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。     

谦比西铜矿矿岩稳定性的模糊物元评价

基于模糊物元理论,选择合理的岩石稳定性评价指标,通过隶属度计算,建立了岩石稳定性评价的模糊物元模型。为避免权重确定的主观性,采用求和归一法来确定评价指标的综合权重,最后根据关联度计算结果及最大关联度原则,实现了对谦比西铜矿井下围岩稳定性等级的多指标综合评判。结果表明：采用模糊物元理论进行岩石稳定性评价是有效可行的,为岩体稳定性评价提供了一条新的思路。     

黄土沟壑区煤矿开采地面沉陷灾害危险性评价

为有效开展沉陷灾害防治措施,确保煤矿安全有序生产,将模糊层次分析法引入到沉陷灾害评价中,构建了黄土沟壑区沉陷灾害综合评价模型。该模型首先根据层次分析法确定各评价因子的权重,然后通过隶属度函数进行模糊综合评判,最终根据最大隶属度原则,对矿区沉陷灾害进行整体综合评价,获得合理可靠的评价结果。该方法以层次分析法确定权重,以模糊综合评判法选取合理的隶属度函数,综合考虑多因素、多层次的影响,使评价结果更加科学。采用所建立的模型对内蒙古某井工煤矿工作面进行综合评价,计算结果和矿区实际危险性情况吻合。应用表明,所建立的模糊层次分析法考虑了断裂活动、开采高度和地裂缝宽度等因素,并采用模糊综合评价对评价因子进行定量化处理以提高评价结果的准确性,在类似黄土沟壑煤矿区开采地表沉陷灾害评价研究中有推广应用价值。     

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。     

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。     

基于多指标的四川地区典型岩质边坡稳定性评价

针对岩质边坡稳定性评价的指标权重、隶属度分级等核心问题,提出了一种基于改进的熵权-模糊评判原理的评价模型。构建了涵盖边坡几何形态、岩土物理力学性质、岩层与结构面影响、水文气象条件、外界影响因素5大方面共12个影响指标的评价体系,建立了稳定性评价分级标准。对四川地区9个典型岩质边坡进行了稳定性评级,结果表明:外界扰动、年平均降雨量与内聚力在边坡稳定性评价中占主导地位,权重达34.87%,容重指标的影响最小,其权重仅为3.45%。改进的熵权-模糊评判模型不仅可以作为最大隶属度原则的一个补充,同时还可以对处于同一等级的边坡进行排序,可为合理地进行边坡稳定性评价提供参考和依据。     

模糊综合评价法在杨庄煤矿地质构造分类中的应用

本文采用模糊综合评价法对杨庄煤矿地质构造因素进行定量评价,通过构建各地质构造因素的隶属函数,结合各因素权重计算,按照最大隶属度原则得出结论,认为该矿地质构造类型为复杂。     

基于AHP-Fuzzy的首采区拉沟位置选择

通过层次分析法(AHP)构建首采区拉沟位置方案评价指标体系层次结构模型,确定各影响因素的权重。结合模糊数学(Fuzzy Mathematics)进行模糊综合评价,求得模糊综合评价向量,根据最大隶属度原则选择首采区拉沟位置。     

煤矿安全等级隶属度向量的离散化方法

针对模糊综合评判模型使矿山安全等级隶属度向量趋于均化的不足, 对安全评价的模糊模式识别模型进行了研究, 并对模糊综合评判模型进行了改进． 结果表明, 模糊模式识别模型并非在所有条件下都优于模糊综合评判模型, 其关键在于后者隶属函数的确定． 所构造的三角函数型隶属函数同样可使安全等级隶属度向量离散化, 且有可能优于前者． 给出了安全等级隶属度向量离散程度的评价指标．     

矿区可持续发展的模糊综合评价建模与系统实现

以可持续发展理论为基础,分析了矿区可持续发展的特征,以矿区资源、环境、安全、经济与社会为子系统,建立了矿区可持续发展的综合评价多层次结构体系。在此基础上,建立了矿区可持续发展模糊综合评价模型;利用专家咨询法确定各指标权重,通过改进传统的线性隶属度方法,采用模糊C-均值确定指标隶属度,进而计算矿区可持续发展程度。最后利用Matlab7.0和Vb6.0混合编程,设计开发了矿区可持续发展综合评价系统,以某矿区进行了实例分析,验证了该模型的可行性。     

基于未确知测度理论的巷道围岩稳定性研究

金属矿山地下围岩的稳定程度是矿山开采设计、安全生产的重要影响因素，而围岩稳定性受到多种因素影响和制约，且该类因素多具有不确定性、非线性和隐蔽性，无法进行定量表征，因此，给围岩稳定性评价带来了挑战。为对江西省某地下钽铌矿山围岩稳定性进行客观、准确评价，结合未确知测度理论的优点，构建了该矿山417 m中段围岩稳定性评价的综合模型。采用差异系数法对G_1法和熵值法计算出的主观、客观权值进行优化组合，确定评价对象的多指标综合未确知测度；结合矿山实际情况，考虑各影响因素，筛选出以岩石质量指标RQD、岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、地应力、隙壁状态和地下水状况6项因素作为评价指标；最后基于最小未确知测度距离判别准则，对该矿417 m中段围岩稳定性进行了评价，得出该中段围岩的稳定性等级为III级（基本稳定）的结论。研究结果可为该矿山后续开采设计和施工提供一定的指导。     

基于未确知测度理论的巷道围岩稳定性研究

金属矿山地下围岩的稳定程度是矿山开采设计、安全生产的重要影响因素，而围岩稳定性受到多种因素影响和制约，且该类因素多具有不确定性、非线性和隐蔽性，无法进行定量表征，因此，给围岩稳定性评价带来了挑战。为对江西省某地下钽铌矿山围岩稳定性进行客观、准确评价，结合未确知测度理论的优点，构建了该矿山417 m中段围岩稳定性评价的综合模型。采用差异系数法对G_1法和熵值法计算出的主观、客观权值进行优化组合，确定评价对象的多指标综合未确知测度；结合矿山实际情况，考虑各影响因素，筛选出以岩石质量指标RQD、岩石单轴抗压强度、岩体完整性系数、地应力、隙壁状态和地下水状况6项因素作为评价指标；最后基于最小未确知测度距离判别准则，对该矿417 m中段围岩稳定性进行了评价，得出该中段围岩的稳定性等级为III级（基本稳定）的结论。研究结果可为该矿山后续开采设计和施工提供一定的指导。     

基于多元数据归一化处理的破碎岩体质量分级

合理的岩体质量分级是地下金属矿山采矿及支护设计的重要依据。为了准确划分破碎矿体岩体质量分级,在工程地质调查及岩石力学试验的基础上,依次采用RMR、Q系统、BQ三种分类方法进行破碎岩体质量分级,并对多元数据进行归一化处理,从而得到改进的破碎岩体质量分级判定标准。结果表明,基于多元数据归一化处理的岩体质量分级方法适用于萨热克铜矿破碎矿岩体,矿体质量分级归一化平均值Z=0.57,综合判定为Ⅲ级（较接近于Ⅱ级）,属于中等稳固岩体。多类岩体质量分级方法的归一化处理可避免单一方法因参数选取误差而造成的失真,处理结果与工程实际一致性较高,适用于同类围岩质量分级评价。     

岩石质量模糊综合评价模型及应用

为了评价岩石的稳定性,基于岩石质量影响因素的不确定性,应用模糊数学方法,选取了能够间接反映岩石质量的6项主要指标,构建了影响岩石质量的指标体系。根据最大隶属度原则,采用模糊综合评价原理对6项指标进行评价和处理,得出了岩石质量的数学评价模型。在分别对不同部位的岩石样品的6项指标进行室内测试得到相关数据后,运用该模型对不同部位的岩石样品进行了评价,将结果与工程实际情况进行对比,结果表明,该模型的评价结果与矿区实际情况基本一致。证明了岩石质量模糊综合评价模型的科学性和可行性。     

基于相对隶属度模型的采空区协同前期评价

随着矿产资源的不断开发，采空区处理成为预防与控制空区灾害的关键，影响其危险性的因素较多且复杂，其中部分具有模糊性。目前空区安全性评价已多方面取得了理论与技术研究成果，但多数研究未 能从资源协调开采的角度开展。为此，在经济、安全、高效的原则下，针对采空区复杂性和危险性特征，以“协同开采”理念为基础，通过构建相对隶属度模型对采空区危险性进行协同前期评价，以便为后期空区协 同治理提供可靠依据。选取采空区埋深、跨高比、地下水、外围扰动、采空区跨度、围岩结构、RQD岩石质量指标、采空区面积、矿柱布置尺寸等9个特征参量，依据模糊数学理论，构建了相对隶属度矩阵，以广东某 矿区为研究背景，建立了采空区危险性评价模型，根据模糊数学理论计算出的特征量评价等级对采空区进行了危险性评价。结果表明：2#、3#、5#、6#采空区的危险性最高，与矿山实际情况相符合，据此可对空区危 险性进行协同前期预判，降低空区治理费用与安全风险度。同时应用该相对隶属度评价模型使各评价因素之间具有对比性，其模糊识别模型具有一定的数学和物理意义。     

矿区农地重金属污染风险评价——基于改进的模糊综合评价法

矿区是农地重金属污染的高发地区,科学评价矿区农地重金属污染风险对人类健康和生态环境十分重要.针对现行模糊综合评价法在隶属度函数选择和权重确定方面的不足,从重金属浓度与暴露危害之间关系出发,选用logistic函数分布替代常用的梯形分布作为隶属度函数;考虑到农用地土壤污染风险管控标准与土壤pH值有关,引入pH值变动系数,...     

基于模糊灰色系统的深部巷道围岩变形预测模型及应用

针对深部巷道围岩变形预测问题，建立了一种基于模糊数学理论及灰色理论的模糊灰色系统预测新模型。首先根据模糊数学理论，对监测的数据样本进行模糊化处理，采用不同时刻历史数据赋予不同的隶属度，并引入巷道围岩变形影响因素的权重参数，将数据序列转化为一个带权重参数的模糊序列，再利用灰色理论建立具有新陈代谢功能的深部巷道围岩变形的模糊灰色系统预测模型（FGM）。同时在Matlab平台上开发了深部巷道围岩变形的模糊灰色系统预测软件，并成功的进行了工程应用。