煤层突出危险性预测的未确知测度方法研究

基于未确知测度理论建立煤层突出危险性预测方法,构造未确知测度模型,计算各评价指标的未确知测度值.根据熵理论计算各评价指标的权重,用置信度识别准则进行等级判定,得出预测结果.该方法适用于解决煤层突出危险性预测过程中诸多因素的不确定性问题,还能对其进行定量分析.实例证明,用未确知测度理论方法对煤层突出危险性进行预测,计算结果与实际情况吻合较好.     

膨胀土胀缩等级分类的未确知均值聚类方法及应用

将未确知测度理论应用于膨胀土的分类问题中,建立膨胀土胀缩等级分类的未确知均值聚类分析模型;选用粘粒含量、粉粒含量、液限、塑限及塑性指数作为未确知均值聚类分析模型的判别指标;以膨胀土的15组实测数据建立各评判指标的未确知测度函数,用各分类样本平均值表示分类中心;根据信息熵理论计算各评判指标的权重,用置信度识别准则进行评判;用建立的模型对15组实测数据逐一进行检验,正确率为100%.将建立的模型对待分类的8个样本进行测试,并与实测结果进行比较.研究结果表明:预测等级与实际结果较吻合,比较客观地反映了膨胀土分类的复杂状况.     

基于未确知测度理论的硫化矿石爆堆自燃危险性评价

运用未确知测度理论,建立采场硫化矿石爆堆的自燃危险性评价模型.选取采场硫化矿石的氧化增重率、水溶性铁离子含量、矿堆中水溶液pH、矿石的含水量、矿物成分的ST值、矿石的自热幅度、矿石的着火点、矿石损失率、矿岩的环境温度、矿石堆的体积共12项指标作为未确知测度模型的判别指标;根据实测数据建立各指标的未确知测度函数,并利用信息熵理论获得各判别指标的权重,依照置信度识别准则进行等级判定,最后得出采场矿石爆堆的自燃危险性评价结果.用该方法对国内4座典型硫化矿山的采场矿石爆堆自燃危险性进行评价,评价结果与矿山实际情况完全相符.因此,这种新方法能够应用到硫化矿山开采时的采场矿石爆堆自燃危险性评价当中,并能解决采场矿石爆堆自燃危险性评价中的诸多因素不确定性问题,对其进行定量评价.     

基于未确知测度的矿产预测评价方法

 分析了矿产定量化预测与未确知评价的意义,针对矿产定量化预测与未确知评价存在不确定的特点,将未确知测度理论引入矿产定量化预测与未确知评价中,提出了基于未确知测度理论的矿产定量化预测与未确知综合评价模型。从实际地质条件出发,考虑影响成矿有利度的7 项因素,根据实测数据建立各影响因素的未确知测度函数。该模型针对矿产定量化预测与未确知评价中的诸多不确定影响因素,根据实际情况,分别对其进行定性、定量分析,并利用信息熵理论确定了各指标权重,依照置信度识别准则对成矿有利度进行了等级判定,并对其进行了排序。将该方法应用于青海虎头崖矿田3 个矿带的成矿有利度评价。研究结果表明,该方法科学合理,意义明确,为今后矿产定量化预测与未确知评价提供了一定的借鉴意义。     

浅埋缓倾斜薄层金属矿长壁开采顶板响应及力学分析

为研究长壁开采工艺在浅埋缓倾斜薄层金属矿开采过程中的适用性,以某金属矿赋存环境为背景,基于室内相似配比试验结果制备大尺寸地质力学模型,开展长壁回采工艺下浅埋采场相似物理模型试验。试验结果表明:顶板初次断裂步距为32 m,回采前24 m采场顶板较稳定;24~32 m回采过程中,每次回采沉降值以4倍左右速率增大;采场顶板长度接近初次断裂步距时,回采中顶板沉降量增大,且回采结束后顶板沉降响应明显。引入简支梁力学分析模型,基于弹性力学理论分析顶板采动响应特征规律,结合岩梁参数,简支梁弹性力学得到的顶板初次断裂步距为36.2 m,相似模型试验与力学分析结果较吻合。     

未确知数学在煤层顶底板稳定性分析中的研究

由于利用传统的实验方法,某些数据不能全面、准确地反映事物的本质,提出了不确定性信息处理方法,它在未确知信息理论和未确知有理数概念的基础上,利用求解未确知期望的方法解决实际问题.笔者通过该方法对煤层顶底板岩层的稳定性进行分析和计算,结果表明,运用未确知有理数运算对解决大系统优化问题较传统方法更精确、更有效,计算结果合理.尤其地下工程其本身具有未确知性,加之受各种不确定因素影响,在处理该类问题时,运用处理不确定信息的未确知数学方法值得进一步探讨和使用.     

基于未确知的矿产预测评价研究——以青海虎头崖矿田为例

从矿产预测评价中3种数据误差来源分析,归纳总结矿产定量化预测中不确定性的表现形式。针对进行矿产定量化预测与未确知评价存在不确定的特点,借鉴前人的研究成果,将未确知测度理论引入矿产定量化预测与未确知评价中,建立基于未确知测度理论的矿产定量化预测与未确知综合评价模型。将该模型应用于青海虎头崖矿田矽卡岩型铜铅锌多金属矿床4个矿带的成矿有利度评价,考虑影响成矿有利度的9项因素,建立各影响因素的直线型未确知测度函数,并利用信息熵理论确定各指标权重,依照置信度识别准则对成矿有利度进行等级判定,并对其进行了排序。研究结果表明,该方法科学合理,意义明确,为今后矿产定量化预测与未确知评价提供了一定的借鉴。     

采场顶板破断规律及其应力状态的研究

本文用弹性理论方法分析了月亮田煤矿１３１２４采面顶板的破坏规律,并对采场顶板的应力状态进行了数值模拟,其结果与实测资料比较吻合,说明在月亮田煤矿的具体条件下,所用的分析方法是合理的,对其他采场的顶板来压的预测也具有参考价值。     

基于未确知测度模型的尾矿库溃坝风险评价

针对尾矿库溃坝风险分级预测评价中诸多因素不确定性问题,应用未确知测度理论与尾矿库溃坝风险评价标准并结合工程实际,根据尾矿库溃坝的特点及成因,选取防洪设计标准等16项未确知测度函数评价指标,建立尾矿库溃坝风险分级预测的未确知测度评价模型.根据广东省大宝山矿业有限公司槽对坑尾矿库的实际情况建立各评价因子的未确知测度函数,对其进行定量分析,并利用信息熵计算各评价指标的权重,依照置信度识别准则进行等级判定,最后得出尾矿库溃坝风险评价分级预测的评价结果.研究结果表明:该方法不仅能给出尾矿库运行期的安全等级,并且能够更客观地反映尾矿库工程运行危险源的情况,为尾矿库溃坝危险性的评价提供了一种新的评价方法.     

考虑群井效应下的预降水引发地表沉降计算与分析

潜水层基坑开挖前预降水处理会引起地表沉降,提前预测地表沉降数值对于实际工程具有重要意义。对于预降水处理引起的地表沉降值,采用理论计算和数值模拟的方法分别进行求解。理论计算考虑群井效应,提出预测水位降深曲线,以原地下水位和预测水位降深曲线为分界,分区计算沉降量,叠加后得最终沉降量;数值模拟采用PLAXIS 3D建模,用井单元模拟降水井,流固耦合对预降水期间周围地表沉降求解,并揭示群井效应下抽水流量和孔压变化规律。为验证理论计算方法可行性,用规范法计算结果和工程实测数据加以验证分析,结果表明,所用理论计算和数值模拟值方法能较好地接近实测值,具有一定的工程实用价值。     

未确知聚类方法及其在松动圈厚度预测中的应用

 对未确知聚类方法进行优化,并将其应用于巷道围岩松动圈厚度的预测之中.结合巷道矿压显现特点和松动圈支护理论,选取巷道埋深、巷道跨度、围岩强度、围岩节理裂隙发育程度和巷道掘进断面积5个主要影响因素作为松动圈厚度的判别指标.利用17组实测数据确定松动圈厚度的分类模式和各判别指标的单指标测度函数以及指标权重,给出了松动圈厚度预测值的计算公式.基于预测对象的多指标综合测度,通过未确知测度距离判断预测对象松动圈所属的分类等级,结合各分类模式下样本松动圈厚度的均值计算松动圈厚度的预测值.经计算检验,该方法预测样本集松动圈厚度的平均相对误差为5.13%,而用神经网络方法和支持向量机方法预测该样本集松动圈厚度的平均相对误差分别为13.61%和10.17%.为进一步检验该方法的可靠度,将其应用于马路坪矿某巷道松动圈的预测中并将预测值与实测值做了比较.结果表明,采用该方法得出的预测值和实测值基本吻合.可见该方法是可靠实用的,可以在实际工程中推广应用.     

石膏矿采空区顶板下沉量的灰色Verhulst预测

采空区顶板下沉量预测是采用空场类采矿方法的矿山安全生产管理的重要内容之一,也是实现采空区重大危险源有效监控的基本要求.在充分认识采空区顶板下沉特性的基础上,采用灰色Verhulst方法,建立了顶板下沉量预测模型.用该模型对某石膏矿采空区顶板监测的实际数据进行了分析,结果表明该矿采空区已进入危险期.模型精度能满足要求,说明灰色Verhulst模型用于采空区顶板下沉趋势预测具有很好的适用性.     

复杂应力扰动下围岩稳定性评价与采场参数优化

夏甸金矿采矿活动已经进入深部，临近崩落法与充填法影响区域的采场受到多重扰动应力的影响，该区域围岩稳定性与采场尺寸的合理选取对矿山安全生产至关重要.采用先进的数字摄影测量技术，获取试验采场周围岩体结构面参数;并从多角度对采场围岩稳定性进行评价;在此基础上，运用Mathews图表法与跨度经验公式对试验采场的参数进行优化;最后，通过数值模拟，对得到的试验采场参数合理性进行分析与验证.图表法优化的采场尺寸在矿山开采的成功应用，验证了图表法在复杂应力下采场尺寸设计的可行性.     

空区激光探测系统在我国的研究与应用

阐明了空区激光探测系统(CMS)的基本构成和工作原理,分析了井下环境温度、湿度、目标反射率及探测位置等环境因素对CMS探测结果的影响,并提出了相应的解决措施;紧密结合国内各矿山的自身特点,阐述了目前CMS在我国的研究现状,分别从空区信息动态监测、露天塌陷坑探测、采场边界对比分析、顶板安全管理、采场回采贫化损失精确测定、复杂边界矿柱回采爆破设计及实测采空区稳定性数值模拟分析等主要方面对CMS的应用进行了深入研究。研究结果表明,CMS的成功应用为我国矿山空区动态监测及安全预警等相关研究开辟了一条新的有效途径。     

缓倾斜薄矿体采场伪倾斜布置及参数优化研究

为了实现高效低成本开采缓倾斜薄矿体的目标,基于对缓倾斜薄矿体开采方法以及铲运机运距的研究,利用数学方法定量分析了伪倾斜采场布置中的各个采场参数之间的关系,得到各采场参数之间的数学公式,为生产实践确定采场参数提供了理论参考标准。针对国内某矿山1～9号缓倾斜薄矿体,在伪倾斜布置理论分析的基础上,运用正交试验方法对矿山采场参数的确定进行优化定量研究,选出最优的采场参数布置方案以及各因素影响采场指标值(采矿生产能力和采场成本)的权重大小,确定最优方案为A2B2C1,即矿体伪倾斜布置方向与矿体倾向夹角为45°、采场宽度8 m、采场沿倾向长度50 m。改善了传统采场参数的定性确定,提供了科学、准确、定量的理论判定依据,使得采场的生产能力得到提升以及采准工程的布置成本减低。此优化方案可推广应用到类似矿山。     

基于马尔科夫优化的灰色GM (1,1) 沉降预测模型及应用

针对灰色GM(1,1)模型在对随机波动较大的沉降数据序列进行预测时存在的不足,本文结合灰色理论模型和马尔科夫链理论,建立了一种基于马尔科夫修正的新维GM(1,1)沉降预测模型。首先,考虑监测数据的时效性,通过在原始数据列中不断补充新的沉降监测数据,采用新陈代谢的方法建立了新维GM(1,1)模型;随后采用马尔科夫链理论对新维GM(1,1)模型进行优化,根据模型预测时产生的相对误差范围对其进行状态区间划分,并构建了相应的状态转移概率矩阵,得到了基于马尔科夫优化的新维GM(1,1)预测模型;将本文中的模型应用于福州火车站南广场深基坑周边建筑物地表沉降预测中,并对不同模型的预测效果进行对比分析,结果表明：基于马尔科夫优化的灰色GM(1,1)模型的预测精度较传统灰色GM(1,1)模型有明显提高,验证了本文所提出的优化模型在基坑沉降分析与预测中的合理性。     

急倾斜破碎矿体采矿方法改进与顶板再造设计

 用沙坝矿急倾斜破碎矿体属于难采矿体。由于矿体破碎,脉内凿岩巷道难以进行支护,作业环境安全性差。对急倾斜破碎矿体现场条件进行调查研究后,在原预护顶分段凿岩阶段空场嗣后充填采矿法基础上加以改进,采用再造顶板下向分段交错充填法。该方法在分段上部再造1个钢筋混凝土顶板;且上下分段矿房矿柱交错布置,可对上部矿体起到部分支撑作用,有效防止了上部破碎矿体垮落,工人可在顶板护顶下进行安全高效作业;由于分段高度增加,凿岩效率得到进一步提高,采场生产能力并未由于顶板再造工序的增加而降低,可满足矿山生产需求。     

境界顶柱安全评价未确知测度模型及其应用

 运用未确知测度理论,建立露天转地下境界顶柱安全性评价模型。从露天转地下矿山的地质条件和工程状况出发,选取境界顶柱厚度、抗压强度、抗拉强度、露天坑深度、节理分布、地下矿采矿方法和露天坑积水7项指标作为判别指标。根据实际情况建立未确知测度函数,采用信息熵理论获得各判别指标的权重,并依照置信度识别准则进行等级判定,最后得出境界顶柱的安全评价结果。采用该评价模型对新桥硫铁矿、石人沟铁矿和获各琦铜矿3座典型的露天转地下矿山境界顶柱的安全性进行评价,评价结果与已经完成露天转地下矿山的境界顶柱实际情况符合较好,因此,根据评价模型的评价结果,推断新桥硫铁矿采用的境界顶柱方案是可行的。研究结果表明,此安全评价模型可行,为境界顶柱安全性评价提供了一种有效的方法。