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Evaluation Method and Application of Multi-index Rock Mass Blastability Based on Normal Cloud Model

本文提出了一种基于正云模型的组合AHP-熵权法岩体爆破适性评价方法,旨在提高分类精度,该方法已在河南省某金矿的爆破设计指导中得到成功验证与应用。

原作者: Kui-kui HOU, Shu-yan Du, An-ran Yin, Yang-yang Qiu, Zi-kang Zhao, Ming-de Zhu

发布于 2026-08-07
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原作者: Kui-kui HOU, Shu-yan Du, An-ran Yin, Yang-yang Qiu, Zi-kang Zhao, Ming-de Zhu

原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性,请参阅原始论文。 阅读完整免责声明

想象一下,你是一位试图烤出完美蛋糕的厨师,但你的原料不是面粉和糖,而是深藏在地底下的巨大岩块。在采矿和隧道工程的世界里,“爆破”是破碎这些岩石的主要方式。但棘手的地方在于,并非所有的岩石都是一样的。有些岩石像放干了的饼干一样容易碎,而另一些则像砖墙一样坚硬。如果你使用的炸药过多,可能会破坏隧道;如果过少,则会留下一个顽固的巨石。这就是“岩体爆破性”发挥作用的地方。它基本上是一张计分卡,告诉工程师某块特定的岩石有多难破碎。为了计算出这个分数,科学家们会观察一些线索,比如声波在岩石中传播的速度(这是岩石紧密程度的标志)、它的重量、它在断裂前能承受多少拉伸力,以及它内部已经存在多少裂缝和节理。准确掌握这个分数至关重要,因为它既能保障矿工的安全,又能确保隧道建设的高效进行。

现在,想象一下仅凭肉眼观察岩石来猜测这个分数。这非常混乱。一位专家可能会说:“噢,这看起来很硬,”而另一位可能会说:“不,这很容易。”这正是这篇论文发挥作用的地方。研究人员通过与中国河南的一座金矿合作,决定建造一个超级智能的计算器来解决这个猜谜游戏。他们不仅仅选取了一个数字,而是同时观察了四个不同的线索:岩石的抗拉强度(拉开岩石的难度)、波速(声音穿过它的速度)、完整性(它有多少裂缝)以及密度(它有多重)。

但真正的魔力在于:他们使用了一个“正态云模型”。把这想象成一份关于岩石的天气预报。云模型不会说“气温正好是70度”,而是说“气温可能在70度左右,但也可能稍热或稍凉,并且存在一定的随机性”。岩石是模糊且不可预测的,因此这种模型比传统的数学方法能更好地处理这种不确定性。为了确保计算器的公平性,他们使用了两种不同的方法来决定哪些线索最重要。一种方法是像征求专家小组的意见(层次分析法),另一种则是让数据自己说话,通过观察数值的变化程度(熵权法)。通过将这两者结合起来,他们避免了过于主观或过于机械化的陷阱。

团队在一家深层金矿的三个不同地点测试了他们的新型计算器。他们在这些地点测量了岩石数据,并将这些数字输入到他们的云模型中。结果如何?该模型成功地将岩石分为五个类别:“极易”、“容易”、“中等”、“困难”和“极难”。例如,在一个地点,岩石被评为“中等”难度,而在另一个地点,则是“困难”。论文表明,这种方法在现实世界中行之有效,为如何进行爆破而不浪费能量或引发事故提供了清晰的指导。它不仅仅提出了一个理论;它证明了这种特定的数学与云模型的结合,能够准确预测该特定矿山中岩石的坚硬程度,为工程师在需要安全破碎物体时提供了一个可靠的新工具。

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