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基于模糊数学-层次分析的露天矿深孔爆破效果评价研究
摘要
随着矿山开采的不断深入，深孔爆破已成为一种普遍应用的矿山开采技术。本研究基于层次分析方法和模糊数学理论，建立了露天矿深孔爆破效果评价的综合模型。针对深孔爆破存在的不确定性，设计了模糊评价指标，并采用模糊层次分析法对其进行权重确定。最后，以某露天矿为例，进行了深孔爆破效果的实际分析，结果表明，本研究提出的评价方法能够客观、全面地评价深孔爆破效果，具有很高的应用价值。
关键词：深孔爆破；露天矿；层次分析；模糊数学；效果评价
Abstract
Withthecontinuousdeepeningofmining,deepholeblastinghasbecomeawidelyusedminingtechnology.Basedontheanalytichierarchyprocessandfuzzymathematicstheory,thisstudyestablishedacomprehensivemodelforevaluatingtheeffectofopen-pitminedeepholeblasting.Inviewoftheuncertaintyofdeepholeblasting,fuzzyevaluationindexesweredesigned,andthefuzzyanalytichierarchyprocesswasusedtodeterminetheirweights.Finally,takingacertainopen-pitmineasanexample,theactualanalysisoftheeffectofdeepholeblastingwascarriedout.Theresultsshowthattheevaluationmethodproposedinthisstudycanobjectivelyandcomprehensivelyevaluatetheeffectofdeepholeblasting,andhashighpracticalvalue.
Keywords:deepholeblasting;open-pitmine;analytichierarchyprocess;fuzzymathematics;effectevaluation
引言
露天矿深孔爆破是一种常用的矿山开采技术，其对于提高矿山生产效率和劳动生产率，保证矿山经济效益和安全稳定运行具有重要作用。然而，深孔爆破过程中存在着诸多不确定性因素，如爆炸能量、岩体物性参数、裂纹参数等，这些因素对爆破效果产生着很大的影响。因此，建立科学合理的评价模型，对深孔爆破效果进行客观、系统的评价具有重要意义。
目前，对于深孔爆破效果评价的方法主要包括定性评价和定量评价两种。定性评价主要根据经验和感受进行，缺乏客观性和科学性；定量评价虽然可以考虑各因素间的影响，但是往往需要大量数据和精确模型，比较复杂。因此，为了克服以上局限性，本研究基于层次分析方法和模糊数学理论，建立了露天矿深孔爆破效果评价的综合模型，旨在提供一种客观、科学的深孔爆破效果评价方法。
一、相关理论
1.层次分析法
层次分析法是一种定量分析方法，可以有效地处理各因素之间的关系和相互影响。其基本思想是将一个复杂的问题，按照层次结构划分成若干个互相联系的层次，并对层次之间的因素进行比较和选择，最终得到全局最优方案。层次分析法的步骤主要包括构建层次结构模型、建立判断矩阵、计算权重向量和一致性检验等。
2.模糊数学
模糊数学是用来处理不确定性问题的数学工具，它的核心思想是将现实世界中不确定性的问题转化为数学上的模糊概念，从而进行量化处理。模糊数学主要包括模糊集合、模糊关系、模糊逻辑、模糊推理等基本概念，可用于多种决策问题的处理和分析。
二、综合评价模型建立
1.建立层次结构模型
为了构建评价模型，需要先将深孔爆破效果评价指标进行层次化，建立层次结构模型。本研究将深孔爆破效果评价指标层次结构分为三层，其中，一级层次为深孔爆破效果评价指标，二级层次为安全性、经济性、环境因素等方面的评价指标，三级层次为各项具体评价指标。
2.建立判断矩阵
为了确定各评价指标之间的相对权重，需要建立判断矩阵，反映两两评价指标之间的重要性程度。在此过程中，由于评价指标之间存在一定的不确定性，本研究采用模糊数学理论，将判断矩阵中的元素由数值变为模糊数值。在模糊数值的计算过程中，首先需要确定隶属度函数表达式，然后利用模糊数学运算进行计算。
3.计算权重向量
通过计算矩阵的模糊平均值，可以得到各评价指标的权重向量，在此过程中需进行一致性检验，确保计算结果的可靠性和有效性。
4.效果评价
通过对露天矿深孔爆破效果的实际分析，本研究得出了深孔爆破效果评价结果，为