高台阶抛掷爆破作用机理研究及应用

为了提高露天矿抛掷爆破的有效抛掷率,根据影响有效抛掷率的因素,研究了炮孔倾角、台阶高度H与采宽B比值、炸药单耗对有效抛掷率的影响效果.结果表明:抛掷爆破采用倾斜炮孔,倾角要与台阶坡面角相近,台阶高度和采宽比通常为0.4～0.85,高能量炸药单耗为0.36～0.61 kg/m3.最后,通过黑岱沟露天煤矿抛掷爆破试验,验证了3种参数对有效抛掷率的影响情况.     

露天煤矿抛掷爆破有效抛掷率预测

有效抛掷率是评价抛掷爆破效果最重要的指标之一,预测有效抛掷率可以指导露天煤矿准确制定生产计划。在分析了抛掷爆破有效抛掷率影响因素的基础上,选取抛掷爆破台阶高度、炸药单耗、底盘抵抗线、孔距、排距、煤层厚度等6个指标作为广义回归神经网络的网络输入,以有效抛掷率为网络的输出,建立了有效抛掷率预测模型,并通过MATLAB编程来实现了网络的训练和预测。实例结果表明：广义回归神经网络能够较准确地预测有效抛掷率,预测误差一般在5%左右,预测结果能够满足工程要求。     

朝阳露天煤矿抛掷爆破可行性研究

通过对抛掷爆破技术及对朝阳露天矿的开采工艺的分析,结合国内抛掷爆破—吊斗铲倒堆工艺成功应用先例,提出朝阳露天煤矿抛掷爆破—吊斗铲倒堆工艺可行性研究。通过分析确定了朝阳露天矿的抛掷爆破相关参数,包括炸药选择、台阶高度、采宽、孔网参数等。结果表明:朝阳露天煤矿具备应用抛掷爆破的条件,依据影响抛掷爆破效果的各项参数,给出了朝阳露天煤矿最佳爆破参数。     

黑岱沟露天矿抛掷爆破效果的模糊综合评价

在露天矿抛掷爆破中,爆破效果的优劣影响到拉斗铲作业效率及露天矿生产成本。优化爆破参数,提高爆破效果具有重要的意义。以模糊数学原理为基础,通过分析选取有效抛掷率、松散系数、降震效果和炸药单耗作为评价指标,建立了黑岱沟露天煤矿抛掷爆破效果的综合评价模型,并通过对实测数据进行分析,确定了其效果等级为很好。该评价模型的建立,为露天矿抛掷爆破效果评价提供了一种有效的方法。     

基于多目标规划的抛掷爆破台阶参数优化

为了优化确定抛掷爆破台阶参数,采用回归分析等方法,构建了抛掷爆破台阶参数与采剥费用之间的关系模型,并从地质资源条件、设备线性尺寸、生产作业条件等方面提出了抛掷爆破台阶参数的约束条件,建立了抛掷爆破台阶参数多目标优化模型,提出了基于带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标优化模型求解方法。通过工程实例计算,得出以下结论:黑岱沟抛掷爆破台阶最优工作线长度为2 200 m,台阶高度为38 m,采掘带宽度为84 m,台阶坡面角为65°。在不考虑其他因素的影响下,露天矿采剥总费用随着工作线长度的增大先减小后增大,随着台阶高度的增大而减小。采掘带宽度在60~90 m范围内变化时,采剥总费用随着采掘带宽度的增大先降低后增大。露天矿采剥总费用随着台阶坡面角的增大而降低,但台阶坡面角对台阶稳定性影响较大,而台阶高度对采剥总费用的影响较大,相同稳定系数的情况下,取较小的台阶坡面角、较大的台阶高度时采剥总费用较小。     

露天煤矿抛掷爆破参数分析

露天矿采用抛掷爆破技术，可将大量剥离物抛入采空区，使拉斗铲剥离量大为减少，剥离成本大幅度降低．抛掷爆破参数直接影响抛掷爆破效果．对露天矿抛掷爆破技术的发展、倒堆剥离台阶开采参数与抛掷爆破效果的内在联系、预裂爆破及倾斜钻孔的应用、排间延时及孔间延时的作用进行了分析与论述，详细介绍了采用理论结合经验公式的常规计算方法与D’Appolonia“图解法”模型确定抛掷爆破参数的过程及优化方法．结果表明，合理确定炮孔排间及孔间的起爆延时时间，可以大大降低爆破震动；采用超低密度炸药或不耦合装药可以取得较好的预裂爆破效果．     

基于集成评价体系的抛掷爆破效果评价

为改善抛掷爆破效果,优化抛掷爆破参数,选取炸药单耗、有效抛掷率、松散系数、最远抛掷距离、最大振速、松方体积、延米爆破量7个评价指标,建立灰色关联-层次分析法和熵权法-层次分析法的集成评价体系。对某露天矿10个爆堆剖面进行抛掷爆破效果评价,将单一评价方法和集成评价方法及集成评价方法间横向比较,结合主客观因素进行定量分析,从而得出更加精准、全面的爆破效果评价。     

露天煤矿应用抛掷爆破技术研究

露天矿采用抛掷爆破技术,可将大量剥离物抛入采空区,使拉斗铲剥离量大为减少,剥离成本大幅度降低。详细研究分析了确定抛掷爆破参数的方法、预裂爆破及倾斜钻孔的应用、取得最佳预裂效果的炸药类型和装药结构、以及台阶参数与抛掷爆破效果的内在联系。为更好地应用拉铲倒堆剥离工艺和抛掷爆破技术提供参考。     

露天矿台阶爆破岩石抛掷与堆积模型的研究

本文提出了台阶爆破岩石抛掷初始速度模型，抛掷角计算模型和抛掷与堆积物理模型，据此编制的计算机程序可以预测露天矿台阶爆破爆堆形状和岩石抛掷距离。     

露天煤矿抛掷爆破有效抛掷率预测模型

根据露天煤矿抛掷爆破中有效抛掷率的定义,基于弹道理论和露天采矿学基本原理,提出了有效抛掷的判断准则,给出了有效抛掷部分断面积计算方法,建立了有效抛掷率离散模型和抛掷速度反演模型,通过扫描爆破前后倒堆台阶,对露天煤矿抛掷爆破有效抛掷率进行了有效预测.结果表明:流场抛掷爆破速度理论得出的坡顶速度与反演速度一致,坡顶速度近似于有效抛掷区域的抛掷速度,预测有效抛掷率的误差在5%以内,验证了模型的有效性.     

基于SVM的露天矿爆堆矿石质量预测研究

露天矿采场的矿石质量数据的准确程度是输出矿石能否均匀和稳定的前提和保证。根据台阶爆破的抛掷理论,利用支持向量机(SVM)预测露天矿采场爆堆的矿石质量,既可及时、准确地预测出爆堆矿石质量情况,又可减轻人工爆堆取样的劳动强度。     

基于抛掷爆破预测的BP神经网络参数优化方法

研究了不同隐含节点个数、训练函数、转移函数、学习率对BP神经网络预测结果准确性和收敛速度的影响;对比分析了参数优化后的BP模型与径向基神经网络、支持向量机预测模型的结果;并应用某露天矿抛掷爆破作业的实测数据进行了相关实验。实验结果表明：最优BP模型的拓扑结构为10-6-3;最佳的训练函数为LM函数,正切和线性函数的组合为最优的转移函数,最佳的网络学习率为0.77;参数优化后BP模型的最远抛掷距离、抛掷率、松散系数的预测结果与测试样本的标准差最小,分别为9.567 8,0.036 3,0.041 4,即参数优化后的BP模型预测结果最优。     

参数优化GA-ELM模型在露天煤矿抛掷爆破的预测

为有效指导露天煤矿制定正确生产计划,提高露天煤矿抛掷爆破预测的准确率,在分析露天煤矿抛掷爆破影响因素的基础上,通过"试错法"确定模型最优隐含层节点参数,进而提出一种参数优化后遗传算法(GA)和极限学习机(ELM)相结合的抛掷爆破预测模型。选取网络的输入输出相关参数,针对现有ELM输入权值矩阵和隐含层偏差,采用遗传算法对其进行优化选择;利用某露天煤矿抛掷爆破监测数据对该模型进行实例分析,并将RBF,BP,SVM,GA-BP模型预测结果与该模型进行对比分析;并引入Weibull模型,通过预测控制参数ɑ,β模拟爆堆形态。研究结果表明:(1)通过"试错法"确定GA-ELM模型最优隐含层节点数为39,有效降低系统的仿真误差,该参数下仿真误差值为0.137 7;(2)相较于传统ELM预测模型,通过遗传算法优化后,有效抛掷率,松散系数以及抛掷距离均得出更小的均方误差MSE值(0.258 0,1.748 5×10-4,3.618 4)和更高的决定系数R2值(0.986 4,0.995 3,0.970 6),改进后的GA-ELM具有更好的拟合效果和泛化能力;(3)通过与其他智能算法如BP,RBF,SVM,GA-BP相比,改进后的GA-ELM测试结果(均方误差,决定系数,仿真误差)明显优于其他预测模型,有效提高预测精度;(4)利用训练完成的GA-ELM网络预测爆堆形态时,控制参数a,β的预测误差均未超过5%,预测爆堆曲线接近真实爆堆曲线。     

黑岱沟露天煤矿二采区断陷带抛掷爆破台阶优化研究

针对黑岱沟露天煤矿自一采区转入二采区开采后，煤层赋存情况发生变化的情况，对抛掷爆破实体高台阶进行了优化设计。基于煤层厚度增加，对抛掷爆破高台阶高度进行了优化，得出了不同煤厚情况下的合理台阶高度。由于二采区煤层倾角增大，并存在断陷带影响区域的情况，造成煤层倾角在横向、纵向和局部变化较大，影响钻孔设备作业，基于此对抛掷爆破实体高台阶坡度进行了优化设计。最终得出了既满足现场设备作业能力，也满足现场设备作业要求的抛掷爆破实体高台阶。     

露天煤矿抛掷爆破单斗-卡车工艺应用

为了保证露天煤矿煤层出露速度、提高剥离作业效率，在分析剥离松动爆破单斗-卡车工艺、抛掷爆破单斗-卡车工艺、抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺的工艺流程和技术特征基础上，对比了3种剥离工艺的优缺点及适用条件，并以黑岱沟露天煤矿实际工程为案例，研究证明了抛掷爆破单斗-卡车工艺具有提高剥离作业效率、保证煤层出露速度、缩短卡车运距、降低投资等优势，该工艺在条件适宜的露天矿具备推广价值。     

采用多因素模糊评判原理优化黑岱沟露天煤矿台阶高度

以设备参数确定的合理台阶高度为范围,通过建立台阶高度与矿石贫化率、矿石损失率、爆破费用、平均运距等因素之间相互关系的数学模型,应用多因素模糊评判原理对黑岱沟露天煤矿台阶高度进行优化,得到黑岱沟露天煤矿的最优台阶高度为17 m。     

BlastMetriX3D — ein neuartiges System zur Bruchwandvermessung und geometrischen Planung von Sprenganlagen mit 3D-Bildern

A new system for the easy surveying of a bench face for blasting in open pit operations and quarries is presented. With the new approach based on 3D images, the blasting engineer does not only get information about the exact structure of the bench face in 3D but he can also use that information directly to make the geometrical layout of the blast. That contributes both to an improvement of the safety of the blasts and forms the basis for a safe and economic blasting process. The new system is on the market since 2006.     

Technological aspects of transition to high bench stripping in Kuzbass

The article presents argumentation in favor of transition to high bench stripping in open pit mines in Kuzbass, which will increase coal production and improve mine performance. The authors find functional connection between the duration of the transition to high bench stripping and the increase in the finite depth of an open pit mine. Substantiation is given to choosing the height of a bench based on the change in relationship of operating costs and a cut layer height. The practical significant of the research is development of a new approach to validating expediency of high benches for mining with truck&shovel and creation of a procedure to find increment in ultimate pit contour in transition to stripping with high benches.     

露天矿垂直与斜深孔爆破特征分析

根据永平铜矿实际爆破情况,运用爆轰理论,对露天矿垂直与倾斜两种中深孔的爆破特征进行了分析.分析从底盘抵抗线、孔网参数、大块与粮底、钻孔效率与作业成本和爆破地震效应五个方面入手,阐述了两种不同类型钻孔的不同爆破作用机制及其爆玻效果,肯定了倾斜孔在露天台阶爆破中所具有的独特优越性.     

Single hole test blasting at an open pit mine in full scale: A case study

ABSTRACT

A study by a series of single hole blasts, slab blasting, in full scale in a large open pit iron mine was conducted to assess the influence of burden on various blast parameters for safe and economical blasting. The paper has described how the full scale tests were performed and how the optimum and critical burden dimensions were determined. The determined optimum and critical burdens were also expressed in terms of bench height and blasthole diameter. Furthermore, the relations established between burden and angle of breakage, volume of broken material, throw and backbreak respectively were given and discussed. The results show that the maximal volume of broken ore was achieved when the burden is almost equal to half the bench height.