露天台阶爆破参数优化及反馈式设计软件开发

【摘要】：台阶爆破是矿山、交通、水利等工程领域破碎矿岩的重要手段之一,爆破效果的好坏对后续的电铲铲装以及二次破碎等工序的生产与成本具有关键性的影响。如何科学地提高台阶爆破设计的水平,保证爆破设计参数选取的合理性,对于控制爆破生产的效果与成本,提高经济效益,均具有重要的意义。由于岩体本身性质和岩石破碎过程的高度复杂性,影响爆破效果的因素众多,加之岩石破碎过程中包含有大量的综合作用和地质条件的差异,如何控制爆破效果仍是一个没有完全解决的问题。本论文主要做了三个方面的工作,拟解决露天台阶爆破参数设计存在的问题。 其一,从新桥矿露天采场爆破存在的大块率过高和根底过高的问题以及设计效率不高的问题出发,分析问题产生的原因,在此基础上全面对影响爆破效果的各个主要参数进行分析,分析研究各个参数在爆破过程中的力学作用原理和作用过程,借鉴国内外在爆破参数优化方面的研究成果,提出优化方案,以改善爆破效果。本论文不仅提出了优化方案,而且解释了优化依据的力学作用原理和过程。 其二,在新桥矿露天采场进行了大量的定量实验研究,证明前面所提出的优化方案的正确性和可行性。 其三,由于爆破数据的不确定性、爆破破岩过程的高度复杂性和影响因素的多样性,要真正实现参数的最优化较为困难;为了最大程度上实现露天台阶爆破参数优化,提高参数设计的严谨性和准确性,本文提出了反馈式设计的新思想和新方法,并在理论研究和实验研究的基础上开发出反馈式露天台阶爆破参数设计软件。反馈式露天台阶爆破参数设计软件综合应用了面向对象编程思想、计算机图形学和数据库技术进行开发,需设计人员只需输入必要的已知参数,即可自动生成爆破施工参数和施工文件,并可实现数据的快速存储和查询,方便了设计工作。第一次设计出来的参数一般难以达到最优化,工程设计人员根据第一次起爆的爆破效果,使用本软件的反馈功能对先前设计的参数进行反馈设计,经过一次或几次反馈设计以后能够实现爆破参数的最优化,得到满意的爆破效果。本软件实现了露天台阶爆破的参数设计、反馈修改、分析和统计的功能,具有较强的适应性和可扩展性,可以提高露天矿企业的爆破管理水平,提高效率,为企业创造经济效益。 工程实践初步应用结果表明,应用本文提出的反馈式设计思想和反馈式台阶爆破参数设计软件,可以实现台阶爆破参数优化设计,能够满足露天矿山爆破实践的基本需要。