废弃采空区地基稳定性极简评价指标体系构建

废弃采空区不良地基残余变形威胁其上方拟建工程的运营安全，对其开发利用前需进行地基稳定性评价，而当前地基稳定性评价指标体系中因素纷繁复杂且数量庞大，极易导致评价结果失去科学性和合理性。以河南古汉山矿和吴村矿废弃采空区上方的武云高速建设为例，基于研究区域的实际地质采矿环境，首先遵从唯一性、目的性、可行性和可观测性四大原则对初选指标进行定性筛选；其次，基于改进灰色关联度算法对定性筛选出的结果再次进行定量筛选，确定了煤层埋深、建(构)筑物荷载扰动深度与导水裂隙带垂向间距以及停采时间作为评价指标，进而构建了适用于武云高速建设地基稳定性评判的极简评价指标体系，通过引入效度系数和相关性系数分析了该指标体系的有效性和可靠性。研究表明：运用所构建的极简指标体系评价武云高速建设地基处于基本稳定状态，评价结果与其他指标体系的评价结果较一致，且由于所构建的指标体系仅含有3个主要指标，可极大减轻系统的计算负担，简化评估过程。     

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。     

采空区建设场地稳定性评价指标体系构建研究

评价采空区建设场地的稳定性是对建设场地开发利用的前提,而构建一套合理的评价指标体系是进行 稳定性评价的关键。 首先从水文地质因素、建设场地自身因素、外界环境因素三方面海量选取评价指标,并遵循唯一 性、目的性、可行性和可观测性原则对指标进行初次筛选;然后通过 R 聚类对评价指标进行分析,保证所筛选出的指 标能全面评价建设场地的稳定性;最后通过变异系数筛选出对稳定性影响最大的指标,从而建立了采空区建设场地 稳定性评价指标体系,并结合主成分分析与信息熵对评价指标体系的合理性进行检验。 将所建立的评价指标筛选模 型应用于渑栾高速采空区路段建设场地。 结果表明:① 采用 R 聚类和变异系数最终筛选出 9 个评价指标,从而建立 了采空区建设场地稳定性评价体系;② 所构建的评价指标体系用 28%的海选指标反映了 86%的原始信息,证明了指 标体系构建的合理性。 研究成果可为采空区建设场地的稳定性评价提供理论依据。     

煤矿老采空区上方高速公路建设场地稳定性评价

近年来,高速公路穿越煤矿老采空区的工程案例逐渐增多,如何保障车辆的运行安全是煤矿老采空区上方高速公路建设的关键问题。为此,以武云高速为例,首先选取6大因素、19个因子,构建了II级模糊综合评判模型,其次综合采用标度法和特征向量法确定评价因子的权重,而后结合德菲尔法和散点图法分析研究区域各评价因子的隶属度,最后对武云高速建设场地的稳定性进行评判。评判结果表明:研究区域处于基本稳定状态,通过采取简易抗变形设计即可保证武云高速公路的运营安全。研究成果丰富了煤矿老采空区上方高速公路建设的安全性评价体系,并为相关领域的研究提供了新思路,具有广泛的指导意义。     

采空区上方地表建筑物地基稳定性时空效应分析

由于地下矿体的开采,导致采空区上方地表及其附近出现沉陷变形,为防止损坏地面建筑物,需要对建筑物的地基进行稳定性评价。以玻璃工业园建筑工程地基稳定性的研究为例,利用采空区沉陷的时间效应、三带理论对采空区上方及附近地基的稳定性进行定性评价;应用概率积分法对采空区的沉陷变形及影响范围进行了定量评价,并对采空区上方建设建筑物提出了相应的安全保护措施。     

基于功效系数与改进AHP法的地下矿山采空区稳定性评判

研究采空区稳定性评价新方法或新模型对于提高采空区稳定性评判的可靠度、保证地下矿山的生产安全具有重要意义。选取工程地质环境、岩体质量、采空区几何参数和围岩应力四方面的因素作为采空区稳定性的主要影响因子,构建了地下矿山采空区稳定性评价指标体系。基于功效系数法原理,采用三标度改进层次分析法确定各评价指标的权重系数,建立了采空区稳定性评判分级新模型。将所建立的模型运用到盘龙铅锌矿采空区稳定性评价研究,评判结果与工程实际相吻合,验证了基于功效系数法的采空区稳定性评判分级模型的适用性和可靠性,为采空区稳定性评价提供了一种新方法。     

基于功效系数法和改进层次分析法的采空区稳定性评价研究

研究采空区稳定性评价新方法或模型对于提高采空区稳定性状况评判的可靠度、保证地下矿山的生产安全具有重要意义。选取工程地质环境、岩体质量、采空区几何参数和围岩应力四方面的因素作为采空区稳定性的主要影响因子,构建了地下矿山采空区稳定性评价指标体系。基于功效系数法原理,采用三标度改进层次分析法确定各评价指标的权重系数,建立了采空区稳定性评判分级新模型。将所建立模型运用到盘龙铅锌矿采空区稳定性评价研究,评判结果与工程实际相吻合,验证了基于功效系数法的采空区稳定性评判分级模型的适用性和可靠性,为采空区稳定性评价提供了一种新方法。     

采空区上方地基稳定性评价

 摘 要 为获得有效的老采空区地基稳定性评价方法,以淮北金岩、相南小区为例,根据收集的地质资料,应用概率积分法对采空区的沉陷变形及影响范围进行了定量评价;在结合建筑物荷载影响深度与老采空区冒落裂缝带发育高度相对位置关系的研究的基础上,对采空区上方地基的稳定性进行了定性评价,论证了在该小区建设建筑物的可行性;对采空区上方建筑物提出了相应的安全保护措施,为该小区建设提供了技术依据。     

渑栾高速采空区路段建设场地稳定性评价研究

针对老采空区上方建设场地在稳定性评价方面存在模糊性和复杂性的不足,基于三角模糊层次分析法与云模型,对渑栾高速采空区路段建设场地进行了稳定性评价研究。首先,顾及水文地质条件、开采技术条件、场地变形特征和外界扰动四方面因素,建立了老采空区上方建设场地稳定性综合评价模型;其次,考虑到评价过程的复杂性与不确定性,提出三角模糊函数的层次分析法用于确定各评价指标的权重;最后,采用云模型将研究区域各影响因素的评语集转换为云模型的数字特征,再结合评价指标的权重可以得出研究区域的稳定性等级。将研究成果应用于渑栾高速采空区路段建设场地的稳定性评价,结果表明：该区域路段建设场地主要呈稳定和基本稳定状态,据此提出了适用于渑栾高速采空区路段的路基、路面处治对策。     

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。     

高速公路穿越煤矿老采空区安全性评价程序、内容与方法

为了保障老采空区上建设高速公路的安全,规范化老采空区上高速公路建设安全性评价的作业流程,提出了一套适用于高速公路穿越煤矿老采空区安全性评价的一般程序。并对目前常用的评价老采空区上高速公路建设的方法作出详细的总结和分析,为不同采空区高速公路安全性评价方法的选择提供了理论依据。分析我国目前采空区上方高速公路治理对策,指出了注浆充填未必是煤矿老采空区治理的最佳方案,应结合老采空区稳定性的判定结果,选取恰当的老采空区治理方案及高速公路路基路面设计对策。研究成果为穿越煤矿老采空区的高速公路安全性评价提供了技术参考。     

基于逻辑回归-聚类算法的采空区危险等级评价模型

采空区危险性分级研究在矿山灾害防治和风险管理中具有重要意义。为克服传统采空区危险性评价指标繁多、计算复杂等问题，提出了一种采空区危险等级快速评价模型。基于110个采空区样本，将随机森林算法（Random Forest， RF）与递归特征消除理论（Recursive feature elimination， RFE）相结合，筛选出对采空区危险性分级信息量贡献较大的指标，克服传统评价指标繁多且不易获取的缺陷，实现采空区评价指标体系精简降维。基于逻辑回归理论得到采空区危险性概率模型，并应用K-means快速聚类算法求得采空区危险性概率的4个聚类中心点，耦合2种算法构建了采空区危险等级快速分级模型，以克服传统采空区危险性评价方法计算复杂、普适性差的缺陷。为验证该评价模型的有效性，基于混淆矩阵对评价模型的准确性进行了验证分析。研究表明：①RQD值、矿柱尺寸布置、岩体结构、采空区高度、地质构造、工程布置、地下可见水赋值为采空区分级评价中信息贡献量较大的指标；②模型分级准确率达到77.4%，第一类错误率降低至6.25%，危险采空区的预测准确率达到93.75%，评价结果可为采空区后续治理提供可靠依据。     

大型机械化作业下固体废物充填处理超大型采空区

针对超大型采空区传统处理方法具有成本高、技术难度大、安全风险大、效率低等不足，将固废资源利用与采空区处理有机结合，利用固体废弃物对大型采空区进行充填处理，并研究了充填工艺及安全控制方法。以福建龙岩某矿山为例，首先采用Mathews稳定性图解方法对该矿3个超大型采空区的稳定性进行了分析，认为采空区具备了进行大规模机械化充填作业的条件；然后对废弃物充填材料的性质及合理配比进行了试验，得到了建筑垃圾与尾矿砂的最佳配比（体积比）为5∶2；最后应用FLAC3D模拟方法分析了充填后的采空区对下部铁矿开采的影响，开采后顶板位移为5～8 mm、两帮位移为 2～4 mm，变形较小，采空区较稳定，通过对采空区处理费用及消纳建筑垃圾收入的综合分析，所提采空区处理方法的平均成本约9.13 元/m²，远低于其他采空区充填法。研究表明：采用大型机械化作业充填固体废物处理超大型采空区，有助于解决超大型采空区稳定问题，降低采矿成本，提高作业效率，满足非煤矿山超大型采空区处理和固体废物资源利用的实际需要。     

某铅锌矿近地表采空区稳定性分析及治理方案优化

为了确保近地表采空区下部矿体开采安全，避免近地表采空区崩塌导致地表塌陷，将广西某铅锌矿现存的6个近地表采空区作为研究对象，针对可能出现的矿柱、顶板垮塌，展开基于数值模拟的稳定性分析及治理方案优化研究。根据该矿矿体及围岩的岩体力学参数，利用3DMine及Midas GTS NX建立数值模型，通过FLAC3D进行模型重构与计算分析，依据数值模拟分析结论及矿区实际情况，提出2种局部充填加固的治理方案，并利用FLAC3D对各方案的治理效果进行了模拟分析。结果表明：方案一及方案二均能达到转移或减小采空区矿柱及顶板相应的最大主应力、剪应力及拉应力的效果，同时减小塑性破坏区的面积；方案二的较大尺寸支护结构较方案一能更好地转移或减小顶板的最大主应力、剪应力，故确定方案二为最优方案。     

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。