为矿山施工决策问题提供理论依 据。     

小窑采空区变电站地基稳定性的模糊综合评价

小窑采空区工程地质条件复杂,失稳破坏因素众多,破坏现象严重,对处在小窑采空区的建筑结构进行地基稳定性评价,有着非常重要的研究意义与作用价值。该文基于模糊数学理论,建立小窑采空区地基的稳定性评价模型,该模型包含采厚比,岩土体类别、地表变形特征等指标。给出了评价模型的判断矩阵及相关指标权重的计算方法。运用评价模型对晋城某变电站地基稳定性进行了评价,构建隶属函数及评价矩阵,再利用层次分析法得出各评价指标的权重集。该模型系统性强、简捷、直观,分析结果与工程实际较为符合,有较强的实用性。     

基于云模型与模糊层次分析的老采空区建设场地稳定性评价

为科学合理评价老采空区上方建设场地的稳定性,基于云模型与模糊层次分析法（Fuzzy hierarchy analysis process,FAHP）,对武云高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价。首先,筛选出武云高速采空区路段建设场地稳定性的6个独立影响因素,分别为深厚比、覆岩强度、构造复杂度、水文特征、停采时间和相对位置,并分析了各因素对稳定性的影响机理,建立了适用于研究区域的稳定性评价模型;其次采用云模型确定了评价指标隶属度,有效避免了数据随机性和不确定性对综合评价结果的影响;然后基于模糊层次分析得出评价指标权重,可降低数据处理中主观因素影响,提高分析结果的可靠性;最后利用构建的模型对武云高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价。研究表明：所提方法的评价结果符合工程实际情况,为武云高速采空区路段的设计、施工与维护提供了支持。     

基于云模型与模糊层次分析的老采空区建设场地稳定性评价

为科学合理评价老采空区上方建设场地的稳定性,基于云模型与模糊层次分析法（Fuzzy hierarchy analysis process,FAHP）,对武云高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价。首先,筛选出武云高速采空区路段建设场地稳定性的6个独立影响因素,分别为深厚比、覆岩强度、构造复杂度、水文特征、停采时间和相对位置,并分析了各因素对稳定性的影响机理,建立了适用于研究区域的稳定性评价模型;其次采用云模型确定了评价指标隶属度,有效避免了数据随机性和不确定性对综合评价结果的影响;然后基于模糊层次分析得出评价指标权重,可降低数据处理中主观因素影响,提高分析结果的可靠性;最后利用构建的模型对武云高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价。研究表明：所提方法的评价结果符合工程实际情况,为武云高速采空区路段的设计、施工与维护提供了支持。     

基于PCA-RA和云模型的采空区建设场地稳定性评价

采空区地表的残余变形会给上方高速公路带来风险,严重威胁着其运营安全,精准评价采空区建设场地的稳定性对于上方高速公路规避风险具有重要意义。首先,利用主成分分析 残差分析（PCA-RA）对采空区建设场地稳定性的众多评价指标进行降维分析,提取出贡献率最大的几个主成分,能够消除评价指标之间的冗余,减少评价过程的工作量;然后采用云模型确定主成分的隶属度,并基于最大隶属度原则确定出建设场地的稳定性等级;最后引入模糊熵理论确定评价结果的复杂度,并将所建模型应用于渑栾高速公路采空区路段建设场地稳定性评价中。结果表明：①评价指标数据经主成分分析降维后,前4个主成分的累计贡献率为87.278%,能够完整地表征原始指标的信息;②渑栾高速采空区路段建设场地的稳定性状态以稳定、基本稳定为主。研究成果可为后期建设场地治理与监测提供理论依据,确保高速公路运营安全。     

基于变权靶心贴近度的采空区稳定性评价

为对采空区稳定性进行科学评价,建立了基于变权靶心贴近度的综合评价模型。首先,从采空区岩体质量、采空区参数和环境条件3个方面,选取了12个典型性影响因素,构建了采空区稳定性综合评价指标体系,并确定了指标分级标准;其次,应用变权重理论得到指标变权权重,通过建立区间关联函数,计算区间关联函数值和综合贴近度,并基于最大隶属度原则综合评价采空区稳定性状况;最后,以某地下铜矿3个采空区为研究背景进行相关计算,并与云模型和物元可拓评价模型的评估结果进行对比。结果表明:3个采空区稳定性分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅱ级,评估结果与实际情况相符,3种评价模型结果完全一致。研究表明,该模型在采空区稳定性评估方面具有适应性,计算过程相对简便、可操作性强,为采空区稳定性评估提供了新思路。     

基于改进层次分析法-可拓理论的采空区稳定性评估模型研究

为提高采空区稳定性评估精度,引入可拓理论,构建基于改进层次分析法-可拓理论的综合评价模型。从采空区岩体质量、空区参数和环境三个角度,选取了岩石抗压强度等12个指标建立了综合评价指标体系;采用改进层次分析法确定指标权重,并计算各层次指标关联度和综合关联度,基于最大隶属度原则判断风险等级;将建立的模型应用到某铜矿采空区稳定性评估中。研究表明,该模型评估结果合理可靠,为采空区稳定性评估提供了一种简便的方法。     

基于多源信息融合技术的采空区稳定性评价

为降低采空区稳定性评价结论的不确定性,构建了基于D-S证据理论多源信息融合的采空区稳定性评判模型。利用现场工程地质调查、室内岩石力学实验、数值模拟试验、采空区围岩体声发射监测等方法获取的共20种定量和定性的物理量信息,组成采空区稳定性评价多源证据指标体系。运用欧氏距离法确定各证据指标所属评价等级的质量分配函数,采用多比例两两对比法与熵值法确定各证据指标的权重,通过D-S理论对多源证据指标进行信息融合。根据融合结果计算出信任度函数并以此为依据确定采空区稳定性等级。以盘龙铅锌矿-70m中段5个采空区的稳定性分析为例进行了稳定性评价,评价结论与矿山工程实际相符,验证了多源证据指标体系评价方法的可行性和有效性,为采空区稳定性评价提供了一种新途径。     

采空区灾害危险度的模糊综合评价

运用模糊综合评价方法对采空区灾害危险度进行评价。将影响采空区灾害的水文地质因素、采空区参数、其它环境人为因素作为第一层加以考虑,在此基础上,确定了影响子因素,建立了数学模型。根据各因素所占权重及危险等级的隶属度获得模糊矩阵,从而求得采空区的危险度。     

某矿山采空区围岩和地表建筑地基稳定性分析

根据某矿山的采空区围岩的条件,建立三维有限元模型,运用三维有限元软件ABAQUS,对采空区围岩和地表建筑地基稳定性进行了数值分析,得到了采空区影响范围的位移场和应变分布规律。模拟结果表明,采空区存在破坏的可能。因此,对矿区内老采空区必须进行处理。同时结合采空区现状,建议中部采用粗骨料胶结充填,两翼采用尾砂胶结充填。     

邵东县石膏矿采空区地面稳定性评价及地质灾害防治对策

邵东县石膏矿长年开采且采空区未经处理, 总采空面积已达1.05 km², 采空体积371 万m³ 。针对邵东县石膏矿采空区顶板稳定性参数进行了计算, 指出全区34 个采空区都处于极不稳定到不稳定状态, 危险程度大, 并根据矿区实际提出了防治对策。     

我国金属非金属矿山采空区现状与治理对策分析

我国金属非金属矿山采空区规模巨大,情况复杂,安全隐患严重。根据对我国金属非金属大、中型矿山(区)采空区的调查,研究分析了我国金属非金属矿山采空区的现状、采空区的危害、存在的问题与原因,指出我国金属非金属矿山采空区隐患最严重的是建材和化工矿山所形成的连续分布的采空区(群);大中型采空区主要分布在有色和冶金矿山;热点矿区采空区安全隐患最严重,治理难度也最大;采空区治理的关键在于相关政策的制定和激励机制的形成,并从政策导向、技术保障和治理措施3个方面论述了治理采空区的对策与措施。     

武平紫金公司充填挡墙受力分析与厚度计算

武平紫金矿业有限公司井下空区多而乱,为了消除空区的安全威胁且更好的回收地下矿石资源,采用全尾砂胶结充填系统充填新旧空区。针对武平紫金公司-115m中段81-3空区,对所设置的1#、2#挡墙的受力特点进行分析和计算,并结合该空区情况,计算出所需挡墙厚度值,为矿山后续其他空区的充填挡墙设计提供参考借鉴。     

夹沟矿不同跨度采空区顶板的稳定性分析研究

采空区是影响矿山安全生产的主要危险源之一。夹沟矿采空区的节理调查表明,结构面是夹沟矿采空区顶板稳定性的主控因素。数值分析结果表明:夹沟矿采空区的顶板是不稳定的,顶板岩体容易发生垮落事故。     

金属矿山采空区形状分形特征探索

引入分形理论研究金属矿山采空区形状特征,采用计盒维数方法分别计算了四个不同矿山单个采空区一维边界线、二维区域、三维边界曲面以及三维空间体的分维数,研究探索得知单个采空区形状具有良好的分形特性,进而将单采空区分维值计算方法拓展至采空区群顶板分维值计算,研究证明采空区群顶板三维曲面形状也具有明显的分形特征。分维值是反映采空区复杂程度的定量参数,其为复杂采空区形状特征研究提供了一种新的方法,可供类似研究借鉴。     

矿柱重叠率对采空区稳定性影响分析研究

房柱法多层重叠开采的石膏矿,矿柱的重叠率是影响采空区稳定性的主要因素之一。介绍了房柱法开采重叠采空区的重叠方式、载荷传递规律及稳定性分析方法,并以某石膏矿采空区大面积坍塌事故为例,对事故原因进行了计算分析。重叠采空区稳定性研究结果表明,隔层顶板厚度越小,所要求的上下分层矿柱重叠率就越大;对于隔层顶板厚度较小的重叠采空区,如何保证矿柱的高重叠率是维持重叠采空区稳定的关键因素。     

三维空区自动扫描系统在露天矿山中的应用

以广东大宝山矿为例,在利用地质钻和潜孔钻对采空区进行钻探的基础上,通过在钻孔中下放三维激光扫描仪对空区进行扫描,获得矿山空区形状、方位、埋深等参数,为后续空区处理提供准确资料。实践证明,该方法无论对矿山现有规模的正常生产,还是对后续铜硫大开发项目的基建工程和正式运营均大有裨益,创造了巨大的社会经济效益。