露天台阶爆破参数优化及反馈式设计软件开发

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外台阶爆破参数优化研究现状
• 1.3 国内外台阶爆破软件研究的现状及存在的问题
• 1.4 爆破数据的不确定性及反馈式解决办法介绍
• 1.5 本论文研究的主要内容
• 第二章 露天台阶爆破效果的影响因素分析
• 2.1 露天台阶爆破设计概述
• 2.1.1 台阶爆破及其参数的概念
• 2.1.2 台阶爆破效果的评价标准及要求
• 2.1.3 台阶爆破设计的技术内容与步骤
• 2.2 影响爆破效果的岩石力学参数
• 2.2.1 岩石的坚固性和普氏方法
• 2.2.2 岩石的可爆性及分级
• 2.2.3 岩石裂隙
• 2.3 炸药性能参数
• 2.3.1 爆速
• 2.3.2 炸药威力
• 2.3.3 猛度
• 2.3.4 爆轰压力
• 2.3.5 爆炸压力
• 2.3.6 爆热
• 2.4 炮孔设计参数
• 2.4.1 炮孔直径
• 2.4.2 孔深和超深
• 2.4.3 底盘抵抗线
• 2.4.4 孔距和排距及宽孔距、小抵抗线毫秒爆破技术
• 2.4.5 填塞长度
• 2.4.6 单个炮孔装药量
• 2.4.7 装药结构
• 2.5 炮孔起爆参数及其与爆破地震的关系
• 2.5.1 炮孔布置方式
• 2.5.2 起爆顺序
• 2.5.3 多排孔毫秒微差爆破技术
• 2.6 本章小结
• 第三章 新桥矿业公司露天采场台阶爆破参数优化研究
• 3.1 新桥矿现有参数情况及存在的问题
• 3.2 孔网参数优化研究
• 3.2.1 拟改进的孔网参数试验方案
• 3.2.2 各方案的技术指标对比
• 3.3 起爆网路优化研究
• 3.3.1 起爆网路试验方案
• 3.3.2 爆破参数及起爆顺序试验结果
• 3.4 密集系数的优化研究
• 3.4.1 小抵抗线宽孔距爆破与起爆顺序的关系
• 3.4.2 密集系数的优化设计
• 3.5 毫秒爆破参数优化设计
• 3.6 台阶爆破容易出现的问题的原因分析及其解决措施
• 3.6.1 大块和根底产生的原因分析及解决措施
• 3.6.2 爆破后冲产生的原因及解决的措施
• 3.6.3 爆堆形状不理想及其解决措施研究
• 3.7 爆破地震的影响及解决措施研究
• 3.7.1 爆破地震波的产生及影响因素
• 3.7.2 爆破地震波的控制措施研究
• 3.8 本章小结
• 第四章 反馈式台阶爆破设计软件系统设计
• 4.1 爆破设计系统概述及其设计流程
• 4.2 数据库设计
• 4.2.1 数据库设计的总体结构和模块
• 4.2.2 主要数据表结构
• 4.3 软件功能设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 反馈式台阶爆破设计软件系统实现
• 5.1 开发工具简介
• 5.1.1 Visual Basic 6.0 简介
• 5.1.2 数据库技术及SQL Server 2000 简介
• 5.2 爆破区域坡顶眉线的确定
• 5.3 布孔设计
• 5.4 生成设计文件
• 5.5 反馈设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 软件测试及其在新桥矿的工程应用实例
• 6.1 测试方法
• 6.1.1 静态测试和动态测试
• 6.1.2 白盒测试和黑盒测试
• 6.2 测试过程
• 6.2.1 模块测试
• 6.2.2 集成测试
• 6.3 工程实例
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A：攻读硕士学位期间的主要成果
• 附录 B：主要程序代码