基于未确知测度理论的石英脉型钨矿山采空区稳定性评价

采空区是地下矿山重大安全隐患源,其稳定性是行业科技工作者关注的焦点。以石英脉型钨矿山采空区稳定性评价作为研究对象,基于未确知测度计算理论,构建了适用于脉型矿床的采空区危险性评价体系及分级标准,并应用于矿山评价实践。结果表明：浅孔留矿法单脉开采空区稳定性普遍优于阶段矿房法脉带开采空区,矿柱的回收极大地加速了空区的失稳破坏;评价结果与矿区实际情况吻合度高,可为矿区采空区处理与残矿回收提供指导意见。基于未确知测度理论的空区稳定性评价为石英脉型钨矿山采空区稳定性评价提供了一种新的途径。     

基于未确知测度理论的保安矿柱安全性评价

为了保证谦比希铜矿露天转地下开采过程中所留设的保安矿柱的稳定性,结合矿山开采技术条件和工程地质条件,并根据数值模拟计算的结果,以未确知测度理论为基础,选取保安矿柱厚度、抗压强度、抗拉强度、露天坑深度、节理分布、地下矿采矿方法、露天坑积水共7个主要影响因素作为评价的指标,引入信息熵理论,建立未确知测度模型,对谦比希铜矿露天转地下开采保安矿柱的安全性进行分析。结果表明,应用未确知测度理论对保安矿柱的稳定性进行评价是可行的,可为矿山进行安全生产提供参考。     

基于改进未确知测度理论的矿床开采方式优选

为了判定矿床最优开采方式,基于改进的未确知测度理论,从环境、工程及技术经济等3个方面选取评价指标,建立矿床开采方式的未确知测度优选模型。该模型综合考虑矿床开采方式的影响因素,依据实际情况,对其进行定性定量分析,并引入博弈论计算各因素的综合指标权重,从而降低评价结果主观性,同时考虑了专家的经验因素,参考置信度识别准则进行等级判定,最后得出开采方式评价结果。结合国内某矿山实例,运用其对该矿床开采方式进行评价。研究结果表明：该矿山开采方式评价等级为Ⅱ级,与实际相符。     

基于未确知测度理论评判模型的岩爆倾向性预测

随着钨矿山的深部开采,各类地压问题也不断出现,特别是作为高地应力条件下的岩石能量释放方式之一的岩爆现象更为多见,岩爆倾向性预测评价是矿山安全的重要内容。采用未确知测度理论与熵值法相结合的方法进行岩爆倾向性预测。根据岩爆倾向性的影响因素和分级标准,运用未确知测度理论建立了地下矿山岩爆倾向性预测评价指标的未确知测度函数,用熵值法确定评价指标的权重,依据置信度识别模型对地下矿山岩爆倾向性预测进行评价,并结合实例进行了对比分析。研究结果表明,该方法为地下矿山岩爆倾向性预测评价提供了一种新方法。     

黄土坡铜锌矿采空区探测及稳定性分析研究

地下采空区的存在是影响矿山生产开采安全的重要因素,传统的空区探测技术已难以满足矿山的探测要求,而三维激光扫描技术因其劳动强度小、探测安全性高等优点已成为地下空区探测的重要方法。以黄土坡铜锌矿采空区探测及稳定性分析为研究对象,在对采空区进行三维激光探测后,运用Dimine软件构建了空区的三维实体模型,并借助FLAC3D软件对其稳定性进行了分析,发现南部采空区上覆岩层呈现出崩落量增大的趋势,而北部采空区则存在发生冲击地压的可能性,因此需要对北部采空区进行空区处理。研究结果对矿山的灾害防治提供了基础数据,且研究方法对其他矿山的空区探测及其稳定性分析具有一定的指导意义。     

模糊综合模型在采空区稳定性评价中的应用

采空区稳定性影响因素众多且相互作用关系复杂,基于模糊数学理论,对采空区稳定性等级进行定量评价。从岩体质量、采场结构特征和工程环境等3方面入手,将采空区稳定性影响因素细分为3大类共13个指标,构建采空区稳定性评价指标体系。通过构建指标因素集、权重集和评价集,建立采空区稳定性模糊综合评价模型。以某地下开采金矿为对象,应用模糊综合模型对其-200 m中段采空区稳定性分级。对象采空区中有5个被划分为Ⅲ级(中等稳定),1个为Ⅳ级(不稳定)。评价结果与现场实际情况相符,验证了模糊综合评价模型的有效性。     

基于改进熵权法—未确知测度模型的黄金洞尾矿库综合安全评价

针对尾矿库安全评价中存在的不确定性问题,以黄金洞尾矿库为例,引入未确知测度理论,分析评价对象与评价指标之间的关系,建立一个包含5个影响因素和18个影响因子的尾矿库综合安全指标评价体系,结合基于层次分析法—熵权法综合确定指标权重,构建基于改进熵权法—未确知测度模型。根据该模型的指标评价体系和分级模式确定指标测度函数,代入各指标实测值,得出多指标综合测度向量,并借助置信度识别准则准确判定尾矿库安全等级和各指标未确知测度重要度。结果表明：黄金洞尾矿库安全等级为Ⅱ级,尾矿库处于较安全状态。经比较,指标测度重要度从大到小为地基沉陷（B₃）>洪水漫顶（B₁）>安全管理（B₄）>坝体溃坝（B₂）>自然因素（B₅）,可知地基沉陷对尾矿库安全影响程度最大,应加强对地基沉陷的管理。基于改进熵权法—未确知测度模型得到的评价结果与实际结果相吻合,为尾矿库安全性评价提供了一种可行的方法。     

基于可变模糊集理论的采空区围岩稳定性评价

应用可变模糊集理论,建立矿山采空区围岩稳定性可变模糊综合评价模型,初步探讨了影响采空区围岩稳定性的评价指标以及稳定性分级标准,并结合某矿山采空区实例对稳定性评价的结果进行了对比验证分析.结果表明：在3种权重向量下,样本级别特征值向量均隶属于3级,即该采空区围岩稳定性等级为第3级（稳定性差）.     

金属矿山地下采空区问题研究现状与展望

为了系统研究金属矿山地下采空区所面临的问题与解决措施,从地下采空区的探测技术、稳定性评价技术、治理技术及监测技术等方面进行综合评述,阐述了采空区关键技术的研究现状及存在的不足。研究指出,以空区智能综合探测为基础,通过智能算法、工程可靠性等现代科学稳定性分析方法,结合矿山地质采矿工艺等实际情况,加强采空区信息化与智能化监测,是现阶段空区治理的有效措施。同时提出,今后研究的重点方向:(1)以大数据为基础,人工智能算法为核心,可靠度为保障,对采空区问题进行全面、客观、准确地分析研究;(2)研究深部多介质、多场耦合作用下采空区顶板及围岩稳定性控制方法;(3)构建非线性空区稳定性分析模型,加强对采空区稳定性在线监测预警方法研究,实现空区监测数据与在线分析管控平台的动态模拟;(4)引进灾害链理论,构建采空区链式效应理论模型,从源头上实施断链减灾,提出可靠的采空区治理技术;(5)制定相应规范或通用技术标准,为采空区治理提供指导。     

基于组合预测与变精度粗糙模糊集的采空区稳定性评价

为了准确评价矿山采空区稳定性,分析其影响因素,结合采空区顶板下沉位移前期检测数据,先利用组合预测理论对顶板下沉位移的多种模型预测结果进行了组合,然后根据组合预测值对采空区稳定性进行评判。以采空区稳定性评价作为决策属性,以其影响因素作为条件属性,利用变精度粗糙模糊集对采空区稳定性评价知识系统进行概率决策分析,得到13条β为70%的β-约简概率决策规则。结果表明：对于该矿山而言,采空区面积、地应力大小和临时支护方式是评判采空区稳定性的决定性影响因素,所得概率决策规则的分类质量为62.96%,分类质量较高,可为采空区稳定性判定及规律分析提供参考。     

基于相对差异函数的金属矿采空区危险性识别

为了经济合理地治理金属矿采空区,建立了相对差异函数的采空区危险性识别模型。首先建立含14个指标的采空区危险性识别指标体系,并采用相对差异函数确定评价指标对评价级别的相对隶属度和熵权法、层次分析法（AHP）确定评价指标的组合权重;然后计算采空区危险性对评价级别的综合相对隶属度和级别特征值;最后根据级别特征值的平均值确定采空区的危险性级别。将该模型运用于某锡矿山8个采空区的危险性评价识别中,确定了各采空区的危险性级别,识别结果与未确知测度理论法识别结果相一致,符合现场实际。研究结果表明：该模型可通过自身参数的4种组合来提高采空区危险性识别结果的可靠性,为采空区危险性识别提供了一种新的方法。     

上覆公路浅埋采空区群稳定性数值模拟

某采石场开采形成了浅埋采空区群，且空区群上覆有一条县级公路。为确保上覆公路和采石场的安全运行，对采空区和上覆公路的稳定性进行了综合分析。首先，对采空区现状、工程地质和水文地质进行了调查；通过开展现场点荷载试验和室内岩石力学试验，获得了围岩的基本力学参数；随后，采用Heok-Brown准则及其强度参数的估计法，将岩石力学参数转化为岩体力学参数；接着，基于转换的力学参数，利用FLAC^3D数值模拟软件对采空区和上覆公路进行了模拟分析，并探讨了采空区及行车荷载对上覆公路的影响。研究结果表明：采空区处于稳定状态，对上覆公路影响较小；公路总体稳定，但公路与采空区的相对空间位置引起的地表不均匀沉降带来的局部离层对于公路有一定的危害。根据分析结果，建议充填4#采空区以降低采空区暴露面积，减少采空区分布的不均匀性以减少对公路离层区的影响，对于公路的局部离层区可采取注浆加固。     

基于变权联系云的采空区稳定性二维评价模型

针对采空区稳定性评价具有模糊性、随机性以及评价指标等级呈有限区间正态分布等问题,考虑评价指标值突变对评价指标权重的影响,提出了基于变权联系云的采空区稳定性二维评价模型。首先选取12个评价指标构建采空区评价指标体系,并通过各指标联系云图反映其实际分布情况;然后利用博弈论和变权理论得到变权权重;最后计算采空区各评价指标对应等级的确定度和采空区的综合确定度,并根据最大隶属度原则确定采空区稳定性等级。为解决指标等级归属不一致的问题,引入模糊熵作为第二维评价系统,以表征采空区稳定性的复杂度。结果表明:变权联系云模型评价结果与实例应用结果一致,验证了该模型的可行性与合理性。     

复杂采空区群稳定性数值分析及安全分级评价

采空区已成为影响矿山安全生产的重大隐患。为了准确分析复杂采空区群的稳定性,加强矿山对采空区群的安全管控,基于某矿山采空区群精细探测数据,采用Geomagic、Midas GTS与FLAC3D的耦合建模以及数值模拟分析方法,对复杂采空区群进行稳定性分析;同时,以采空区类型、岩石抗压强度和暴露面积等16项指标建立了复杂采空区群的安全分级评价体系,开展了复杂采空区群安全分级评价。结果表明：大矿体采空区上盘及东南方向顶板存在垮落隐患;五盘区采空区西北方向顶板“跳板状”围岩在残矿回采过程中将发生大幅形变;主采区各采空区相隔的间柱存在较大的应力集中现象。结合采空区安全分级评价结果,提出了各采空区的处理措施建议。研究结果为同类矿山的采空区稳定性分析和安全分级评价提供了借鉴。     

大规模采空区治理与关键单体数值模拟研究

采空区地压引发的围岩大面积冒落、岩层移动及地表塌陷问题严重危及着大多数矿山的安全生产,致使原始的采矿环境急剧恶化、矿产资源浪费严重。通过现场调查发现,由于历史的原因,海沟金矿浅部中段存有较大范围的大规模采空区群,且多数采场间柱、顶底柱现阶段均已发生变形破坏,部分采空区之间在水平方向、垂直方向均有相互贯通,对矿山的生产运行形成了极大的威胁。通过对重点区域内采空区稳定性与危害程度进行分析,结合矿山长远发展、区分轻重缓急,提出并制定了采空区关键单体的治理方案,采用FLAC~(3D)数值分析软件对治理方案的岩体力学行为特征进行模拟计算,验证分析其实施方案的有效性和科学性,为采空区治理工作提供必要的技术支撑。     

采空区失稳辨析的RS-CPM方法研究及应用

采空区稳定性受静态和动态等多种因素影响,且破坏机理复杂,为了有效辨识金属矿山采空区危险性等级,研究采取了基于粗糙集和突变级数的采空区危险性辨识（RS-CPM）方法。根据突变级数法将选取影响金属采空区稳定性的6个主要因素,即抗拉强度、泊松比、采空区体积、采空区宽高比、埋藏深度和空区群影响系数等构建起具有3个层次的辨析指标体系。根据粗糙集理论确定各个层次指标的相对重要性并进行排序,运用突变理论计算得到突变级数值,从而实现对采空区危险性的辨析。实际应用表明,该模型的辨析结果与实际情况相吻合,因而为金属矿采空区的危险性辨析提供了一种新方法。