[发明专利]一种露天矿矿岩台阶岩体可爆性分级评价方法

说明书

一种露天矿矿岩台阶岩体可爆性分级评价方法，选取岩体可爆性分级指标，确定岩体可爆性分级标准，分别计算各可爆性分级指标对应的云的数字特征期望Ex、熵En、超熵He，编写正向正态云发生器，生成各可爆性分级指标隶属各岩体可爆性等级的云模型；选取岩体样本进行测量，计算出各可爆性分级指标隶属于各可爆性等级的确定度；统计样本数据，得出各可爆性分级指标的综合权重；综合各可爆性等级的确定度和各可爆性分级指标的综合权重，计算出岩体隶属于各可爆性等级的综合确定度，得出可爆性等级确定度模型，进而确定岩体的可爆性等级；分级结束。本发明可以克服现有可爆性分级方法对岩体可爆性分级的模糊性与随机性缺陷，给出较高准确性和可靠性的分级结果。

技术领域

本发明涉及一种煤矿岩体评价方法，具体是一种露天矿矿岩台阶岩体可爆性分级评价方法，属于露天矿山开采技术领域。

背景技术

露天矿的岩石剥离及矿石回采工程多采用穿孔爆破方法进行预先破碎，与机械破碎、热力破碎等方法相比，其优势是爆破量大，可破碎十分坚硬的矿岩，因而应用最为广泛。矿岩爆破破碎的效果对采装、运输、破碎等生产环节效率影响很大，如：矿岩破碎后不合格的大块需进行二次破碎，提高了穿爆成本，且影响装车效率；而有用矿物的过度粉碎，则会影响产品质量，降低其经济效益。为了保证爆破质量，需在爆破施工前对矿山待爆岩体作科学准确的评价，岩体可爆性是岩体抵抗爆破破碎的性能，是岩体坚固性在爆破方面的综合体现，能够反映岩体爆破破碎的难易程度。对岩体可爆性进行分级是优化爆破参数、计算炸药单耗的重要依据，有利于提高爆破质量，降低生产成本。

为了对岩体可爆性进行科学分级，几十年来，国内外学者进行了大量的研究，也取得了丰硕的成果。

目前，岩体可爆性分级有两大类方法，第一类采用岩石坚固性系数、破碎功指数、岩石可爆性指数等单一综合指标进行可爆性分级，如东北大学岩石爆破性分级科研组在能量平衡准则的基础上，提出了岩石爆破性指数来综合评价岩石的可爆性的方法；第二类采用集对分析、模糊综合评价、神经网络、聚类分析、物元可拓法、属性识别、灰色关联分析、模糊识别等评价方法进行可爆性分级，如李涛等，选取平均裂隙间距、岩体普氏系数、岩体波阻抗、动弹性模量为评价指标，建立了岩体可爆性分级的粗糙元神经网络模型；袁绍国等选择岩体的容重、抗拉强度、抗压强度和完整性系数作为岩体可爆性评判参数，建立了基于集对分析的可爆性分级模型；邓红卫等选取岩石的容重、抗拉强度、动载强度及岩体完整性系数等指标，建立了岩体可爆性等级判别的随机森林模型；尚俊龙等建立了可爆性分级的博弈论-物元可拓预测模型；薛剑光等利用Shannon熵理论客观地确定了可爆性评价指标的熵权系数，并结合属性识别理论，建立了岩体可爆性分级判别的属性识别模型。由于岩体可爆性受诸多因素影响，复杂性、模糊性、随机性大，较难采用单一指标综合反映岩体可爆性。以上方法均较难同时反映岩体可爆性的模糊性、随机性，给出的分级结果的可靠性偏低。

发明内容

本发明的目的是提供一种露天矿矿岩台阶岩体可爆性分级评价方法，该方法可以克服现有可爆性分级方法对岩体可爆性分级的模糊性与随机性缺陷，给出较高准确性和可靠性的分级结果。

为了实现上述目的，本发明提供一种露天矿矿岩台阶岩体可爆性分级评价方法，包括以下步骤：

步骤一：选取岩体可爆性分级指标，将岩石坚固性系数、岩石抗拉强度、岩石密度、岩石纵波速度、岩体纵波速度作为岩体可爆性的分级指标；

步骤二：确定岩体可爆性分级标准，将岩体可爆性分级标准划分为极易爆Ⅰ、易爆Ⅱ、中等Ⅲ、难爆Ⅳ和极难爆Ⅴ五个等级；

步骤三：由步骤一中的岩体可爆性分级指标、步骤二中的岩体可爆性分级标准，分别计算岩石坚固性系数、岩石抗拉强度、岩石密度、岩石纵波速度、岩体纵波速度对应的云的数字特征期望Ex、熵En、超熵He，利用Matlab软件编写正向正态云发生器，生成岩石坚固性系数、岩石抗拉强度、岩石密度、岩石纵波速度、岩体纵波速度隶属各岩体可爆性等级的云模型；