[发明专利]大坝工程的块石料开采与运输优化方法有效

申请号：	201711096699.6	申请日：	2017-11-09
公开（公告）号：	CN107885937B	公开（公告）日：	2021-02-23
发明（设计）人：	杨兴国;刘飞虎;李洪涛;李小虎;廖文潇;辜斌	申请（专利权）人：	成都希盟泰克科技发展有限公司
主分类号：	G06F30/13	分类号：	G06F30/13;G06Q10/04;G06Q50/08;E21C47/10
代理公司：	重庆天成卓越专利代理事务所(普通合伙) 50240	代理人：	路宁
地址：	610094 四川省成都市***	国省代码：	四川;51
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摘要：
搜索关键词：	大坝工程石料开采运输优化方法
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【权利要求书】：

1.一种大坝工程的块石料开采与运输优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在料场原料中选择用于大坝工程的块石料进行开采和运输，获取开采阶段块石料的基本开采数据，并运输到指定位置；

S1-1，对于块石料进行开采过程中，根据不同的岩石等级选择不同的钻机型号，将归类和收集的钻机型号表示为Z_zj(i)；对于i种钻机获取相应的钻机钻孔孔径D_zj(i)；

对于i种钻机获取相应的钻机的额定钻孔效率R_zj(i)；

对于i种钻机获取相应的钻机的钻孔效率系数X_zj(i)；

对于i种钻机获取相应的钻机移动就位时间T_zjyw(i)；

对于i种钻机获取相应的钻机的动力来源K_ezj(i)；

对于i种钻机获取相应的钻机的延米钻孔能耗E_zj(i)；

对于i种钻机获取相应的钻机的台班费F_zjtb(i)；

K_zjgx(i)：多台联合工作工效；

S1-2，钻机参数引用

经用户预设有多种钻机的参数，如果钻探硬度高的块石料，选用钻机的孔径细，功率大；如果钻探硬度低的块石料，选用钻机的孔径粗，功率小；

S1-3，选择块石料的挖装运输设备，获取相应块石料的参数数据，根据块石料的参数数据选择i种装载机型号Z_zz(i)；在i种装载机中获取装载机的斗容量C_zz(i)；

在i种装载机中获取装载机完成单斗装载任务耗时R_zz(i)；

在i种装载机中获取装载机的能耗E_zz(i)；

在i种装载机中获取单台装载机的台班费F_zztb(i)；

在i种装载机中获取多台装载机的联合工作功效K_zzgx(i)；

S1-4，当选择对块石料通过轮式运输设备进行运输时，获取相应轮式设备的参数数据；

对于不同的块石料的参数数据，使用i种轮式运输设备的不同型号T_ys(i)，首先需要获取i种轮式运输设备的斗容量C_ys(i)，和i种轮式运输设备的斗容量允许载重量W_ys(i)；对于块石料装满之后实时获取i种轮式运输设备重车正常平均向上行进速度V_yssz(i)；和i种轮式运输设备重车正常平均向下行进速度V_ysxz(i)，最终获取i种轮式运输设备平均卸料时间T_ysxl(i)，该T_ysxl(i)能够在工作中安排使用，规划大坝工程进度，将该V_yssz(i)和V_ysxz(i)进行备份用于用户实时调用，当块石料运输完毕之后，获取i种轮式运输设备空车正常平均向上行进速度V_yssk(i)，和i种轮式运输设备空车正常平均向下行进速度V_ysxk(i)，将该V_yssk(i)和V_ysxk(i)进行备份用于用户实时调用，获取i种轮式运输设备公里能耗E_t(i)和i种轮式运输设备卸料时间T_xl(i)；

S1-5，将块石料运输到大坝工程的指定位置后使用铺料碾压设备进行工程施工，获取施工数据，获取i种铺料设备的型号T_pl(i)，获取i种铺料设备作业工效V_pl(i)，获取i种铺料设备机能耗E_pl(i)，获取i种铺料设备中单台铺料设备台班费F_pltb(i)；获取i种铺料设备中多台联合工作工效K_plgx(i)；

S1-6，将块石料运输到大坝工程的指定位置后，通过铺料设备进行铺设完成后，然后通过碾压设备对块石料进行碾压，在大坝工程施工中，根据块石料的参数数据获取相应的i种碾压设备型号T_ny(i)；获取i种碾压设备自重W_tny(i)；获取i种碾压设备的有效碾压宽度B_ny(i)；获取i种碾压设备的激振力P_ny(i)；获取i种碾压设备行走速度V_ny(i)；获取i种碾压设备能耗E_ny(i)；获取单台碾压设备台班费F_zztb(i)；获取多台联合工作工效K_nygx(i)；

S2，将块石料根据大坝工程建设的状态进行参数设置操作，获取块石料进行挖掘状态参数数据，用于将块石料在S3中大坝工程建设；

S2-1，块石料用于过渡料、堆石料填筑、下游排水棱体、坝坡护坡填筑区以及筑坝材料制备场，

设置块石料开采的施工特性参数，首先设置块石料开采时的钻孔参数数据为，主爆孔炮孔率L_zk；预裂孔间距B_yl；预裂孔超钻深度H_ylzz；

然后设置火工器材消耗参数数据为，块石料开采主爆孔炸药单耗q_zy，kg/m³；块石料开采预裂孔线装药密度q_yl；块石料开采使用雷管结束工作系数K_lg；导爆索延长系数K_dbs；

其次设置块石料工艺时耗参数为，单块石料开采孔测量放线时间T_fx；块石料开采时炸药装药工效T_zyxl；联网、安全警戒与爆破的时间T_lb；炸药爆破后安全检查时间T_aj；钻孔作业循环工班T_zkxh；日钻孔工班数N_zkd；

S2-2，块石料进行开采过程中，对参数数据进行计算，得到最优的工作模型，从而提高大坝工程施工效率；

首先对块石料爆破炮孔进行计算，其中块石料爆破主爆孔数量为N_zbk(i,j)＝SQR[S(i,j)L_zk(i,j)]+1，N_zbk(i,j)为块石料第i采层第j采块主爆孔数量；S(i,j)为块石料第i采层第j采块的采场面积，L_zk(i,j)为主爆孔炮孔率；SQR为取整运算；

其次对块石料开采爆破的预裂孔数量进行计算，

N_ylk(i,j)＝SQR[L_yl(i,j)/B_yl(i,j)]+2，N_ylk(i,j)为块石料第i采层第j采块预裂孔数量；L_yl(i,j)为块石料第i采层第j采块的预裂线长度，B_yl(i,j)为预裂孔间距；如果某一采块属于块石料的临边界，则N_ylk(i,j)＝0；

最后对块石料开采爆破预裂孔单孔深度进行计算，

H_yldk(i,j)＝H_tjgd(i,j)/I_hp(i,j)+H_ylzz(i,j)，H_yldk(i,j)为块石料第i采层第j采块预裂孔单孔深度；H_tjgd(i,j)为块石料该采层台阶高度，是上一层底高程减去本采层的底高程所得；I_hp(i,j)为块石料第i采层第j采块的后边坡坡比；H_ylzz(i,j)为块石料第i采层第j采块预裂孔超钻深度；

S2-3，块石料开采过程中，造成爆破器材的磨损，从而需要对爆破器材的消耗进行计算，从而得到爆破器材的损耗程度；

首先对块石料开采时使用炸药用量进行计算，主爆孔装药量为

M_zbk(i,j)＝V(i,j)q_zy(i,j)/1000，M_zbk(i,j)为块石料第i采层第j采块主爆孔装药量；V(i,j)为该采块的天然体积；q_zy(i,j)为主爆孔炸药单耗；预裂孔装药量为M_ylk(i,j)＝H_yldk(i,j)q_yl(i,j)N_ylk(i,j)，M_ylk(i,j)为块石料第i采层第j采块预裂孔装药量，t，此炸药为药卷；H_yldk(i,j)为块石料第i采层第j采块预裂孔单孔深度，通过H_yldk(i,j)＝H_tjgd(i,j)/I_hp(i,j)+H_ylzz(i,j)算出；q_yl(i,j)为块石料第i采层第j采块预裂孔线装药密度；N_ylk(i,j)为块石料第i采层第j采块预裂孔数量，通过N_ylk(i,j)＝SQR[L_yl(i,j)/B_yl(i,j)]+2算出；

其次对块石料开采过程中使用雷管用量进行计算，

N_lg(i,j)＝2N_zbk(i,j)+SQR[N_zbk(i,j)/K_lg(i,j)]+1，N_lg(i,j)为块石料第i采层第j采块雷管需求量；N_zbk(i,j)为块石料第i采层第j采块主爆孔数量，通过N_zbk(i,j)＝SQR[S(i,j)L_zk(i,j)]+1算出；K_lg(i,j)为块石料第i采层第j采块雷管结束系数；

最后，对块石料开采过程中进行导爆索用量计算，

L_dbs(i,j)＝L_yl(i,j)K_dbs(i,j)，L_dbs(i,j)为块石料第i采层第j采块导爆索需求量；L_yl(i,j)为块石料第i采层第j采块的预裂线长度；K_dbs(i,j)为导爆索延长系数；

S3，获取建设大坝工程的块石料需求参数数据，根据建设大坝工程的顺序进行块石料的填筑；

S3-1，对块石料填筑区进行分层规划填筑，其块石料填筑的分层方法为，获取宏观控制参数，堆石料区允许填筑厚度H_dsyh(m)和过渡料区允许填筑厚度H_gdyh(m)以及堆石料区允许填筑层厚误差比例R_dsyh和过渡料区允许填筑层厚误差比例R_gdyh，随机生成系列填筑层厚度；

S3-2，进行块石料填筑区分层所需的技术约束条件如下，

(1)为保证块石料填筑结果一致性，首先保证大坝坝体填筑高度一致性，

(2)计算结果为块石料每层逐层填筑相加后总厚度等于填筑总高度，作为大坝工程块石料填筑计算的分层厚度模型；

(3)块石料填筑为由下至上有序的分层；

S3-3，通过基于随机分层更新生成的施工分层数据库，生成块石料填筑层的新的填筑施工分层数据库：

其中设置堆石料填筑区施工分层数据库的参数数据：

(1)H_dsc(i)为堆石料第i填筑层厚度；

(2)V_ds(i)为堆石料第i填筑层压实方体积；