一种露天台阶爆破效果评估方法与流程

本发明涉及台阶爆破施工，具体为一种露天台阶爆破效果评估方法。

背景技术：

1、铸爆破工作是露天矿山采掘作业的重要环节。爆破质量的好坏，直接影响穿孔、采装、运输和破碎设备的效率，而爆破质量和爆破参数又有着密切的联系。为了改善矿山生产效率和提高经济效益，我们必须对矿山现有的生产状况和爆破现状进行实地考察、研究、分析，才能对爆破参数和起爆顺序等进行优化，从而达到提高矿山生产能力和经济效益的目的。

2、在露天矿生产过程中，由于爆破设计方法主要靠人工完成，爆后矿石块度组成难以达到理想效果，主要存在以下两个问题：

3、(1)大块根底率偏高。由于采场地质条件的影响，使炸药能量不能充分发挥作用，爆炸产生的裂隙不能贯通，直接导致了大块和根底的产生；再加上装药结构和炸药单耗等原因造成大块根底率偏高；

4、(2)粉矿率过高。连续弱面的裂隙把岩体分割成许多块，减小了矿岩强度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种露天台阶爆破效果评估方法，以解决上述背景技术中提出的大块根底率偏高。由于采场地质条件的影响，使炸药能量不能充分发挥作用，爆炸产生的裂隙不能贯通，直接导致了大块和根底的产生；再加上装药结构和炸药单耗等原因造成大块根底率偏高；粉矿率过高。连续弱面的裂隙把岩体分割成许多块，减小了矿岩强度的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种露天台阶爆破效果评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

3、s1：判断爆破块度的分布，大块、根底的形成，爆堆的形状以及隆起高度，爆破后爆堆适合铲装与否；

4、s2：考核爆破直接成本的因素，主要因素包括：延米爆量，炸药单耗等等，并在改善爆破破碎质量的前提下，使钻孔、装载、运输和破碎等后续工序发挥出高效率，并考核爆破综合成本；

5、s3：在安全上要求爆破时考虑振动强度、飞石距离、空气冲击波强度和破坏范围是否符合爆破安全规程规定。

6、优选的，所述爆破块度必须分布在合理的块度范围内，受破碎机规格生产条件的限制，矿石破碎块度要求在900mm以下，在10mm～750mm之间寻求大面积分布。

7、优选的，所述本方案所用到的最优化方法主要是指非线性规划这一应用数学分支，它被用来识别和计算多个变量的非线性函数的最优解(极大点或极小点)，最优化问题的一般形式可以表示为：

8、min f(x)s.t.gi(x)≤0,i＝1,2,…,m hj(x)＝0,j＝1,2,…,1；

9、f(x)为目标函数，min f(x)表示目标函数的极小点，s.t.是限制名，gi(x)与hj(x)为约束函数；这里x∈rn，rn表示n维欧几里德空间，而普通的规划问题都有明确的目标函数和约束函数；结合实际工程，许多工程问题的因素都是“模糊”的，并且因素和效果之间不是能用一个简单的函数表达式就能建立起关系的；例如，在露天矿爆破参数优化中，约束条件和优化目标或函数一般都是模糊的,很难通过一个简单表达式来说明问题；这就需要用模糊集来对这类问题进行处理；例如，进行露天矿台阶爆破参数的设计时，在保证安全可靠和技术合理的前提下，如何最大限度地降低炸药单耗，可通过给定一组或几组可行方案以及各种目标函数和约束方程以后，从中筛选出一个最优的方案；因此，爆破效果方面的应用研究完全可以运用模糊优化规划技术来实现，模糊规划问题一般是指目标函数在论域u的一个模糊子集c上的极值问题,记：

10、

11、称cf为f在c上的模糊优越集，其中λμλ表示u的模糊子集,它具有隶属函数：

12、

13、只要求出模糊优越集,则可以认为模糊规划的问题已经解决。

14、优选的，在实际操作中，求目标函数f在模糊约束a下的极大值的基本过程(求极小值的情况类似)为：

15、(1)求出f的模糊优越集，可以看作是模糊的目标集；

16、(2)模糊判决；根据bellman和zadeh的对称模型,模糊环境中的决策可以看作为模糊约束和模糊目标的交集,对模糊约束集a和模糊目标集作mf模糊关系的代数积，即模糊判决集b＝a∩mf；

17、(3)用最大原则求出u·使得μb(u)取极值；

18、在模糊判决中,上面的模型把约束和目标平等看待，如果判决时认为二者的地位不等,可以按实际情况对二者赋予不同的权，对第二步加以修正为凸模糊集判决：设模糊约束集a的权为a，模糊目标集mf的权为b，这里的a+b＝1(a≥0,b≥0)，即模糊判决集b＝aa+bmf，即：

19、

20、对于多约束的情形,可以把底层的若干个约束a1，a2,…,am综合成上一层的约束a(取或取这里的)，对于多个目标函数，求出其对应的模糊目标集mf1，mf1，…，mf1，用以上方法进行同样的处理，再进行基本的求解过程。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、本发明通过计算孔网参数、炸药单耗以及延时间隔与大块率之间的关系，使炸药能量充分发挥作用，并将爆炸产生的裂隙进行贯通，避免造成大块根底率偏高或者偏低；

23、本发明通过适当增加岩体爆破自由面，选取合理延期时间，减少岩体之间挤压，从而降低粉矿率。

技术特征：

1.一种露天台阶爆破效果评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种露天台阶爆破效果评估方法，其特征在于：所述爆破块度必须分布在合理的块度范围内，受破碎机规格生产条件的限制，矿石破碎块度要求在900mm以下，在10mm～750mm之间寻求大面积分布。

3.根据权利要求1所述的一种露天台阶爆破效果评估方法，其特征在于：本方案所用到的最优化方法主要是指非线性规划这一应用数学分支，它被用来识别和计算多个变量的非线性函数的最优解(极大点或极小点)，最优化问题的一般形式可以表示为：

4.根据权利要求3所述的一种露天台阶爆破效果评估方法，其特征在于：在实际操作中，求目标函数f在模糊约束a下的极大值的基本过程(求极小值的情况类似)为：

技术总结
本发明涉及台阶爆破施工技术领域，具体为一种露天台阶爆破效果评估方法，通过判断爆破块度的分布，大块、根底的形成，爆堆的形状以及隆起高度，爆破后爆堆适合铲装与否；考核爆破成本因素，在改善爆破破碎质量前提下，使钻孔、装载、运输和破碎等工序发挥出高效率，并考核爆破综合成本；在安全上要求爆破时考虑振动强度、飞石距离、空气冲击波强度和破坏范围是否符合爆破安全规程规定；有益效果为：本发明通过计算孔网参数、炸药单耗以及延时间隔与大块率之间的关系，使炸药能量充分发挥作用，并将爆炸产生的裂隙进行贯通，避免造成大块根底率偏高；并通过适当增加岩体爆破自由面，选取合理延期时间，减少岩体之间挤压，从而降低粉矿率。

技术研发人员：周建敏,魏兴,赵明生,李杰,余红兵,康强
受保护的技术使用者：保利新联爆破工程集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10