[发明专利]一种网格化切分数值模拟爆堆模型的爆破块度预测方法

说明书

本发明公开了一种网格化切分数值模拟爆堆模型的爆破块度预测方法，通过对三维爆堆模型进行网格化切剖面，逐个分析各剖面块度分布的方式，实现爆堆爆破块度分布预测，包括运用GDEM软件进行数值模拟，划分网格的方式对模型切剖面，运用MATLAB对剖面图进行图像处理，并对处理后图像的每个块度进行量化，分析各剖面块度，通过各剖面块度求均值得到整体爆堆爆破块度分布。本发明的方法具有精度高、透彻、无损、安全和直观等优点，对于预测爆破块度有着重要意义。

技术领域

本发明涉及工程爆破技术领域，尤其涉及一种网格化切分数值模拟爆堆模型的爆破块度预测方法。

背景技术

爆破作为露天开采四大工艺之一，其效果的优劣严重影响着矿山生产效率与经济效益，而爆破块度及其分布是评判爆破效果优劣的重要指标。爆破块度过大或者过小，都会制约矿山生产，造成成本浪费。

经过多年的发展，应用统计分析方法、应力波理论、能量理论或其组合方式的爆破块度预测方法已日趋成熟，但分别存在受工况影响大、费时费力和预测误差较大的缺陷。而目前开发的数值仿真模拟方法，由于技术水平有限仅限于单一炮孔的模拟，但由于爆破过程的复杂性，单一炮孔无法代表整个爆区，故其预测结果局限性较大。

因此，如何高效、准确、全面预测整体爆堆爆破块度及其分布，达到指导现场爆破设计施工的目的，是爆破研究迫切需要解决的问题，对矿山生产具有重要的指导意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种网格化切分数值模拟爆堆模型的爆破块度预测方法，该方法弥补了对于整体爆区数值模拟爆破块度预测的空白。通过运用GDEM软件进行数值模拟，得到爆堆三维模型，并采用划分网格的方式对模型切剖面，运用图像处理、块度统计的方式分析剖面爆破块度，进而透彻、直观、清晰准确地判断爆堆整体块度分布。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种网格化切分数值模拟爆堆模型的爆破块度预测方法，包括如下步骤：

1)、运用GDEM软件进行数值模拟得到三维爆堆模型；

2)、对三维爆堆模型划分网格截取任意数量的爆堆横、纵剖面图；

3)、运用MATLAB对剖面图进行图像处理，处理程序包括灰度图像转换、图像增强、图像分割、图像边缘检测；

4)、以爆堆三维模型为基础确定比例尺寸，对处理后图像的每个块度进行量化，获得每一块度的尺寸，由此对整张剖面图的块度分布进行统计，获得该剖面的块度分布数据；

5)、重复步骤3)和4)得到所有剖面图的块度分布，通过求平均值的方法得到该爆堆的块度分布数据；

6)、人为分析各块度区间的空间位置分布规律；

7)、将步骤5)和6)获得的块度分布与目标进行对比，确定爆破优化方案；

8)、在GDEM软件中调整爆破参数，重复步骤1)至7)，直至达到目标块度。

进一步的，所述步骤1)具体为：依据爆破设计参数及地质资料，运用GDEM软件设置模型计算参数，对爆区进行数值模拟，得到三维爆堆模型。

进一步的，所述步骤2)中，划分网格对三维爆堆模型从爆堆延伸方向取3个横向侧视剖面，位置距台阶左侧边缘距离分别为15m、20m、35m；爆堆垂直方向取3个垂直俯视剖面，位置距台阶底部距离分别为4m、8m、10m。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

1)本发明在运用GDEM软件进行数值模拟获得的爆堆三维模型基础上进行，突破了以往单孔预测的局限，预测结果更加准确，贴合实际；