基于熵权-云模型的岩体质量分级研究

为对岩体质量进行评价,提出了采用熵权-云模型建立岩体质量评价体系。综合选择岩石单轴抗压强度、岩石质量指标、节理间距、节理条件、地下水条件和地应力等6个影响因子作为岩体质量评价的指标,建立了相应的评价指标体系;通过对各评价指标分级,确定云数字特征,在此基础上生成单指标评价云图,并计算指标确定度;采用信息熵理论确定各指标权重,通过计算综合确定度确定评价等级。将建立的熵权-云评价模型应用到某金矿矿区岩体质量分级工作中,并将分析结果与RMR法进行对比,结果显示两类方法的评价结果相符,说明熵权-云模型在岩体质量分级评价中具有一定的可靠性,为岩体质量分级评价提供了一条新思路。     

岩体质量可变模糊集评价模型研究及其应用

为提高岩体质量评估的精度,引入可变模糊集理论,建立基于改进层次分析法—可变模糊集的综合评价模型。首先,选取5个指标构建了地下矿山岩体质量综合评价体系,并对指标划分等级标准。其次,采用改进层次分析法确定指标权重,通过计算相对隶属度和综合隶属度,基于判断标准确定岩体质量。最后,将模型应用到三山岛金矿新立矿区-200 m中段岩体质量评估中。通过计算,综合隶属度为3.406,岩体质量为Ⅲ级,与实际情况相符合,且和云模型等其他评估模型计算结果一致。结果表明,基于改进层次分析法—可变模糊集的综合评价模型在岩体质量评估方面具有适用性,进一步拓宽了地下工程岩体质量评价的思路。     

基于博弈论-云模型的隧道围岩稳定性分析模型研究

为科学合理评估隧道围岩稳定性,考虑了隧道围岩安全具有随机和模糊性特点,引入云理论建立综合评价模型。首先,在分析和参考文献基础上,选取了6个影响因素,构建了隧道围岩稳定性综合评价指标体系。其次,基于三标度理论改进层次分析法确定指标主观权重,引入变异系数改进CRITIC法确定指标客观权重,采用博弈论确定指标组合权重;根据稳定性分级标准确定云的数字特征并生成了指标云图,分别计算各评估对象不同等级下的单指标隶属度和综合确定度,并基于最大隶属度原则确定等级。最后将模型应用到隧道围岩安全性评价中,并与可拓理论和属性识别评价模型对比,研究结果表明所建立的评价模型评估结果准确可靠、切合实际,对隧道施工具有一定的指导意义,为隧道围岩稳定性评估提供了一条可量化的新思路。     

基于岩体质量分级的地下矿山巷道支护设计

为提高岩体质量分级精准度,引入可拓理论,构建了基于博弈论-可拓理论的岩体质量综合评价模型,首先,选取RQD等6个指标建立了岩体质量综合评价指标体系,其次,采用G1法和熵权法分别确定指标主观权重和客观权重,并基于博弈论计算指标综合权重,通过计算综合关联度确定分级等级;最后,将所建立的模型应用到某地下矿山巷道岩体质量评估中。结果表明,该模型评估结果合理可靠,具有很强的适用性。基于岩体质量分级结果,进行支护方案设计,并采用FLAC~(3D)对支护方案进行模拟,结果显示重新设计的支护方案能有效控制围岩变形,获得了满意效果。     

充填管道失效风险的 VW-CM模型研究

充填管道失效具有随机性和模糊性特点。为定性分析充填管道系统可靠性,通过构建变权重理论（VW）和云模型（CM）的综合评判模型,选取 10 个影响因素建立指标评估体系,基于变权重理论计算指标权重,通过计算云的数字特征生成指标云图,实现充填管道风险等级与指标之间的相互映射与转化,通过确定单指标测度和综合确定度,基于最大隶属度原则,对大红山铜矿、河东金矿和新城金矿 3 个金属矿山充填管道失效等级进行了综合评判。结果表明：大红山铜矿、河东金矿和新城金矿风险等级分别为Ⅱ级、Ⅰ级和Ⅱ级,与实际情况相符,风险评价模型计算结果可靠;通过与主成分分析-BP 神经网络、PSO-SVM 和变异系数-TOPSIS 三种数学模型对比,发现评估结论完全一致,为充填管道失效风险评价工作提供了一条可量化的新思路。     

岩爆分级预测的粗糙集-多维正态云模型

准确有效的岩爆分级预测对避免或减少岩爆灾害具有重要意义。选取围岩最大切向应力σθ、岩石单轴抗压强度σc、岩石单轴抗拉强度σt和岩石弹性变形能指数Wet作为岩爆评价指标,将多维正态云模型作为岩爆等级的预测方法,利用粗糙集确定评价指标权重,以国内外15组岩爆实例作为模型构建样本,建立了粗糙集-多维正态云岩爆分级预测模型。首先采用模糊集聚类后再通过粗糙集逐级筛选评价指标的方法确定评价指标权重,根据多维正态正向云发生器计算得到评价指标的确定度;然后利用评价指标权重和评价指标确定度计算评价样本的综合确定度,根据最大隶属度原则,判定评价样本的岩爆等级。采用鑫华矿业矿岩样本对粗糙集-多维正态云岩爆分级预测模型进行了有效性验证,计算结果与工程实际相吻合,表明该模型具有较好的实用性。     

充填管道失效风险的 VW-CM模型研究

充填管道失效具有随机性和模糊性特点。为定性分析充填管道系统可靠性，通过构建变权重理论（VW）和云模型（CM）的综合评判模型，选取 10 个影响因素建立指标评估体系，基于变权重理论计算指标权重，通过计算云的数字特征生成指标云图，实现充填管道风险等级与指标之间的相互映射与转化，通过确定单指标测度和综合确定度，基于最大隶属度原则，对大红山铜矿、河东金矿和新城金矿 3 个金属矿山充填管道失效等级进行了综合评判。结果表明：大红山铜矿、河东金矿和新城金矿风险等级分别为Ⅱ级、Ⅰ级和Ⅱ级，与实际情况相符，风险评价模型计算结果可靠；通过与主成分分析-BP 神经网络、PSO-SVM 和变异系数-TOPSIS 三种数学模型对比，发现评估结论完全一致，为充填管道失效风险评价工作提供了一条可量化的新思路。     

岩质边坡稳定性评估的多维云模型

为了准确地评估岩质边坡的稳定性等级,针对边坡稳定性受众多评价因素影响,具有较强的随机性和模糊性特点,提出运用多维云模型理论,进行岩质边坡稳定性等级评估。从地形地貌、岩体环境特征、人工开挖、地震及气象水文5个大指标出发,选取14个因素作为岩质边坡稳定性等级评判指标。基于云理论,采用指标近似法得出云模型数字特征,综合各评判指标的相关度和信息量,结合改进CRITIC法确定评判指标权重,生成岩质坡稳定性等级评估的多维云模型。运用该模型,输入重钢集团西昌太和铁矿中的8组岩质边坡的指标实测值得到隶属于各标准边坡稳定性等级的综合确定度,依据最大确定度原则确定边坡稳定性等级。并将评估结果并与一维云模型、模糊评判法、CSMR法以及边坡的实际状态进行比对。结果表明,多维云模型应用于岩质边坡稳定性评估中更加高效,且准确度较高。     

基于博弈论综合评价云模型的露天矿边坡岩体稳定性分析

为了对露天矿山边坡稳定性进行可靠分析,从采矿地质、水文特征和工程施工3个层面选取14项评价指标建立稳定性评价体系,并基于博弈论构建露天矿边坡岩体稳定性综合评价云模型。以云南某露天矿边坡为工程案例,通过数学计算并评估其稳定性等级。结果表明:优化后的层次分析法能够明显改善主观权重的计算精度;选取的模型评价指标符合工程实际需要,且具有良好的独立性与代表性;博弈论可以较好地求出评价指标的综合权重,云模型能够逐级分析出各层指标与稳定性等级的相关程度,并根据最大隶属度原则,得出露天矿边坡岩体稳定性等级;结合现场实测,相较于传统评价模型,基于博弈论综合评价云模型适用性较好,分析结果准确可靠,能够为类似采矿地质条件矿山边坡岩体稳定性分析提供一定的理论参考。     

基于Game theory-VF模型的尾矿坝体稳定性理论研究

为提高尾矿库稳定性评估工作精准度,将可变模糊集理论引入尾矿库稳定性评估中,建立了基于博弈论-可变模糊集的综合评估模型。在综合考虑了尾矿库失稳原因及自然、管理等6个方面因素的基础上,选取了17个指标构建了综合评价指标体系;采用G1-CV法分别确定指标主观权重和客观权重,并基于博弈论计算指标综合权重,通过计算单指标相对隶属度和综合特征值,对河南省栾川县3个尾矿库进行稳定性等级评估,并与云模型和云物元理论评估结果相比较。结果表明:建立的综合评价模型评估结果合理可靠,与实际情况相符合,为尾矿库稳定性评估工作提供了一种新方法。     

岩体可爆性分级的PSM-CM方法

针对岩体可爆性分级中尚未解决的模糊性与随机性问题, 结合乘积标度法(PSM)和云模型(CM)理论, 提出了一种岩体可爆性分级的PSM-CM方法。选用岩石容重、抗拉强度、冲击动载强度和完整性系数作为分级指标, 依据分级标准, 计算各指标隶属于不同等级的云模型参数, 通过正向高斯云发生器, 求得实测样本指标值各等级确定度, 再结合基于乘积标度法得到的各指标权重, 计算样本综合确定度, 根据最大综合确定度隶属等级确定岩体可爆性级别。该方法能解决可爆性分级中诸多因素的不确定性问题, 还可对同一等级的岩体可爆性大小进行排序。将该方法应用于贵州某磷矿山岩体可爆性分级中, 结果表明, 该方法具有较高的准确性和可靠性, 可在工程实际中推广应用。     

边坡稳定性评价的组合赋权博弈论云化物元模型

针对露天矿山边坡工程稳定性具有模糊性和随机性特点,为解决研究过程中单一的主客观赋权法计算的权重失衡进行影响评估结果可靠性的问题,提出了博弈论与云化物元相结合的露天矿山边坡稳定性综合评价方法。从岩体力学性质、环境条件和工程条件3个方面,选取了12个因素,构建露天矿山边坡稳定性综合评价指标体系,建立边坡稳定性评估的博弈论-云化物元综合评估模型;将所建立的综合评价模型应用到3个露天矿山边坡稳定性评估中,采用G1法和改进CRITIC法分别计算指标主客观权重,并基于博弈论思想确定指标综合权重;根据云化物元模型原理,计算单指标关联度和综合关联度,基于最大隶属度准则,对边坡稳定性等级进行综合分析判断,并将评估结果与未确知测度和属性测度模型评估结果进行比较来验证模型准确性。研究表明,3个露天矿山边坡稳定性等级分别为Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅲ级,与实际情况相符,且3种评估模型评价结果完全一致,验证了博弈论-云化物元模型在露天矿山边坡稳定性评估的适用性。     

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。     

基于云物元模型的煤与瓦斯突出危险性评估模型研究

为准确预测煤与瓦斯突出危险性等级,建立了改进层次分析法-云物元的综合评估模型。首先,选取了开采深度等5个指标构建了煤与瓦斯突出危险性综合评价指标体系;其次,采用改进层次分析法确定指标权重,对指标进行等级划分,计算单指标确定度和综合确定度,基于最大隶属度原则,判断综合评价等级;最后,将所建立的模型应用到某煤矿煤与瓦斯突出危险性评估。研究结果表明:该研究所建立的危险性评估结果可靠,进一步拓展了煤与瓦斯突出危险性评估思路。     

基于组合权重的地下矿山岩体质量可拓评价方法

针对传统评价方法所存在的缺陷, 运用可拓工程方法, 在物元理论和可拓数学理论的基础上建立了岩体质量评价的物元模型, 并采用引入了距离函数的组合赋权法计算物元模型中各评价指标的权重。研究结果表明: 组合赋权法将层次分析法计算的主观权重和熵权法计算的客观权重结合起来所确定的组合权重科学合理; 另一方面, 岩体质量的可拓评价不仅能较好地反映岩体的质量等级, 还能反映岩体质量等级的程度以及与其他质量等级的“距离”, 具有较好地适用性。通过实际矿山岩体质量等级的关联度计算, 对新田岭钨矿小板垅矿段和金猫矿段矿岩及围岩岩体质量进行了可拓学评价, 评价结果与现场实际相符。     

基于熵权-理想点法的近海矿床岩体质量评价研究

为对近海矿床岩体质量进行科学合理的评价,本文基于理想点法和信息熵确定权重的基本理论,在综合考虑岩体质量主要影响因素的基础上,选择5个因素作为岩体质量的分级评价指标,结合熵权理论确定各分级指标的权重系数,建立地下工程岩体质量评价的熵权-理想点法评价模型。将该评价模型应用于三山岛金矿西南巷-165m中段的岩体质量等级分级中。其研究结果表明,模型的预测结果与工程岩体的实际情况吻合,运用熵权-理想点法进行岩体质量的评价研究是合理可行的,具有重要的工程实际意义。     

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。     

基于漂移度-未确知测度模型的煤层注水效果评价

煤层注水效果直接影响到矿井的防灾减灾和高效生产。 为了准确评价煤层注水效果,将 未确知测度理论与漂移度组合赋权原理相结合,建立漂移度－未确知测度评价模型。 运用未确知 测度理论构建各指标未确知测度函数,以获得单指标测度评价矩阵;利用漂移度确定组合赋权中 权重系数的分配,得到更为精准的指标组合权重;依照置信度识别准则,通过多指标综合测度评 价向量进行等级判定,并利用样本等级期望和等级测度细化评价结果。 以采煤工作面煤层注水 工程为例,对其注水效果进行评价并与已有评价方法对比,该模型评价结果更加符合实际情况, 有效克服了指标等级区间划分、权重系数分配等不确定信息对煤层注水效果评价的影响,为煤层 注水效果评价提供了一种新的思路和方法。     

基于改进物元可拓法的滨海金矿涌水风险评估模型研究

针对滨海金矿涌水具有随机性和不确定性的特点，引入物元可拓模型，建立综合评价模型。首先，考虑了工程地质和水文地质两个方面，选取包括RQD值等10个指标构建了滨海金矿涌水风险综合评价指标体系；其次，采用改进层次分析法和改进CRITIC法分别确定指标主观和客观权重，基于博弈论计算指标的综合权重，通过计算指标层、准则层和指标关联度和综合关联度，基于最大隶属度原则，判断最终的风险等级；最后将模型应用到三山岛金矿涌水风险评价中，并与云模型评价模型结果对比。研究表明，建立的综合评价模型与云模型理论评估结果一致，且与现场调研情况相符合，计算结果合理可靠，可以为滨海金矿涌水风险评估提供一条新思路。     

基于变权与正态云理论的煤矿安全评价及应用

为准确对煤矿安全状态作出客观评价,综合考虑评估过程中指标的模糊性和状态随机性,构建基于变权与正态云理论的煤矿安全状态评估模型。结合正态云的数字特征量期望、熵、超熵组成的特定结构函数确定安全状态评判矩阵,得出各评价指标隶属于不同等级的确定度。同时为了避免常权方法确定权重的局限性及突出关键指标对综合评判结果的影响,引入变权理论对常权权重进行处理得到变权。结合实例研究,发现基于变权云理论评判方法对取值较差的指标作用不会被其他指标作用中和,可以有效地反映煤矿的真实安全状态,能够为煤矿的安全风险预测提供了一种技术途径。