多介质复杂结构条件下岩体工程开挖力学响应三维数值模拟技术

采用三维可视化建模技术建立了冬瓜山铜矿的地质模型和工程结构模型,采用实体模型与块段模型套合技术,并把所构建的三维模型应用到力学分析模型中,实现了力学模型单元网格的自动划分,解决了多介质复杂结构条件下岩体工程开挖力学响应三维数值模拟问题.通过对冬瓜山的3种回采方案的力学分析,确定了最优的回采方案,研究结果对岩体工程设计和生产具有指导意义.图9,表3,参10.     

深井开采回采顺序数值模拟优化研究

采用大型矿业软件Datamine构建了冬瓜山矿的地表、岩层、矿体及块段模型;研究了Datamine块段模型与Flac3D计算模型的数据结构、耦合模式及方法,成功地将块段模型转换成数值计算模型.针对冬瓜山深井缓倾斜矿体复杂的开采技术条件,并考虑日产万吨生产能力和主要回采次序要求,设计了两种可行的回采顺序模拟方案,开展了冬瓜山深井开采回采顺序的数值模拟优化研究,分析了不同方案应力、位移和塑性区的分布规律,提出了优化的回采顺序方案.     

深井矿山回采过程模拟及调控研究

采矿作为一个开放的复杂巨系统问题,受到各种随机因素的影响,对其回采过程进行模拟及控制是非常必要的。冬瓜山矿是拟用阶段空场嗣后充填采矿方法开采的深埋硬岩矿山,设计生产能力达300万 t/a,对回采过程进行控制,最大限度的缩短生产停滞时间对该矿达标达产、实现盈利非常重要。结合冬瓜山矿的实际,认为应从两个方面对其回采过程进行模拟及控制,即生产能力方面和安全性方面。分别应用排队系统的随机模拟理论及多重网格方法编制回采过程动态模拟及有限元数值分析软件,利用该软件对冬瓜山矿两年的回采过程进行了模拟分析。最后,根据分析结果,针对不同阶段、不同部位提出了相应的参数调整方案及应对措施。图2,表2,参10。     

基于松动圈理论的充填体下巷道顶板安全厚度和支护方式

 为安全高效回采冬瓜山铜矿盘区隔离矿柱,在充分利用矿山已有巷道工程的前提下,仍需在盘区采场充填体下开挖新的出矿巷道.基于松动圈理论,利用单孔声波检测仪测量巷道围岩松动圈范围,为确定充填体下开挖巷道的顶板安全厚度、选择巷道支护方式提供依据.现场测试表明,冬瓜山铜矿-760和-790m巷道的围岩松动圈为0.8~1.3m.根据圣维南局部效应原理,结合工程技术人员的实际经验,最终确定采场充填体下新开挖出矿巷道的顶板安全厚度为4m.此外,通过松动圈测定和工程借鉴,确定新开挖巷道支护采用喷锚支护,局部破碎地方采用喷锚网联合支护,经理论计算和现场实测,总结出新开挖出矿巷道顶板锚杆长度选取2.2m、锚杆网度选取1.0m×1.0m时,能够安全经济地控制巷道松动圈.     

无间柱连续采矿的岩石力学优化

金属矿山实现采矿连续工艺已成为采矿技术发展的大趋势,无间柱连续采矿是井下高阶段、一步骤回采的高效采矿技术．作者在阐明无间柱连续采矿技术思路和优点的基础上,采用有限元数值模拟法,对地下金属矿山阶段开采留间柱和不留间柱以及不同回采顺序的地压规律进行多方案分析和比较,为无间柱连续采矿的应用提供了理论依据．     

矿体地下连续开采顶板崩落相似模拟试验

为解决大规模地下贫矿体连续开采存在的顶板安全管理问题，通过相似模拟材料试验，对复杂充填体下大型贫矿体的地下连续开采进行了研究，包括矿体安全顶板的自然崩落性和顶板人工诱导崩落的时序系统研究。结果表明，安全顶板自然崩落性差，采用顶板人工诱导崩落技术，实施合理的采、放顺序。可以保证矿体的安全回采，为地下矿体连续回采和顶板安全管理提供了科学依据。     

阿舍勒铜矿开采地压风险控制与综合防治研究

针对金属矿山深度增加使得深部开采所面临的力学环境日益复杂的问题，以阿舍勒铜矿为背景开展深部开采地压灾害风险评估研究，揭示巷道围岩破坏风险分布与深部地压演化规律之间的内在联系.基于综合评估结果提出适用于阿舍勒铜矿深部地压演化规律的新型支护方案，确定适用于阿舍勒铜矿深部中段采场的最优回采顺序.综合上述3阶段研究成果，最终形成阿舍勒铜矿深部开采地压灾害防控技术.     

基于三维实测的复杂边界矿柱回采崩矿方式数值优化

针对某大型地下金属矿山存有大量复杂边界矿柱的工程实际,为了优化设计复杂边界矿柱回采崩矿方式,结合CMS精密探测技术,运用矿山三维建模软件SURPAC对复杂边界矿柱进行了三维可视化建模.在此基础上,构建了复杂边界矿柱的块体模型,并导出其数据文件,采用接口程序将其导入数值分析软件FLAC3D中,实现了复杂边界矿柱数值模型的快速准确构建.模拟分析了后退式侧向崩矿和水平上向分层崩矿2种可行的回采崩矿方式,结合模拟过程中矿柱及充填体的力学响应特征,实现了复杂边界矿柱回采崩矿方式的数值优化.     

新型空气间隔器的研发与试验研究

为满足矿山回采爆破需要,急需研发一款使用效果良好且价格低廉的炮孔装药空气间隔器.针对90、110、160 mm三种直径的炮孔进行室内实验,得到空气间隔器随炮孔直径和装填高度变化的受力规律.在此基础上,优化设计出一种科学合理的炮孔空气间隔器,并用于紫金山金铜矿地下采场的爆破工业试验.研究表明:空气间隔器使用方便,爆破效果良好,爆破成本大幅度降低,通过实验设计得到的空气间隔器是合理的.     

海南铁矿挂帮矿体诱导冒落法安全开采技术研究

在露天转地下过渡期,海南铁矿的挂帮矿体与坑底矿分别用地下与露天同时开采,根据矿岩的稳定性以及与露天协同开采的要求,挂帮矿体实施了诱导冒落法高效开采方案,并解决了诱导工程的安全回采以及冒落矿石的合理回收等技术问题,取得了良好的实施效果。     

基于遗传算法和粗糙集理论的增量式规则获取方法

规则获取的增量式算法是数据挖掘领域的一个热点问题.基于粗糙集理论,从规则获取和优化两方面研究了基于遗传算法的增量式规则挖掘方法,它具有结构简单、搜索效率高、求解速度快等优点.通过研究决策表和决策规则系数,建立基于粗糙集表示和度量的知识,并且将遗传算法和规则挖掘算法相结合,建立了新的优化方法,提出了一种基于遗传算法的增量式规则挖掘的方法.在原有规则集的基础上进行规则和规则参数的增量式更新,避免了为更新规则而重新运行规则获取算法.试验结果表明,执行增量式GA的能够有效地获取最优规则.     

一种面向用户的约束角色挖掘优化

现有自底向上的角色工程方法挖掘规模庞大,系统管理任务繁重,且挖掘结果未能反映系统功能的安全需求.为优化角色挖掘,从终端用户的角度出发,将角色挖掘问题转化为聚类问题,提出一种面向用户的约束角色挖掘优化.该方法利用用户聚类四元组及角色约束优化挖掘过程,以综合评价挖掘效果及系统的安全性,并在构造和真实数据集上进行测试与分析.实验结果表明,该方法能够减轻系统的管理负担,并能保证信息系统的安全性.     

基于优化的FP-Tree的频繁闭合项集挖掘算法

在经典的频繁闭合项集挖掘算法中,如Closet与Closet＋,当条件模式数据库很庞大时,频繁项集的数目将会急剧增长,算法的效率会逐步恶化,并且算法挖掘结果的有效性也随着大量冗余模式的产生而下降．本文首先针对传统的FP-tree的算法,给出了一种改进的FP—tree算法,然后在新算法的基础上,提出新的频繁闭合项集挖掘算法,该算法只需把FP-Tree中所有由叶子结点到根结点的路径遍历一遍,就可以得到各项的所有子条件模式基,避免了传统FP-tree算法在同一条路径上向前回溯比较的繁琐．实验表明优化后的算法避免了资源的耗费,减少了频繁闭合项集挖掘的运算开销,大大提高了数据挖掘的效率．     

基于蚁群算法和改进 SSO 的混合网络入侵检测方法

针对一般网络入侵检测方法在不断增加复杂攻击和恶意软件的网络环境下,难以有效保护网络的问题,提出了一种混合入侵检测方法.对网络数据进行预处理,采用蚁群算法(ant colony algorithm,ACO)进行特征选择,数据挖掘,在此过程,为了改善简化群优化(simplified swarm optimization,SSO)分类器性能,提出在SSO中加入一种加权局部搜索策略,即改进的简化群优化(improved simplified optimization optimization,ISSO),这种新局部搜索策略的目的是从由SSO产生当前解的邻域内找到更好的解,从而获得入侵报告.在KDDCup 99数据集上进行了混合检测方法的相关实验.实验结果表明,在粒子数为30,最大代为30时,ISSO就已经达到最好的分类结果93.5％,相比于其他智能算法具有更少的粒子数和更小的最大代.此外,还模拟了3种类型的网络攻击DOS,PROB和U2R,结果表明,大多数情况下该方法的准确率都高于其他检测方法.     

量子计算在增量式大数据并行挖掘中的应用

针对传统大数据并行挖掘方法是一次性对所有数据进行挖掘,导致挖掘时间较长,挖掘精度较低等问 题,采用量子计算对增量式大数据并行挖掘方法进行优化设计。首先,按照数据挖掘的基本流程搭建并行数据 挖掘模型; 然后分别通过定义量子比特、量子搜索算法、量子神经网络处理以及量子映射变换4 个步骤,实现 增量式数据的预处理,利用矩阵向量相乘分解得到过滤权重组合,通过该组合实现预处理结果的并行协同过 滤; 最后通过量子模糊聚类得出增量式大数据并行挖掘结果。实验结果表明,应用量子计算的增量式大数据并 行挖掘方法的平均召回率为97． 25%,并行挖掘时间在2． 1 ～ 3． 2 s 的范围内浮动,准确率超过95%,且该方法 的收敛性最好,寻优能力强。     

基于模糊关联迭代分区的挖掘优化方法研究

由于数据库存在数据量大、多维性的特点,传统挖掘方法在对数据进行处理时,无法构建精准的数学模型,容易出现部分信息丢失、分区过硬的问题。提出一种基于模糊关联迭代分区的挖掘优化方法,通过模糊C均值聚类算法对原始数据集进行预处理,过滤冗余数据,获取原始数据集的模糊分区;利用模糊关联挖掘算法获取感兴趣规则,实现数据的优化挖掘。实验结果表明,针对不同的数据集,改进的方法均具有很好的分区性能,且时间复杂性低,挖掘精度高。     

边角煤高回收率高效开采工艺设计与优化

针对国内边角煤的开采现状,提出了一套高回收率和高效率的开采工艺.用弧三角模型简化边角煤形状,提出了容易实现综合设备配套的"弧形"工作面开采工艺.该工艺沿边界顺槽顺序开挖若干支架边窝,采用"取消端头支架,采用简易机头实现快速增、撤支架"的布架方式.利用数学线性规划理论,建立了回采效率的目标函数和安全、开采成本的约束函数,对关键工艺参数进行了研究,得出一次增接支架数是优化核心的结论.通过优化分析,得出在高回收效率和低成本原则下的最优方案.     

基于关联规则与相似度的数据挖掘算法研究

针对使用传统关联规则算法挖掘大数据集时,挖掘过程中效率不高,挖掘出大量冗余规则的问题,提出了基于关联规则和相似度的数据挖掘算法(U-APR):首先,一次性读入数据并构建矩阵,并利用关联规则支持度度量的特性来增加判断属性,以加快结束迭代过程,从而改进了Apriori算法频繁扫描数据库问题;然后,使用相似度算法去除冗余的关联规则;最后,结合置信度、支持度和用户目标匹配度对挖掘结果进行排序输出,从而得到用户感兴趣的关联规则. 同时,应用该算法与目前常用的2种关联规则算法对广东某高校学生财务数据进行数据挖掘. 实验结果表明:与2种常用的关联规则算法相比,U-APR算法缩短了运算时间和提高了存储空间利用率,对用户分析挖掘结果有较好的优化效果.     

基于指标满意度的多层矿体回采顺序数值模拟

 回采顺序是采矿工程的重要研究内容之一,合理的回采顺序对采场稳定性和采场生产能力有重要影响.针对老厂13-8^#矿群多层矿体的赋存特点和开采技术条件,采用3Dmine-MIDAS/GTS-FLAC^3D耦合的数值模拟方法,对多层矿体回采顺序进行数值模拟,提出了4种回采顺序优化方案：下向下行式、下向上行式、上向下行式、上向上行式,并从应力场、位移场、塑性区3方面综合考虑,得到了4种回采顺序优化方案的模拟结果;运用基于指标满意度的多指标综合评价模型对模拟结果进行满意度分析.结果表明,4种回采顺序优化方案的多指标综合满意度分别为0.684,0.641,0.653和0.683.其中,上向上行式开采方式的满意度为0.683,因此,上向上行式开采在理论上可行.     

基于正交回归试验法的煤矿剪式抓斗优化设计

煤矿剪式抓斗的挖掘过程是一个复杂的非线性动力学问题,由于动态平衡方程的不确定性使得该类问题的优化设计不易实现.建立了抓斗挖掘过程的数学模型,获得了不同设计参数下的挖掘性能数据样本点,然后构造了三因素五水平正交试验;构建了物料挖掘过程目标函数的二次多项式响应面模型,并采用最小二乘法求解响应面模型中的待定系数向量.利用多目标优化的理想点法对抓斗的几何参数进行优化,获得了一种性能更优的产品.与蒙特卡罗法的计算结果对比表明,该方法具有良好的预测能力,并大大减少了仿真计算的规模.