[发明专利]一种露天矿帮坡自然灾害过程事件重要性分析方法

权利要求书

1.一种露天矿帮坡自然灾害过程事件重要性分析方法，其特征在于，根据工况建立露天矿帮坡灾害演化过程的灾害过程网络，将该网络进行处理得到灾害过程模式，提出灾害起始事件结构重要度、结构复杂度和结构可达度三个指标以衡量灾害起始事件导致帮坡灾害事件的重要性，确定指标特征和关系，作为灾害起始事件影响帮坡灾害事件的主要衡量标准，可用于露天矿帮坡灾害过程中各灾害起始事件重要性确定，以便对灾害过程进行防治和治理。

2.根据权利要求1所述一种露天矿帮坡自然灾害过程事件重要性分析方法，其特征在于对灾害过程网络进行描述及过程包含的事件，这些事件包括：采矿工程活动、改变边坡应力场、改变边坡岩体物理力学性质、气候(降雨、冻融)、地面形变、产生地裂缝、裂缝扩张、降雨入渗地下水侵蚀、重力荷载、地面沉陷、滑坡崩塌、南帮崩塌边坡顺倾存在断层破碎带弱层不稳定边坡角、汛期降雨冻融行车何在采矿工程活动、残煤自燃引发爆炸触发底部凝灰岩层、危害；将灾害过程网络得到灾害发生模式。

3.根据权利要求1所述一种露天矿帮坡自然灾害过程事件重要性分析方法，其特征在于，灾害发生模式包括：

a.((采矿工程活动→改变边坡应力场→地面形变→产生地裂缝→裂缝扩张)→地面沉陷|南帮崩塌边坡顺倾、存在断层、破碎带、弱层、不稳定边坡角)→滑坡、崩塌→危害；

b.((气候(降雨、冻融)→改变边坡岩体物理力学性质→地面形变→产生地裂缝→裂缝扩张|降雨入渗地下水侵蚀|重力荷载)→地面沉陷|南帮崩塌边坡顺倾、存在断层、破碎带、弱层、不稳定边坡角)→滑坡、崩塌→危害；

c.((采矿工程活动→改变边坡应力场|气候(降雨、冻融)→改变边坡岩体物理力学性质)→地面形变→((产生地裂缝→裂缝扩张|降雨入渗地下水侵蚀|重力荷载)→地面沉陷)^n|南帮崩塌边坡顺倾、存在断层、破碎带、弱层、不稳定边坡角)→滑坡、崩塌→危害；

d.(((采矿工程活动→改变边坡应力场|气候(降雨、冻融)→改变边坡岩体物理力学性质)→地面形变|(裂缝扩张|降雨入渗地下水侵蚀|重力荷载)→地面沉陷)→(裂缝扩张→产生地裂缝)^n|南帮崩塌边坡顺倾、存在断层、破碎带、弱层、不稳定边坡角)→滑坡、崩塌→危害；

e.汛期，降雨、冻融、行车荷载、采矿工程活动→滑坡、崩塌→危害；

f.残煤自燃:引发爆炸，触发底部凝灰岩层→滑坡、崩塌→危害；

其中：→表示演化方向；|表示左右两侧事件同时发生；()表示同层次演化含义整体性。

4.根据权利要求1所述一种露天矿帮坡自然灾害过程事件重要性分析方法，其特征在于，提出三种灾害起始事件对帮坡灾害事件影响的衡量指标，即重要度、复杂度和可达度，描述灾害过程网络中灾害起始事件的结构特征，

定义1：结构重要度SI：在一个灾害过程网络中，某一灾害起始事件EE变化引起的同一个帮坡灾害事件TE的变化程度，

设EE和TE状态为0,1二态，0表示不发生，1表示发生，该值越大表示该EE发生导致TE发生的可能性越大，结构重要度计算如式(1)所示，

式中：number()表示统计符合条件的灾害演化路径；e_all(TE)表示所有指向TE的灾害演化路径；(1→0)表示TE和EE的状态由发生变为不发生；i表示第i个EE；

定义2：结构复杂度SC：在一个灾害过程网络中，导致同一个TE的同一个EE总数与导致该TE的所有路径的所有EE的可重复数量总和的比值，

该指标衡量EE导致TE的复杂程度，值越大表示该EE导致TE的情形越复杂，所有EE的SC之和为1，SC计算如式2所示，

式中：EE_all表示所有EE；in表示在某路径中的EE；

定义3：结构可达度SA：在一个灾害过程网络中，导致同一个TE的同一个EE到达这个TE需要经过的连接数；是所有路径上，该EE到达TE所需连接数的平均值，将该平均值取倒数即为SA，

该指标衡量EE导致TE发生的复杂程度，当路径中有循环结构时，按照设定的循环次数n统计连接数，并按照循环次数取平均值作为该循环的连接数，SA计算如式(3)所示，

式中：j表示第j个路径；N表示在第j个路径中非循环结构的连接数；k表示在第j个路径中第k个循环；K表示在第j个路径中有K个循环；n_k表示在第j个路径中第k个循环中的循环次数；表示在第j个路径中第k个循环中的连接数，all表示所有。