缓薄矿床沿倾向最优采深研究

当井田沿矿床走向展布时,缓倾斜矿床沿倾向的最优采深,不仅决定了矿块的宽度,而且决定了矿床开拓的阶段高度。针对缓倾斜薄矿床阶段高度优化特征,以鄂西铁矿为研究对象,采用线性回归和有限方案比较法,分别建立了阶段高度与基建成本、矿石运输成本、通风成本和排水成本的函数关系,得出阶段高度与吨矿石成本呈二次函数关系。研究表明,当井田走向长度为1 000 m,矿体厚度为3.7 m,矿体倾角为8°时,阶段高度取23.625 m,单位矿石开采成本最小。实际生产过程中,可确定阶段高度为20～25 m。     

缓薄矿床最优井田长度研究

大区域分布的缓薄矿床是一特殊的开采对象,其井田长度的最优划分是研究较少的技术经济问题。以鄂西官店铁矿为研究对象,在满足安全生产的前提下,以降低矿石生产成本,保证经济效益最大化为原则,采用有限方案比较法,探讨了井田最优长度划分问题。研究中分别对井田长度500,1000,1500和2000 m 4种方案的开拓工程成本、矿石运输成本、通风费用、排水费用等进行了分析比较。结果表明,井田长度1000 m为最优长度,该结论对类似矿床开采有一定借鉴意义。     

基于EAHP的尾矿库溃坝风险多级模糊综合评价研究

针对尾矿库溃坝风险评价中存在群决策的主观随意性和语言模糊不确定性等问题，建立了基于可拓层次分析法（Extension Analytic Hierarchy Process， EAHP）的尾矿库溃坝风险多级模糊综合评价模 型。采用可拓区间判断矩阵全面客观地描述了各位专家对该尾矿库溃坝风险评价指标权重的模糊意见和偏好，利用各位专家与专家组意见的偏差比重确定各位专家的重要性系数，并引入一致性系数[α]和[θ]处理可 拓综合区间判断矩阵R，进而确定指标权重系数[ωj]，凸显了各位专家在尾矿库溃坝风险群决策中的不同作用，简化了可拓区间判断矩阵一致性检验过程，提高了指标权重的准确性。将建立的尾矿库溃坝风险多级模 糊综合评价模型应用于杨家湾尾矿库溃坝风险评价中。评价结果表明：该尾矿库的溃坝风险等级为安全，且坝体失稳和洪水漫顶对该尾矿库的安全影响较大，与杨家湾尾矿库日常管理的实际情况相符。该方法有效解 决了尾矿库溃坝风险分析中的权重群决策问题，既避免了专家意见的遗失，又降低了专家主观判断的随意性对评价结果带来的不利影响，提高了尾矿库溃坝风险分析的有效性。     

晒旗河磷矿掘进巷道工作面钻孔卸压参数优化

岩爆是困扰晒旗河磷矿安全开采的主要技术难题,该矿钻孔卸压参数与围岩应力分布不匹配,卸压效果有待提高。以该矿+80 m工作面为研究对象,采用数值模拟对掘进巷道工作面不同钻孔卸压参数下巷道围岩的应力和弹性能变化情况进行分析,探寻最优的卸压钻孔参数方案。引入谷-陶岩爆判据,计算最大主应力和单轴抗压强度的比值,评价卸压钻孔参数优化前后的岩爆等级,验证钻孔卸压效果。研究结果表明:随着钻孔深度的增加,巷道围岩应力先减小后增大,当钻孔深度为10 m时,围岩应力和弹性能最小;在保持钻孔数量不变的情况下,钻孔间距过小,钻孔周围形成的卸压区域重叠,整体卸压范围受限,钻孔间距过大,每个钻孔间形成的卸压区域无法起到协同卸压作用。卸压钻孔参数优化后最大主应力下降了14 MPa,岩爆风险等级由中等岩爆降为无岩爆。研究结果可为鄂西地区类似矿山卸压钻孔参数的选用提供参考。     

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。     

复合岩样中单裂隙几何特征对其破坏模式及强度的影响

大量矿山岩体工程中广泛存在着不同性质岩石相互接触,局部构成了典型的复合岩体,复合岩体的破坏相对于单一岩体更为复杂,为探究复合岩体中裂隙几何特征对其整体破坏模式及强度的影响,对含单裂隙的复合岩样进行了单轴压缩模拟试验。结果表明:在单轴压缩条件下,裂隙倾角或长度越大,复合岩样中力学性能相对较弱一侧的裂隙扩展尤其是反翼扩展范围越小,其破坏模式呈现出"X"→"y"→""的过渡变化特征;复合岩样整体强度与裂隙长度、裂隙倾角分别呈现出线性负相关和"S"型非线性正相关,而对于裂隙平行于轴向荷载的复合岩样,其整体强度与完整复合岩样整体强度较为接近,研究结论在一定程度上揭示了复合岩样的破坏过程,能够为复合岩体工程的加固提供理论支撑。     

采用区间数排序的采矿方法优选模型及其应用

针对采矿方法优选多属性决策中评价指标权重值难以确定和区间数排序难的问题,通过统计分析大量专家评价指标及其权重值,提出了基于专家经验统计的评价指标区间数权重值确定法;定义了有限个区间数排序时的目标区间数,解析了基于高斯平面直角坐标系的区间数与目标区间数二维关系.在此基础上,基于平面几何和极限的原理,定义了可实现对有限个区间数及同中轴区间数排序的区间数优势度函数,进而给出了该基于二维信息的区间数排序方法在多属性决策中的应用步骤.最后,通过采矿方法优选多属性决策实例验证了该方法的可行性和有效性.     

基于未确知测度的大冶铁矿接触带巷道稳定性评价

接触带巷道稳定性影响因素及破坏机理存在不确定性,其准确评价直接影响着矿山的安全高效开采。为了提高接触带巷道稳定性评价的针对性,采用未确知测度理论,构建了接触带巷道稳定性评价指标体系并分级,建立了接触带巷道稳定性评价模型。以大冶铁矿尖林山-90 m水平的4条接触带巷道为研究对象,对其进行稳定性评价。结果表明:接触带巷道R_(01)、R_(03)和R_(04)的稳定性程度为Ⅱ级,R_(02)的稳定性程度为Ⅲ级,且稳定性程度从大到小的接触带巷道排序依次为R_(04)、R_(01)、R_(02)、R_(03);评价指标中巷道支护效果、矿岩接触面倾角、巷道埋深属于敏感性评价指标;采用未确知测度理论评价接触带巷道稳定性是可行的,为接触带巷道稳定性评价提供了一种新思路。     

安全阶段高度对多层矿床采矿方法选择的影响分析

多层排列矿床相邻矿层间的扰动影响直接关系到采矿方法的选择。根据多层矿床的赋存状态和开采特征,分析缓倾斜、倾斜、急倾斜多层矿床相邻矿层间的扰动影响关系,建立多层矿床安全阶段高度与矿层间距、岩石移动角和矿层倾角等赋存因素之间的解析关系式,按矿体倾角和岩石移动角的相对大小关系对多层矿床安全阶段高度进行分类探讨,分析研究矿层间距、岩石移动角和矿层倾角变化对多层矿床开采的影响,探讨适用于倾斜、急倾斜多层矿床开采的阶段采矿法、分层采矿法和分段采矿法以及其合理安全的开采方式和回采顺序,这一研究能较好的克服多层矿床开采时的相互扰动问题,可为多层矿床安全开采提供一个理论参考。     

基于动态灰积加权关联算法的矿山安全投入决策模型及应用

为了解决我国矿山企业存在的安全投入优化效果不佳、决策模糊性等问题，综合考虑事故间接损失对安全管理效果的影响，采用EAHP法确定各安全投入要素的权重，较好地描述了专家意见的模糊性和偏好差异；采用非对称正弦白化权函数和灰色关联法，建立了动态灰积加权关联算法的矿山安全投入决策模型，客观地反映了不同时点安全投入和安全产出的差异带来的影响。将该模型用于矿山企业安全投入优化决策分析中，结果表明：该矿山的安全教育和安全管理2个安全投入要素的关联度相对较大，分别为0.188和0.170,说明该企业安全运营综合效果的瓶颈因素为安全教育和安全管理；该矿山企业的安全投入优化决策结果合理有效，验证了该模型的适用性，为企业制订安全投入方案和提升安全管理效率提供了决策参考。