露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法和系统技术方案

本申请提供一种露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法和系统。该方法包括：基于预先建立的露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，确定露天矿排土场的边坡失稳阶段样本监测剖面的位移量，以及，露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段样本监测剖面的位移量；根据得到的样本训练集，对预先构建的露天矿排土场土石混合体的回归预测模型进行训练；基于训练完成的露天矿排土场土石混合体的回归预测模型，根据露天矿排土场的监测线上GNSS系统监测获得的边坡失稳阶段结束时目标监测剖面的边坡位移量，对露天矿排土场土石混合体的稳定性进行评估。排土场土石混合体的稳定性进行评估。排土场土石混合体的稳定性进行评估。

【技术实现步骤摘要】
露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法和系统


[0001]本申请涉及矿山开采预测
，特别涉及一种露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法和系统。

技术介绍

[0002]露天矿开采的实质是将岩石破碎呈松散土石混合体进行采装、运输、排弃以及土地复垦等一系列过程，在此过程中产生的土石混合体是一种不同于均匀土体和碎裂岩体的复杂工程地质材料，是由具有一定尺寸的强度较高岩块、强度较弱的土体充填成分即相应的孔隙等组成的多相体系。重构后的土石混合体强度即失稳模式是控制采场及排土场稳定性的关键。
[0003]其中，土石混合体的宏观力学参数作为评估露天矿排土场的稳定性过程中的主要的定量输入指标，其取值的可靠性直接决定了露天矿排土场稳定性评估的结果是否可靠。
[0004]现阶段，土石混合体宏观力学参数的获取主要通过室内试验获得，由于土石混合岩土体的非均一性，致使采用这种防火获取的露天矿排土场稳定性评估的结果在精准度和工程适应性方面，不能很好的反映露天矿排土场的实际状况。
[0005]因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法和系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0007]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：本申请提供一种露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法，包括：步骤S101、基于预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，确定所述露天矿排土场的边坡失稳阶段样本监测剖面的位移量，以及，所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量；步骤S102、根据得到的样本训练集，对预先构建的所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型进行训练；其中，所述样本训练集包括多组训练样本，每组所述训练样本包括所述露天矿排土场的边坡失稳阶段所述样本监测剖面的位移量、所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量、以及它们对应的所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的数值；步骤S103、基于训练完成的所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型，根据所述露天矿排土场的监测线上GNSS系统监测获得的边坡失稳阶段结束时目标监测剖面的边坡位移量，对所述露天矿排土场土石混合体的稳定性进行评估。
[0008]优选的，步骤S101具体为：基于预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据所述露
天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，获得所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线；根据所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线，确定所述露天矿排土场的边坡失稳阶段所述样本监测剖面的位移量，以及，所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量。
[0009]优选的，所述基于预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，获得所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线，具体为：根据所述露天矿排土场土石混合体的已有监测剖面线，基于斋藤法，计算所述露天矿排土场在边坡安全系数范围为时的土石混合体的力学参数的多组数值；将所述露天矿排土场在边坡安全系数范围为时的土石混合体的力学参数的多组数值输入预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，基于正交试验法，得到所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线。
[0010]优选的，所述根据所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线，确定所述露天矿排土场的边坡失稳阶段所述样本监测剖面的位移量，以及，所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量，具体为：根据所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线，确定所述露天矿排土场所述样本监测剖面在边坡安全系数为2.0时的位移量和边坡安全系数为1.0时的位移量。
[0011]优选的，步骤S102包括：基于BP神经网络，构建所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型；根据得到的所述样本训练集，对构建的所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型进行训练。
[0012]优选的，在步骤S101之前，所述露天矿排土场土石混合体的稳定性评估方法还包括：根据所述露天矿排土场的预设监测断面处的边坡参数、所述露天矿排土场土石混合体的基本力学参数、以及所述露天矿排土场的预设边坡监测点的位置，构建所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型。
[0013]本申请实施例还提供一种露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估系统，包括：位移量计算单元，配置为基于预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，确定所述露天矿排土场的边坡失稳阶段样本监测剖面的位移量，以及，所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量；模型训练单元，配置为根据得到样本训练集，对预先构建的所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型进行训练；其中，所述样本训练集包括多组训练样本，每组所述训练样本包括所述露天矿排土场的边坡失稳阶段所述样本监测剖面的位移量、所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量、以及它们对应的所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的数值；
预测评估单元，配置为基于训练完成的所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型，根据所述露天矿排土场的监测线上GNSS系统监测获得的边坡失稳阶段结束时目标监测剖面的边坡位移量，对所述露天矿排土场土石混合体的稳定性进行评估。
[0014]有益效果：本申请提供的露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估技术方案，首先，基于预先建立的露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，确定露天矿排土场在边坡试问阶段样本监测剖面的位移量，以及，露天矿排土场在边坡位移渐趋稳定阶段样本监测剖面的位移量；然后，根据样本训练集中的多组训练样本对预先构建的露天矿排土场土石混合体的回归预测模型进行训练；最后，基于训练完成的露天矿排土场土石混合体的回归预测模型，根据露天矿排土场的监测线上GNSS系统监测获得的边坡失稳阶段结束时目标监测剖面的边坡位移量，对露天矿排土场土石混合体的稳定性进行评估。籍此，利用露天矿排土场中样本监测剖面的初期数值，结合现场监测到的边坡位移数据，通过土石混合体力学参数反演模型（露天矿排土场土石混合体的回归预测模型）自动反演目标剖面岩土体的宏观力学参数，排除时间效应对边坡位移的影响，避免预测过程中土石混合体非均质性对边坡变形的影响；而且无需再对岩土体进行现场采样和室内试验，更加方便、高效，且能够保证获取岩土体的力学参数的准确性。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：图1为根据本申请的一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法，其特征在于，包括：步骤S101、基于预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，确定所述露天矿排土场的边坡失稳阶段样本监测剖面的位移量，以及，所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量；步骤S102、根据得到的样本训练集，对预先构建的所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型进行训练；其中，所述样本训练集包括多组训练样本，每组所述训练样本包括所述露天矿排土场的边坡失稳阶段所述样本监测剖面的位移量、所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量、以及它们对应的所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的数值；步骤S103、基于训练完成的所述露天矿排土场土石混合体的回归预测模型，根据所述露天矿排土场的监测线上GNSS系统监测获得的边坡失稳阶段结束时目标监测剖面的边坡位移量，对所述露天矿排土场土石混合体的稳定性进行评估。2.根据权利要求1所述的露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法，其特征在于，步骤S101具体为：基于预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，获得所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线；根据所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线，确定所述露天矿排土场的边坡失稳阶段所述样本监测剖面的位移量，以及，所述露天矿排土场的边坡位移渐趋稳定阶段所述样本监测剖面的位移量。3.根据权利要求2所述的露天矿排土场土石混合体边坡的稳定性评估方法，其特征在于，所述基于预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，根据所述露天矿排土场土石混合体的力学参数的多组数值构建的数据集，获得所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线，具体为：根据所述露天矿排土场土石混合体的已有监测剖面线，基于斋藤法，计算所述露天矿排土场在边坡安全系数范围为时的土石混合体的力学参数的多组数值；将所述露天矿排土场在边坡安全系数范围为时的土石混合体的力学参数的多组数值输入预先建立的所述露天矿排土场土石混合体的边坡开挖数值模型，基于正交试验法，得到所述露天矿排土场的监测线上的多条变形曲线。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正胜，高庆丰，关民全，王华杰，欧阳振华，卓壮，易海洋，王泽，
申请(专利权)人：神木市能源局中国煤炭地质总局水文地质工程地质环境地质勘查院中国煤炭地质总局水文物测队，
类型：发明
国别省市：