一种确定自然崩落法岩体可崩性的方法技术

本发明专利技术涉及一种确定自然崩落法岩体可崩性的方法。所述方法包括：可崩性模糊综合评判和可崩性空间分布模型的构建。可崩性模糊综合评判，是根据可崩性影响因素、可崩性值域转换映射函数、隶属函数、可崩性模糊评判矩阵、可崩性各影响因素的交互作用矩阵，进行可崩性的综合评判；可崩性空间分布模型的构建，是基于基本假设分析、结构性分析、克里金法的确定、交叉验证以及三维空间插值，从而构建可崩性空间分布模型。由于考虑了可崩性影响因素及因素间相互作用关系，可以较好的反应岩体自然崩落难易程度的特性，而可崩性空间分布模型的构建解决了由可崩性评判指标值在空间内非连续性所导致的可崩性评判结果仅表征局部岩体的问题。致的可崩性评判结果仅表征局部岩体的问题。致的可崩性评判结果仅表征局部岩体的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种确定自然崩落法岩体可崩性的方法


[0001]本专利技术涉及地下金属矿山自然崩落法领域，特别是涉及一种确定自然崩落法岩体可崩性的方法。

技术介绍

[0002]自然崩落法是一种适合地下大规模开采的低成本高效采矿方法，其开采效果主要取决于矿床可崩性。可崩性是自然崩落法矿山的核心研究内容，其对矿山回采顺序、拉底工程设计、割帮预裂工程设计、安全生产和技术经济指标等都有决定性的影响，是矿山达到预期经济效益的重要保证。可崩性是对岩体自然崩落的难易程度进行分类并针对既定矿山地质条件判定可崩性级别，决定在当前工业水平条件下矿山能否采用自然崩落法以及指导采矿工程的设计，是一项多指标、非线性的岩体复杂系统工程。因此在自然崩落法可行性研究阶段，确定岩体可崩性，对矿山是否采用自然崩落法及相关采矿工程的设计起着关键性作用。
[0003]在传统可崩性确定方法中，通常是采用对每个指标进行评值的方法确定各指标对可崩性的影响程度，在评值过程中均是给定了指标或评分值的区间范围，导致评值过程中具有一定的主观性，且并未综合考虑可崩性影响因素及因素间相互作用关系。同时，由于可崩性评判指标值在空间内是非连续的，导致可崩性结果仅表征局部岩体。因此，传统的可崩性确定方法存在可崩性确定不准确的问题。

技术实现思路

[0004]基于此，为了解决上述技术问题，提供一种确定自然崩落法岩体可崩性的方法，可以提高可崩性确定的准确性。
[0005]一种确定自然崩落法岩体可崩性的方法，所述方法包括：
[0006]确定各个可崩性影响因素，并根据各个所述可崩性影响因素构建可崩性影响因素指标集；所述可崩性影响因素指标集中包含有定性指标、定量指标；
[0007]获取所述定性指标所属各评判等级的第一隶属度，通过可崩性值域转换的映射函数、隶属函数计算所述定量指标所属各评判等级的第二隶属度，并根据所述第一隶属度、所述第二隶属度建立可崩性模糊综合评判矩阵；
[0008]根据所述可崩性影响因素指标集确定各个所述可崩性影响因素与可崩性间的交互作用关系，根据所述交互作用关系构建可崩性交互作用矩阵，并根据所述可崩性交互作用矩阵计算各个所述可崩性影响因素的权重向量；
[0009]根据所述权重向量、所述可崩性模糊综合评判矩阵计算可崩性综合评判值；
[0010]若所述可崩性综合评判值满足均值平稳性假设以及内蕴平稳假设，则对所述可崩性综合评判值进行结构性分析，得到结构性参数；通过普通克里金法进行可崩性的三维空间插值，并通过交叉验证的方法验证结构性分析和插值方法的正确性，得到三维空间插值运算后的数据；
[0011]将块体模型作为空间数据库存储所述三维空间插值运算后的数据，生成可崩性空间分布模型，并通过所述可崩性空间分布模型确定自然崩落法岩体可崩性。
[0012]在其中一个实施例中，各个所述可崩性影响因素包括岩石点荷载强度Is
(50)
、岩石质量指标RQD值、节理粗糙度J
r
、节理张开度J
a
、充填物J
f
、节理方向J
o
、地下水W
u
、地应力指标Iss，所述可崩性影响因素指标集U＝{u1，u2，u3，u4，u5，u6，u7，u8}＝{Is
(50)
，RQD，J
r
，J
a
，J
f
，J
o
，W
u
，Iss}。
[0013]在其中一个实施例中，所述定性指标所属各评判等级的第一隶属度通过若干测量人员对所述定性指标评判的频数进行统计得出。
[0014]在其中一个实施例中，所述评判等级划分为五级，分别是极难崩Ⅰ、难崩Ⅱ、可崩Ⅲ、易崩Ⅳ、极易崩
Ⅴ
，构成可崩性评判等级集为V＝{v1，v2，v3，v4，v5}＝{Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，
Ⅴ
}。
[0015]在其中一个实施例中，所述可崩性值域转换的映射函数根据定量指标实测值、所述定量指标实测值所对应的可崩性等级判断区间的上限值和下限值、所述定量指标实测值所对应的可崩性等级量化值域区间的上限值和下限值构建而成；所述隶属函数采用模糊集特性的推理法构建而成。
[0016]在其中一个实施例中，所述可崩性值域转换的映射函数f(u
i
)表示为：其中，u
i
为定量指标实测值，p
imax
和p
imin
分别为u
i
指标实测值所对应的可崩性等级判断区间的上限值和下限值；q
imax
和q
imin
分别为u
i
指标所对应的可崩性等级量化值域区间的上限值和下限值。
[0017]在其中一个实施例中，所述隶属函数A
ji
＝A
j
(f(u
i
))为：
[0018][0019][0020][0021][0022][0023]其中，δ为等级量化值域内以区间中点为中心的邻域值，邻域范围内的隶属度均为1，当δ为0时，只有值域内中点处的隶属度为1，当δ为0.1时整个值域内的隶属度均为1；隶属函数A
ji
＝A
j
(f(u
i
))中，j＝1,2,3,4,5，分别表示每一评判指标在5个评判等级中的隶属度。
[0024]在其中一个实施例中，所述根据所述权重向量、所述可崩性模糊综合评判矩阵计算可崩性综合评判值，包括：
[0025]对所述可崩性模糊综合评判矩阵作模糊线性变化，把所述权重向量变成可崩性评判等级集上的模糊子集；
[0026]根据最大隶属度原则，获得所述模糊子集向量中的最大值，并根据所述最大值确定评判等级；
[0027]以可崩性评判等级量化分值的隶属度为权系数，取各可崩性评判等级量化分值的加权平均值作为可崩性综合评判值。
[0028]在其中一个实施例中，所述可崩性交互作用矩阵用于表示可崩性各影响因素间以及各影响因素与可崩性间的交互作用关系；所述根据所述可崩性交互作用矩阵计算各个所述可崩性影响因素的权重向量，包括：
[0029]采用专家半定量法对可崩性交互作用矩阵的编码，得到可崩性交互作用矩阵编码表；
[0030]根据所述可崩性交互作用矩阵编码表计算得到各个所述可崩性影响因素的权重向量。
[0031]在其中一个实施例中，所述对所述可崩性综合评判值进行结构性分析，得到结构性参数；通过普通克里金法进行可崩性的三维空间插值，并通过交叉验证的方法验证结构性分析和插值方法的正确性，得到三维空间插值运算后的数据，包括：
[0032]根据所述可崩性综合评判值求三个相互垂直方向上的变异函数，将三个方向的变程比值作为结构性中轴的比例，将所述比例将作为插值时搜索样点的范围限制条件；
[0033]通过待估点或待估块段影响范围内的若干个有效样本值的线性组合计算得到克里金估计值；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定自然崩落法岩体可崩性的方法，其特征在于，所述方法包括：确定各个可崩性影响因素，并根据各个所述可崩性影响因素构建可崩性影响因素指标集；所述可崩性影响因素指标集中包含有定性指标、定量指标；获取所述定性指标所属各评判等级的第一隶属度，通过可崩性值域转换的映射函数、隶属函数计算所述定量指标所属各评判等级的第二隶属度，并根据所述第一隶属度、所述第二隶属度建立可崩性模糊综合评判矩阵；根据所述可崩性影响因素指标集确定各个所述可崩性影响因素与可崩性间的交互作用关系，根据所述交互作用关系构建可崩性交互作用矩阵，并根据所述可崩性交互作用矩阵计算各个所述可崩性影响因素的权重向量；根据所述权重向量、所述可崩性模糊综合评判矩阵计算可崩性综合评判值；若所述可崩性综合评判值满足均值平稳性假设以及内蕴平稳假设，则对所述可崩性综合评判值进行结构性分析，得到结构性参数；通过普通克里金法进行可崩性的三维空间插值，并通过交叉验证的方法验证结构性分析和插值方法的正确性，得到三维空间插值运算后的数据；将块体模型作为空间数据库存储所述三维空间插值运算后的数据，生成可崩性空间分布模型，并通过所述可崩性空间分布模型确定自然崩落法岩体可崩性。2.根据权利要求1所述的确定自然崩落法岩体可崩性的方法，其特征在于，各个所述可崩性影响因素包括岩石点荷载强度Is
(50)
、岩石质量指标RQD值、节理粗糙度J
r
、节理张开度J
a
、充填物J
f
、节理方向J
o
、地下水W
u
、地应力指标Iss，所述可崩性影响因素指标集U＝{u1，u2，u3，u4，u5，u6，u7，u8}＝{Is
(50)
，RQD，J
r
，J
a
，J
f
，J
o
，W
u
，Iss}。3.根据权利要求1所述的确定自然崩落法岩体可崩性的方法，其特征在于，所述定性指标所属各评判等级的第一隶属度通过若干测量人员对所述定性指标评判的频数进行统计得出。4.根据权利要求1所述的确定自然崩落法岩体可崩性的方法，其特征在于，所述评判等级划分为五级，分别是极难崩Ⅰ、难崩Ⅱ、可崩Ⅲ、易崩Ⅳ、极易崩
Ⅴ
，构成可崩性评判等级集为V＝{v1，v2，v3，v4，v5}＝{Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，
Ⅴ
}。5.根据权利要求4所述的确定自然崩落法岩体可崩性的方法，其特征在于，所述可崩性值域转换的映射函数根据定量指标实测值、所述定量指标实测值所对应的可崩性等级判断区间的上限值和下限值、所述定量指标实测值所对应的可崩性等级量化值域区间的上限值和下限值构建而成；所述隶属函数采用模糊集特性的推理法构建而成。6.根据权利要求5所述的确定自然崩落法岩体可崩性的方法，其特征在于，所述可崩性值域转换的映射函数f(u
i
)表示为：)表示为：其中，u
i

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欢，郝秀娟，刘润晗，李晶磊，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：