基于层次分析法采空区稳定性影响因素权重分析.docx
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基于层次分析法采空区稳定性影响因素权重分析
第33卷第4期2009年8月 中 国 钼 业CHINAMOLYBDENUMINDUSTRY
Vol133No14
August 2009
收稿日期:
2009-05-21
基金项目:
国家科技支撑计划课题(编号:
2006BAB02A03,2008年
度中南大学米塔尔创新资助项目(编号:
08MX16
作者简介:
谢盛青(1985-,男,中南大学资源与安全工程学院,在
读硕士研究生,从事采矿与充填技术研究工作。
基于层次分析法采空区稳定性影响因素权重分析
谢盛青
(中南大学资源与安全工程学院,湖南 长沙 410083
摘 要:
采空区稳定性的影响因素相当复杂,。
本文采用层次分析法,对老鸦巢矿区采空区选用了13。
通过构造
AHP模型、,最大暴露面
积等因素是影响采空区稳定性的主要因素。
基础。
关键词:
采空区;;;;中图分类号:
.+.:
A 文章编号:
1006-2602(200904-0034-04
WEIGHTSANALYSISOFFACTORSTHATAFFECTTHESTABILITY
OFMINED-OUTAREAONTHEFOUNDATIONOFAHP
XIESheng-qing
(SchoolofResourcesandSafetyEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,Hunan,ChinaAbstract:
Thefactorswhichaffectthestabilityofmined-outareaarequitecomplicated.Boththeminingtechnolo2gyandhumanfactorsmaycausedisastersinmined-outarea.Basedontheanalytichierarchyprocess(AHP,thispaperanalyzesthestabilityevaluationindexesof13mined-outareasofLaoyachaoore-fieldbythewayofqualitativeanalysisandquantitativeevaluation.ByconstructingAHPmodelandcomparativejudgmentmatrix,butalsothroughmathematiccalculationandone-timeinspection,aconclusionisobtained,whichshowsthegeologicstructure、ratioofrisetospan、rockmassstructure,maximumexposureareaandetc.aremaincauses,therefore,theessentialinstablefactorsofmined-outareaarefoundout,whichwillofferagoodfoundationtothefuturehar2nessingofthisarea.
Keywords:
mined-outarea;stability;AHP;weights;evaluation
0 引 言
AHP(AnalyticHierarchyProcess,简称AHP是
将与决策因素有关的元素分解成目标、准则、方案等层次,在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法[1~2]
。
主要途径就是通过把问题层次化,根据问题的性质和所要达到的总目标,将问题分解成不同的组成因素,并按照因素间的相互关联影响以及隶属关系将因素按不同层次聚集组合,形成一个多层次的分析结构模型。
最终把系统分析归结为最低层(供决策的方案措施等,相对于最高层(总目标的相对重要性权值的确定或相对优劣次序的排序问题。
这种方法的特点是在对复杂的决策问题的本
质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上,利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化,从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。
尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合。
采空区稳定性是一个多因素共同作用的复杂的工程系统,是矿山在进行地下生产过程中不可避免要面对的一个棘手问题:
既要对开采现场不构成重大威胁,又要保证以后开采其他矿体和工程布置不受重要威胁。
而采空区稳定性影响因素很多,在进行采空区稳定性研究中首要的就是把握采空区稳定性的诸多因素中那些因素影响程度比较大。
本文以老鸦巢矿区为工程背景,采用AHP对影响该区的地下采空区影响因素,全面把握影响采空区稳定性的各因素重要程度,为采空区稳定性的论证做好准备工作
[3]
。
1 确定指标权重
1.1 研究区概括
水口山铅锌矿的老鸦巢矿区位于耒、临南北构造带的北端,新华夏系第二沉降带衡阳盆地的南缘,矿体赋存在下二迭纪岩层中,主要赋存于灰岩接触破碎带。
矿床属中高温热液交代型,成矿于燕山运动期间,主要矿石类型为Pb、Zn、Cu、Py和U。
矿物以硫化物为主,Pb、Zn、S的品位由东到西趋于降低,从地表延伸到五中段Pb、Zn增高,十二中段Pb、逐渐降低,S逐渐增高组、下二迭系茅口组垩系、矽卡岩、、红色砾岩等组成。
该区经过110余年的开采,开采深度由地表至
13中段20m付层不等,最大垂高520m。
该区共开
采了18个矿体,形成了18个主要采空区,形成的采
空区体积220万m3
其中存窿矿和已用废石充填的
体积105万m3,未处理空区体积115万m3
。
尽管最近几年,矿山对较大采空区先后采用充填的方法进行了处理,但受采空区影响的地表范围仍然达到24
万m2
包括选矿车间、机修车间及余家冲等地表设施[4]
。
1.、采空区、。
在此基础,该框架图共分为3个层(如图1。
首先通过调查分析、专家评定、参阅类似文献对各因素赋值,然后对准则层、指标层进行综合评价,经过一次性检验后得出影响因素权重
。
图1 采空区稳定性评价指标层次结构
1.3 构造比较判断矩阵建立了层次构造模型后,采用数字1~9及其倒
数作为标度(如表1为该标度含义将要分析的问题转化成比较判断矩阵
[5]
。
表1 比较标准意义
标准值
定义说明
1同样重要
因素i与j的重要性相同3稍微重要因素i的重要性稍微高于j5明显重要因素i的重要性明显高于j7强烈重要因素i的重要性强烈高于j9
绝对重要
因素i的重要性绝对高于
j
2,4,6,8分别表示两相邻判断的中值;若因素i与j比较得aij,则因素j与i比较得aji=1/aij
按照层次结构模型,每一层元素都以相邻上一层次各元素为基准,按上述比较标度构造判断矩阵
D,按定义则有[6]
:
D=
W11
…W1n…
ω…
Wm1
…
Wm=
W1
W1
…W1Wn
…
ωWmW1
…
WmWn
(1
对比较得到的判断矩阵D,解特征根问题:
DW=λmaxW,所得到的W经正规化后作为因素的排序权重。
可以证明,对于正定互反矩阵D,其最大特征根λmax存在且唯一,W可由正分量组成,除相差1个常数倍数外,W是唯一的[8]
。
实际上,对D很难求出精确的特征值和特征向量W,只能求其近似值。
采用方根法进行计算:
a.判断矩阵D的元素按行相乘,得到各行元素乘积Mi:
Mi=
∏
nj=l
Wij
(2
b.计算Mi的n次方根:
・
53・第33卷第4期 谢盛青:
基于层次分析法采空区稳定性影响因素权重分析
Wi=
n
i
(3
c.对向量W正规化:
Wi=Wi/
∑n
j=1
W
j
(4
d.计算判断矩阵的最大特征根:
λmax=
n
i=1
(DWinWi
(5
以上各式中i=1,2,…n。
1.4 判断矩阵的一次性检验
判断矩阵的一致性检验公式为CR=CI/RI,其
中CI为一致性检验指标,CI=(λmax-n/(n-1,n为判断矩阵的阶数。
当CI=0时,判断矩阵D完全一致;否则D非一致性越严重;RI为平均随机一致性指标表2。
当CR<0.10时,认为判断矩阵的一致性是可以接受的,否则应对判断矩阵作适当修正[7]
。
表2 阶数
12345671112131415RI
0.1.26
46
1.49
1.52
1.54
1.56
1.58
1.59
2 首先根据老鸦巢矿区开采技术条件、参考类似
矿山、专家评分等方法构造目标层对应准则层的A-B判断矩阵,见表3所示。
表3 A-B判断矩阵
U1
U2
U3
地质水文因素U1118采空区结构参数U2
117其他因素U3
1/8
1/7
1
根据公式2~5计算可得最大特征根λmax=
3.002,CI=0.001,通过查表2可得RI=0.52,则求得随机一致性比例CR=0.002<0.1,说明判断矩阵具有满意的一致性,权重矩阵W=(0.479,0.458,
0.063T
可接受。
同理可得准则层对应指标层的判断矩阵,如表4~6所示,并求得各二级评价指标的权重系数如下。
表4 B1-C判断矩阵
U11
U12
U1
U14
岩体结构U1111/335地质构造U12
3157岩石抗压强度U131/31/513水文因素U14
1/5
1/7
1/3
1
表5 B2-C判断矩阵
U21
U22
U23
U24
U25
U26
采空区形状U21171/5351/3矿体倾角U221/711/91/51/31/8高跨比U23
591793实际空区体积U241/351/7131/5埋藏深度U25
1/531/91/311/9最大暴露面积U3
8
1/3
5
9
1
表6 B3-C判断矩阵
U31
U32
U33
暴露时间U31
135采动扰动情况U321/313相邻采空区情况U33
1/5
1/3
1
B1-C:
B1=(0.28,0.553,0.113,0.054T
λmax1=4.2191,CI1=0.073,RI1=0.89,CR1=0.082<0.1;
B2-C:
B2=(0.137,0.024,0.46,0.073,
0.041,0.265,λmax2=6
.5911,CI2=0.1182,RI2=1.26,CR2=0.094<0.1;
B3-C:
B3=(0.637,0.258,0.105T
λmax3=
3.0385,CI3=0.019,RI3=0.52,CI3=0.037<0.1。
则可得层次总排序计算,见表7。
表7 层次总排序表
指标层UijU1
U2
U3
0.4790.4580.063
总排序权值/W岩体结构0.280.134地质构造0.5530.265岩石抗压强度0.1130.054水文因素0.054
0.026
采空区形状0.1370.063矿体倾角0.0240.011高跨比
0.460.211实际空区体积0.0730.033埋藏深度0.0410.019最大暴露面积0.265
0.121暴露时间0.6370.04采动扰动情况0.2580.016相邻采空区情况
0.105
0.007
层次总排序一致性检验为:
CI=0.0903,RI=1.039,CR=0.0869<0.1,故判断矩阵满足一致性
检验要求。
因此,可得影响采矿方案选择的权重向量为W=(0.134,0.265,0.054,0.026,0.063,
・
63・中 国 钼 业 2009年8月
0.011,0.211,0.033,0.019,0.121,0.04,0.016,0.007T,可接受。
至此,通过AHP对采空区稳定性影响因素分析后,可以清楚地了解影响采空区重要程度分布情况,这就有利于从整体上合理的把握影响稳定性的重要性因素,为科学合理的采空区稳定性分析做好前期准备工作。
3 结 论
AHP
析方法[8],
次,,
并据此对整个问题进行分析,提出问题的解决方案。
AHP分析结果表明,在矿山地下开采过程中,地质构造、高跨比、岩体结构、最大暴露面积等因素对采空区的稳定性影响非常重要,相邻采空区情况、矿体倾角、采动扰动情况等因素在本矿山中对采空区稳定性有一定的影响,但不是主要的因素。
总之,通过对采空区影响因素的分析,从根本上把握采空区失稳机理,把握导致采空区失稳的主要因素和次要因素,在对采空区稳定性的研究论证上具有积极的意义。
参考文献
[1] 牟纯儒,潘增辉,刘文娟,等.关于衡水湖环境功能区划的研究[J].南水北调与水利科技,2004,2(2:
29-32.
[2] 冯乃琦,扬扬,余珍友.应用层次分析法评价采空区稳定性-以安阳县某矿厂为例[].岩土工程界,2008,11(12:
78-80.
[3].[硕士论文]:
2008,25-36.
4].[J].金属矿山,2008,42(7:
157-159.
[5] 张亮亮,石振武.层次分析法在寒冷地区道理路线方案必选中的应用[J].深林工程,2007,23(6:
55.[6] 王新民,赵彬,张钦礼.基于层次分析法和模糊数学的采矿方法选择[J].中南大学(自然科学版,2008,39(5:
876.
[7] 扬扬,冯乃琦,余珍友,等.基于层次分析和模糊数学的采空区稳定性综合评价[J],有色金属(矿山部分,2008,60(5:
38.
[8] 虞晓芬,傅玳.多指标综合评价方法综述[J],统计与决策,2004,19(11:
119-121.
金钼汝阳生产经营项目建设双丰收
2009年上半年,金堆城钼业汝阳有限责任公司(金钼汝阳9项技术经济指标创历史最好水平,5000t/d选矿厂及配套设施建设完成年计划投资的60%,实现了生产经营和项目建设双丰收。
金钼汝阳是金钼集团跨省在河南汝阳投资建设开发的一个钼采选生产企业。
今年以来,金钼汝阳积极应对金融危机及钼市场价格大幅下跌的挑战,生产经营和项目建设齐头并进。
生产经营高效稳步提升。
上半年金钼汝阳通过优化生产工艺、强化工艺过程管理、控制和技术改造等措施,使采矿量、钼矿标量、钼精矿品位等九大技术经济全面提升。
其中,采矿量、钼精矿标量和设备运转率同比增幅分别达41.90%、26.93%和6.37%,实现利税1271万元。
在生产经营技术指标稳升的同时,钼精矿完全成本和综合能耗同比分别下降16.97%和2.57%,实现了安全无事故、环保无污染。
5000t/d选矿厂及配套设施建设项目强力推进。
这个项目是金钼汝阳20000t/d钼采选项目的分项目。
主要内容包括5000t/d选矿厂建设、石柱沟水库建设和采选办公大楼建设。
前往项目建设现场调研的陕西有色集团董事长黄晓平用"热火朝天"给予肯定。
据悉,金钼汝阳的5000t/d选矿厂建设,目前已完成土建量的80%,设备安装全面开始,预计年底可望具备试生产条件。
石柱沟水库建设,目前已完成了施工临时道和永久上坝道路建设,左右岸坝体砼施工已分别达到707标高和703标高,预计9月底可形成100万m3蓄水能力。
采选办公大楼建设,目前主体砼框架结构、墙体及内外墙装饰、室内粉刷施工均已完成,水电暖安装外墙保温和装修工程正在进行,预计8月底全部完工。
一手抓生产经营,一手抓项目建设,金钼汝阳人用敢于拼搏、善于动作、乐于吃苦的精神和行动,兑现着"力保产能高效运转、强力推进项目建设、挑战危机保生存促发展"的誓言。
(刘雪泉・73・
第33卷第4期 谢盛青:
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