基于正交有限元的矿柱动态模糊可靠性分析

摘要

地下矿体开采过程中矿柱的稳定性不仅具有随机性而且具有模糊性,考虑矿岩、混凝土材料参数及矿柱内应力的随机模糊性,提出了用动态模糊可靠度分析矿柱稳定性的新概念.通过多次正交试验有限元计算,得到矿体在每个开采施工步骤过程中功能函数值,并通过正交多项式拟合矿柱功能函数,从而建立矿柱单元在不同的开采施工步骤时的概率密度函数和模糊失效隶属度函数,求解矿柱单元在不同开采施工步骤时的模糊失效概率和模糊可靠度指标,获得了矿柱的模糊可靠性曲线.采用该方法对哈尔滨某钼矿Ⅰ号矿体上向水平充填采矿方案进行计算和分析,结果表明动态模糊可靠度能较好地反映矿体开采全过程的矿柱稳定性变化状况,为优化矿区开采方案和指导矿山安全生产提供了依据.