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露天矿台阶爆破三维数字化设计系统研究

冀晓伟  
【摘要】:露天矿台阶爆破设计是矿山开采过程的一个重要环节,其方案的优劣直接影响矿山的生产安全和经济效益。本文在充分研究台阶爆破原理和爆破设计原则的基础上,结合计算机数字化技术,对露天矿台阶进行三维建模,实现爆破设计自动化,并对爆破效果进行仿真。该系统能够帮助技术人员轻松地进行爆破设计、快速生成方案、模拟爆破效果并对其进行分析与评价,能有效提升矿山开采的现代化程度,对提高矿山的经济效益具有非常重要的实用价值。 本文主要完成了以下几个方面的工作: (1)在露天矿三维空间建模方面:通过对地质资料的整理,建立地质信息数据库,实现对露天矿台阶地质信息的数字化;采用Delaunay三角网技术建立台阶数字地表模型;提出结合凸包投影法与凸点逐步消除法建立地质体三维表面模型;结合八叉树技术与OBB树技术建立台阶三维实体模型。 (2)在台阶爆破设计方面:分别对台阶爆破中的布孔设计与爆破网络设计展开研究,介绍了毫秒延时微差爆破中的等时线与点燃阵面概念,实现爆破图纸绘制与文档报表设计。 (3)在爆破效果仿真方面:通过研究岩体应力状态实现对台阶爆破应力场的动态实时监控;依据KUZ-RAM模型计算台阶爆破的块度分布情况;基于岩石爆炸破碎机理建立台阶爆破理论模型;利用模糊综合评价法实现对台阶爆破效果评价。 (4)将本系统应用于河南省栾川县洛钼集团三道庄露天矿1414台阶北部爆破工程。工程应用表明,露天矿台阶爆破三维数字化设计系统能够提高工作效率、减少劳动量,为科学有效地设计爆破方案提供了指导方针和决策依据。


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