基于Weibull模型的高台阶抛掷爆破爆堆 形态BP神经网络预测

为了预测高台阶抛掷爆破爆堆形态,引入Weibull模型作为数学模型对实测爆堆曲线进行模拟,在此基础上,将试验中影响爆堆形态的8个参数与模拟得到的Weibull控制参数及松散系数作为输入输出层学习样本,建立BP神经网络。结果表明：Weibull模型可以较好地模拟真实爆堆。利用训练完成的BP神经网络预测爆堆形态时,各参数的预测误差均未超过5%,预测爆堆曲线接近真实爆堆曲线,其中Weibull模型控制参数的预测精度直接影响预测结果,松散系数ξ的预测精度则在将Weibull概率密度函数反无量纲化的过程中间接影响预测效果。     

ELM神经网络爆堆形态预测模型的研究及应用

以Moore-Penrose广义逆的定义和欧几里德空间内线性系统的最小二乘范数解原理为基础,运用Extreme Learning Machine(ELM) 神经网络--一种快速的前向神经网络学习算法,以Weibull函数的2个控制参数 α,β 以及松散系数 ξ 为输出层,提出了一种预测高台阶抛掷爆破爆堆形态的模型。该预测模型提高了爆堆形态预测的准确度,通过对黑岱沟露天煤矿爆堆形态的预测表明,ELM神经网络高台阶抛掷爆破爆堆形态预测模型的预测准确度高于同期使用BP神经网络预测的结果,更加接近于爆堆实际形态。     

基于多源信息融合的矿岩可爆性评价及应用

在数据挖掘的基础上, 采用粗糙集对矿岩可爆性数据进行了数据级融合, 除去冗余属性, 然后采用BP神经网络进行特征级融合, 从而建立基于多源信息融合的矿岩可爆性评价模型。对原始数据进行了离散归一化处理, 应用粗糙集对决定矿岩可爆性指数的6个因素进行了属性约简, 剔除了平均合格率, 而保留了漏斗体积、大块率、小块率、岩体声波速度和波阻抗等5个因素, 并对约简的准确性进行了验证。分别建立了矿岩可爆性评价的BP神经网络模型和粗糙集-BP神经网络模型, 前者对矿岩可爆性指数的预测值与实际值的平均偏差为8.33%, 而后者为6.75%。利用建立的粗糙集-BP神经网络模型预测某矿山井下采场的矿岩可爆性指数为78.43, 计算出采场的炸药单耗为0.65 kg/m³, 而现场试验值为0.67 kg/m³, 进一步验证了该模型的正确性。     

巴润矿矿岩混合爆区爆破分离技术研究

巴润矿是以开采铁矿石为主多金属矿种统筹开采的超大型露天矿山,矿床成因复杂,矿体空间上彼 此交联,若采用大区微差爆破模式开采,易造成各类矿、岩相互混入,有用矿石回收率低、贫化率高的现象,若采用 分穿分爆方式开采,爆区规模较小,生产效率低。针对此问题,提出了一次爆破矿岩分离爆破技术和电铲精准挖掘 指示技术,在不降低生产效率的前提下实现矿岩混合爆区矿岩有效分离,降低废石混入率的目标。试验爆区表明, 爆破分离技术实现了矿岩边界明显深凹沟槽、爆破矿石沿等时线方向抛掷运动的良好效果,同时利用矿岩边界指 示系统,方便了电铲司机辨别混合爆堆的矿石和岩石,可有效降低矿岩混合爆区的废石混入率。     

露天矿复杂矿体大方量压渣爆破试验

为研究复杂矿体大方量压渣爆破在纵深方向上的爆破质量变化和矿废混合情况,在非洲某大型露天铀矿进行了现场试验,爆破台阶高度7.5 m,炮孔18排,爆破方量35万t。结果显示,靠近渣体的爆堆（松散区）在隆起高度、块度分布以及电铲效率等方面优于远离渣体的爆堆（密实区）,揭示出大方量压渣爆破效果沿纵深方向变差。爆破后,试验区块矿量总体增加14.6%,品位下降4%,废石量减少28.8%,松散区矿废互混更加明显且矿岩量增加,密实区矿岩量减少。为改善密实区爆破效果,提出采取“一个爆破区块,两套爆破参数”的策略。     

巴润矿矿岩混合复杂爆区爆破分离技术试验研究

巴润矿床成因复杂,矿体不规整、产状及空间形态无规律,爆区内常出现多矿种、众矿体和多岩性混合的矿岩分布状态。常规露天开采爆破过程使破碎矿(岩)石在爆堆中相互混合,导致矿石贫化、损失较严重。针对矿岩混合复杂爆区存在的矿体边界不清、爆破过程矿岩混合和电铲装车时难以直观辨识矿(岩)石等难题,提出了向矿(岩)体中部抛掷堆聚、矿(岩)体交界处爆破分离成清晰沟槽为核心的分离爆破技术方案。通过钻孔岩粉取样化验圈定爆区内矿(岩)体的实际边界,综合应用矿(岩)体中部等时线定向抛掷堆聚技术、矿(岩)体边界多自由面长延时对孔起爆抛掷分离技术和电子雷管精准起爆技术等,实现了爆破荷载作用下矿(岩)石有序堆聚和边界清晰分离的目标。基于颗粒流PFC3D的数值模拟研究初步确定了台阶深孔爆破矿岩分离的技术参数,在此基础上开展了现场爆破分离试验。现场爆破试验的台阶高度为14 m,炮孔直径为310 mm,孔排距为(8～10) m×6 m,采用三角形布孔方式。先行起爆紧邻矿岩分界的同排两侧炮孔,延时110 ms后同时起爆跨矿岩边界的同排两侧炮孔。爆区内以矿(岩)体中部为起爆零点的多"V"型精准起爆和等时线抛掷堆聚等技术的综合应...     

矿岩块度计算机图象分析技术的研究与应用

基于对矿岩图象特征与规律的认识与分析,采用“双阈值亮点膨胀递减循环处理”技术,基本实现了岩块边界的自动识别,可用于对全爆堆矿岩的块度分布进行定量的统计和计算,测量误差一般在５％～１０％,其处理和统计计算的速度也大为提高。在本钢南芬露天铁矿爆破块度测量工作中实际应用,取得了良好效果。     

爆堆矿岩块度分布的计算机图像自动处理系统

对建立的计算机矿岩块度图像自动识别处理系统,引入了“双阈值亮点膨胀递减循环处理”技术进行图像二值化处理,在二值化技术的基础上对爆堆图像进行两次平滑去噪,运用拉普拉斯算子边缘检测法提取岩块边界。配合单一型链结区域增长法创造性地提出最小距分割法运用于区域分割。采用R-R函数对该处理结果进行了双对数回归分析,得到了爆堆矿岩块度分布结果。测试结果表明,系统具有较高的测试精度,误差一般不大于10%,能够满足实际应用要求,是一种具有很好发展前景的测试方法。     

泰森多边形法在露天矿爆区矿岩划分中的应用

爆区是露天矿开采活动中的最小单元,摸清拟爆破区域内矿岩分布对后续爆破装药连线、矿块划分、铲装以及配矿都具有重要的意义。通过对泰森多边形法原理的分析,构建了基于泰森多边形的品位估算方法,在此基础上进行矿石量和金属量的计算。以某铜矿为例,应用泰森多边形法进行了矿岩边界划分,并使用距离幂次反比法对其结果进行对比验证。结果表明:两种插值方法在金属量和平均品位上相差不大,泰森多边形法划分矿岩的结果能够满足生产要求,为矿山后续爆破装药连线、铲装以及配矿环节提供了参考依据,具有十分重要的现实意义。     

矿岩块度计算机图象分析的研究与应用

基于对矿岩图象特征与规律的认识与分析，采用“双阈值亮点膨递减循环处理”技术，基本实现了央块边界的自动识别，可用于全爆堆矿岩的块度分布进行定量的统计和计算，测量误差一般在５－１０％，其处理和统计计算的速度也大为提高。在本钢南芬吴铁矿爆破块度测量工作实际应用，取得了良好效果。     

基于三维可视化的爆堆形态灰色敏感度分析

爆堆形态是评价爆破质量的重要指标,研究影响其形态的主控因素可以更好地优化爆破质量。 为了探 究影响爆堆形态的主控因素,以乌龙泉露天矿爆破为背景,利用无人机倾斜摄影技术对爆堆形态进行三维建模,运用 灰色关联分析模型确定出影响爆堆形态因素的主次关系。 结果显示:本研究所分析的露天矿爆破的 6 个指标中,单位 炸药消耗量、孔距和排距影响程度接近,灰色绝对关联系数分别为 2. 576 5、2. 500 1、2. 460 1,钻孔深度影响程度最小 为 1. 665 7。 通过结果分析得出,对爆堆形态进行优化时,应首先考虑炸药单耗量,随着炸药单耗量的增加,爆堆的松 散系数也逐渐增大,当炸药单耗量为 0. 78 kg / m3 时,爆堆的松散系数最大为 1. 44;其次应该考虑孔网参数,孔网参数 (孔距×排距)为 7. 5 m2 时,爆堆的松散系数达到最大为 1. 44,但孔网参数需根据矿区实际情况调整确定。 依据爆破 因素的敏感度调整爆破参数取值,可以优化爆堆形态从而提高爆破质量。 基于三维可视化和灰色理论的露天矿爆堆 形态分析能够为爆破后续工作以及爆破优化设计提供依据。     

爆破效果主要影响因素的灰色关联分析

影响爆破效果的因素很多，灰色关联分析能确定出影响爆破效果各因素的主次关系。文中采用灰色关联分析方法，确定出某矿台阶深孔爆破效果的主要影响因素为底盘抵抗线、排距和炸药单耗，同时指出，在爆破设计中，适当调整孔网参数和炸药单耗，对控制爆破效果有重要作用。     

直眼掏槽效率敏感因子的理论与试验分析

建立了典型空孔直眼掏槽的力学模型，从理论上得出了影响空孔直眼掏槽效率的影响因子为岩石的抗拉强度、抗压强度、岩石初始密度、岩石中纵波的传播速度、炸药的性质、空孔半径、空孔到掏槽孔的距离、崩落孔与掏槽孔的起爆时差；选择了其中对工程有实际意义的4个参数进行27次正交试验.结果表明：影响掏槽效率的可调因子的敏感性从强到弱依次为空孔半径、起爆时差、炸药种类、崩落孔到掏槽孔的距离.     

绿色爆破的爆炸能量转化机制

绿色爆破的本质是提高爆炸能量利用水平，尽量增加与破岩效果相关的有用功，减少有害功、无效功、热损耗和能量的散失。基于热力学原理，初步揭示了爆生气体作用下的爆炸能量转化机理，探究了爆生气体所携带内热能转化做功的阶段、条件、路径、代价和影响因素，建立了包含3次能量分配的爆炸能量转化过程物理力学模型。研究揭示了爆破近区、中区和远区的爆炸能量分布规律，分析了爆炸能量的4种最终主要转化形式：破岩做功、热交换损失、气体泄漏损失和动力学能损失，在此基础上初步探讨了绿色爆破的实现路径。     

台阶爆破效果的熵权物元可拓法综合评价

为准确评价台阶爆破效果,应用物元可拓理论,并选取11个影响台阶爆破效果评价结果的主要因素松散系数、根底率、后裂距离、振动速度、飞散距离、雷管单耗、延米爆破量、大块率、爆堆形态、环境影响、炸药单耗作为评价台阶爆破效果的指标,建立台阶爆破效果综合评价的物元可拓模型。通过隶属函数对分级标准及待评对象进行隶属化,确定经典域、节域及待评物元,消除量纲的影响,弥补特征值可能超出节域而使关联函数失效的缺陷;使用熵权法确定权值,减少主观因素的影响,计算出待评物元与评价等级的联合关联度,依据最大关联度准则对台阶爆破效果等级进行评价。为考察模型的有效性及实用性,将模型应用到洪水台土石方平场工程的4 次深孔台阶爆破实例中进行分析计算,得到台阶爆破效果的综合评价结果。结果表明：该模型评价结果与实际情况完全相符。此方法为综合评价爆破效果提供了一种新的方法。     

基于未确知测度理论的台阶爆破效果综合评价

为了解决台阶爆破效果评价中因素的不确定性问题,运用未确知测度理论建立了台阶爆破效果的综合评价模型,并选取大块率、爆堆形态、松散系数、块度分布、根底率、后裂距离、振动速度、飞散距离、环境影响、炸药单耗、雷管单耗、延米爆破量等12项指标作为未确知测度模型的判别指标。根据实测数据,建立各指标的未确知测度函数,利用信息熵理论和置信度识别准则分别确定了各判别指标的权重和评价等级判定标准。最后得出台阶爆破效果的综合评价结果。用台阶爆破效果的综合评价模型对洪水台土石方平场工程4次台阶爆破效果进行综合评价,分析结果与实际情况完全相符。     

急倾斜薄矿体中深孔预裂爆破开采技术研究

某铜矿薄矿体主要采用浅孔留矿嗣后充填法开采,开采效率低下,贫化及损失指标难以控制。针对薄矿体开采存在的技术难题,运用中深孔对矿岩界限进行预裂爆破形成预裂缝,对矿体和围岩进行预分离。利用矿体内布置的中深孔爆破,改变矿体内岩石的稳固性,从而实现采场矿体的自然崩落落矿并与围岩进行有效的分离。研究表明:薄矿体中深孔预裂爆破开采技术通过矿岩界限预裂爆破分离矿体及围岩,矿体内炮孔爆破贯通对矿体稳固性改性后实现自然崩落落矿,能够控制采场回采边界,为采场的大规模开采创造有利的外部条件;开采技术适用于急倾斜薄矿体的地下高效开采,可大幅提高开采效率,有效控制矿体开采经济指标。     

连续出矿试验采场矿体可爆性综合评价

从影响矿体可爆性的诸多因素中，选择工程地质状况，矿岩物理力学特性等参数，建立了矿岩可爆性评价方法，应用于安庆铜矿连续出矿试验采场，应用表明，该评价方法切实可行，对爆破设计及炸药单耗的选取有重要的指导意义。     

爆破震动效应的支持向量机分析预测

合理预测评估爆破引起的震动效应,对于合理确定爆破参数,降低爆破公害具有重要意义。应用支持向量机,建立了总药量、最大段药量、爆破点与监测点距离、构筑物所在地面震动峰值速度、测点到地面的高度等因素与建筑物上的质点震动速度之间的非线性映射关系,确立了支持向量机预测模型。     

水下岩石爆破参数优化的研究

分析了水下岩石工程爆破技术的发展现状 ,通过对各方面影响因素的研究分析 ,认为影响水下岩石爆破炸药单耗的主要因素是岩石的RQD、水深H及岩性因素 f ,推导出了水下岩石爆破炸药单耗 q的公式