基于裂纹动力学的岩石动力破碎平均块度研究

作为表征动力破碎的重要参数之一,平均破碎块度的研究对于揭示岩石破碎机理具有重要意义。尽管进行了大量理论与实验研究,但是还缺乏从裂纹动力学角度来澄清岩石破碎和块度形成机理。基于动态荷载作用下翼型裂纹扩展模型和J. R. Gladden柱体动力屈曲失稳模型,提出了一种预测岩石平均破碎块度的方法,并探究了应变率对动态强度和平均破碎块度的影响。研究结果表明,随着应变率的增加,动态强度增加,平均破碎块度减小,且应变率依赖性逐渐降低。模型平均破碎块度预测与实验数据吻合良好。     

神经网络模型在台阶爆破块度预测中的应用

爆破块度的预测是一项比较复杂的课题。鉴于以往预测爆破块度的方法存在着某些不足,本文在神经网络理论的基础上,建立了爆破块度预测的神经网络模型,并在台阶爆破中应用。通过网络模型与Ｒ—Ｒ分布式和Ｇ—Ｇ—Ｓ经验模型的比较,验证了利用神经网络模型预测爆破块度的可靠性。     

基于回归分析理论的爆破块度预测模型研究

介绍了建立矿岩爆破块度分布预测模型的方法，结合某露天矿实际，在现场小台阶模拟试验的基础上，应用回归分析和显著性检验等数理统计理论，研究建立了矿岩爆破块度分布与岩体特征、炸药类型、爆破参数的7种变量因子预测模型；同时，通过对所建模型的分析研究，得到了大块率、平均块度、p80和k50等爆破单一指标的计算式。经生产爆破的检验，所建模型与实际吻合较好。因此，它对于矿山的爆破块度分布预测和爆破参量优化有一定的参考价值。     

分形理论与岩石爆破块度的预报研究

根据分形几何理论,研究了岩石爆破块度的分形特征,发现岩石的爆破块度具有良好的分形结构。探讨了爆破参数与爆破块度分维数之间的关系。笔者认为,对一直困扰我们的由岩石特性引起的爆破成缝的随机性、不规则性和爆破块度分布的复杂性,分形理论可能为岩石爆破后的块度估算、爆前块度的预报和爆破参数的优化研究开创一个新的生长点。     

分形理论与岩石爆破块度的预报研究

根据分形几何理论，研究了岩石爆破块度的分形特征，发现岩石的爆破块度具有良好的分形结构。探讨了爆破参数与爆破块度分维数之间的关系。笔者认为，对一直困扰我们的由岩石特性引起的爆破成缝的随机性、不规则性和爆破块度分布的复杂性，分形理论可能为岩石爆破后的块度估算、爆前块度的预报和爆破参数的优化研究开创一个新的生长点。     

基于块体形状分类的爆堆块度三维几何参数估算

爆堆图像分析法是统计爆破后矿岩块度分布的主要方法,针对图像分割后得到的岩块二维图形,研究了通过岩块二维投影几何参数估算岩块体积的方法。统计分析岩体中节理面倾向、倾角和间距的概率分布,通过Monte Carlo随机模拟三维节理面网络,建立节理面切割的矿岩原始块度三维模型,利用3组相互垂直的平面切割块度三维模型获取块体二维轮廓。对于不同的二维形状参数φ值区间,分析三维形状参数ε和κ的变化规律并建立其与φ的关系式。利用块体形状分类方法将块度三维模型分成6个块体集合,根据形状假设理论,由统计数据得出块体实际体积的对数和球形假设估算的块体体积的对数呈线性相关,应用回归分析推导出得到通过三维形状参数估算岩块体积的公式,通过实验对比,根据二维几何参数估算的块体体积和块度模型的块体实际体积的分布规律一致。     

基于交叉验证的矿岩爆破块度SVM模型优选研究

为克服传统预测模型凭个人经验随机选择核函数建立SVM的缺陷,基于交叉验证理论,将90个矿岩爆破样本随机切分成10个子集,每次保留其中一个子集作为测试集,迭代训练,通过支持向量机模型参数寻优,得到最优爆破块度预测模型。10次试验结果表明:基于径向基核函数的矿岩爆破块度SVM模型预测性能好,该模型的均方根误差、平均绝对误差的均值分别为0.101、0.0673。同时,基于R语言开发得到了矿岩爆破块度预测模型的程序代码,不仅可以保证预测模型与数据库样本的同步更新,而且为矿岩爆破块度预测模型的可持续性研究提供了技术支持。     

扇形中深孔爆破块度预测的神经网络法

针对现有爆破块度预测模型存在的不足,应用神经网络理论,研究了具体矿岩条件下的扇形中深孔爆破块度预测的神经网络方法.构建了三层前馈型神经网络结构,并根据扇形中深孔爆破实例,采用BP 算法对网络进行了训练,建立了具体矿岩条件下的扇形中深孔爆破块度分布与其影响因素间的非线性映射关系.采用测试样本对模型进行了测试,结果表明,所建立的模型用于扇形中深孔爆破块度的预测是可行的,模型精度是可靠的.     

节理岩体爆破研究进展

实际的岩体都是被节理裂隙等弱面切割,对爆破效果有很重要的影响、本文在回顾并综合分析了节理岩体爆破理论和试验研究状况的基础上,对节理岩体的质量综合评价、力学模型的研究、数值模拟的研究、爆破块度的分析及理论与试验相结合等方面提出了几点看法。     

空气间隔装药混凝土爆破试验块度分析

阐述了摄影法在块度分布上的研究现状,介绍了基于人工圈定的借助PS和CAD的图片处理方法。对不同空气层位置和比例的空气间隔装药进行了混凝土模型爆破试验,采用图像处理法从投影面积的角度采集数据并统计了各组试验爆破块度的分布规律。从块度分布曲线、最大块度和平均块度三个指标比较分析各组试验结果,初步得出了空气间隔装药爆破中空气层位置和比例对爆破块度分布的影响规律。另外,对同一组试验采用投影面积法和网筛尺寸法两种方法进行了分析比较,发现两者在描述块度分布指标上是一致的。     

节理岩体爆破块度预测的力学模型探讨

考虑到节理岩体的结构特点及岩块之间的局部非线性相互作用，运用多刚体系统动力学的理论方法，借助于Ｂｏｎｄ破碎理论，建立了节理岩体在爆炸载荷作用下块度预测的力学模型。将节理分布特征，爆破机理及块度分布计算紧密地联系在一起，避免了以往各环节脱节的不足。     

节理岩体爆破研究进展

实际的岩体都是被节理裂隙等弱面切割，对爆破效果有很重要的影响、本文在回顾并综合分析了节理岩体爆破理论和试验研究状况的基础上，对节理岩体的质量综合评价、力学模型的研究、数值模拟的研究、爆破块度的分析及理论与试验相结合等方面提出了几点看法。     

最小抵抗线对深孔岩石爆破块度的影响

针对最小抵抗线对深孔岩石爆破块度影响的问题,应用相似理论推导深孔岩石爆破中爆破块度与其影响因素的关系,得到小台阶模型下的相似律,并以此为依据进行了现场小台阶模型实验。通过对实验结果的分析,得到最小抵抗线对深孔岩石爆破块度的影响规律：随着抵抗线的增加,爆堆特征块度和均匀指数均增加。将此结论运用于连云港核电扩建山体爆破开挖工程,确定其最小抵抗线范围为3.5~4.5m,爆破后规格石料的成材率相比一期工程提高了23%,达到了预期效果。证明此设计合理,可为同类工程提供参考。     

最小抵抗线对深孔岩石爆破块度的影响

针对最小抵抗线对深孔岩石爆破块度影响的问题,应用相似理论推导深孔岩石爆破中爆破块度与其影响因素的关系,得到小台阶模型下的相似律,并以此为依据进行了现场小台阶模型实验。通过对实验结果的分析,得到最小抵抗线对深孔岩石爆破块度的影响规律:随着抵抗线的增加,爆堆特征块度和均匀指数均增加。将此结论运用于连云港核电扩建山体爆破开挖工程,确定其最小抵抗线范围为3.5⁴.5m,爆破后规格石料的成材率相比一期工程提高了23%,达到了预期效果。证明此设计合理,可为同类工程提供参考。     

标准金属洛氏硬度块测量不确定度的评定

基于JJG113—2013《标准金属洛氏硬度块》国家计量检定规程以及JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》国家计量技术规范,给出了一种评定标准块测量不确定度的新方法。建立了硬度测量模型,并对该测量模型进行严密分析,剔除了各耦合项对不确定度的重复贡献。指出其测量不确定度主要来源于标准块的均匀性、标准机的重复性以及标准机硬度值的最小增量,比对块的均匀性和长期稳定性,副基准机的测量不确定度。按规程的测量条件和方法,以C标尺中硬度标准块为例,对其测量不确定度进行了系统的评定。     

标准金属维氏硬度块测量不确定度的间接评定

基于JJG148-2006《标准金属维氏硬度块》国家计量检定规程以及JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》国家计量技术规范,给出了一种间接评定标准块测量不确定度的新方法。建立了硬度测量模型,并对该测量模型进行严密分析,合理剔除了间接评定时各耦合项对不确定度的二次贡献。指出其测量不确定度主要来源于其均匀性和工作标准机的重复性以及标准块硬度值最小增量、比对块的均匀性和长期稳定性、副基准机的测量不确定度。按规程的测量条件和方法,以硬度大于225HV1的标准块为例,对其测量不确定度进行了系统的间接评定。     

现场小台阶模型试验的相似理论分析

通过对现场小台阶模型试验进行相似理论分析,得出了该试验的模型律与相似准则,并结合某露天矿的生产实际,检验了建立在相似理论分析基础上的爆破块度分布预测模型的准确性。     

台阶爆破抵抗线对块度影响试验研究

介绍了不同抵抗线的单孔、单排孔爆破试验,采用摄影法分析爆堆块度的组成。试验块度分布符合R-R(Rosin-Rammler)分布模型,使用线性回归求出特征块度x0和均匀指数n。通过对分布参数的分析,揭示了一定地质条件下深孔台阶爆破抵抗线对破碎块度的影响规律,并对其应用进行了探讨。     

长九神山灰岩矿开采爆破块度预测研究

长九神山灰岩矿是世界上生产规模最大的砂石骨料场,爆破块度直接影响矿山的生产效益.结合现场实际生产,在两个岩体节理发育的采区共进行了11次爆破试验.基于Kuz-Ram爆破块度预测模型计算了爆破后的平均块度,发现平均块度预测计算值与爆破后实测值差异巨大.进而研究了计算值与实际值差距较大的原因,结果表明:岩体结构中节理发育程度、岩石性质是影响块度分布的主要因素,修正的Kuz-Ram模型岩石系数A的计算严重影响预测结果,建议在计算岩石系数A时,不考虑岩石密度的影响.通过现场4次验证性爆破试验数据分析显示,基于Kuz-Ram模型并使用建议修正方法得到的岩石系数,计算得到的平均块度预测值准确性明显提升,相对误差均在10％以下,预测准确性大幅提高.     

王快水库堆石爆破块度分布预报系统研究

王快水库堆石填筑工程堆石采用溢洪道开挖石料,溢洪道爆破开挖工程应用Kuz-Ram模型,并利用生产性爆破试验修正Kuz-Ram模型,建立了堆石爆破块度分布预报系统。此系统能经济、合理地制定爆破方案,确定爆破参数,控制堆石的块度,及时预报爆破块度分布情况,在王快水库工程25次大型爆破中取得了很好的应用效果。