[发明专利]一种露天深孔台阶爆破爆堆表面岩块的三维模拟方法

说明书

本申请公开了一种露天深孔台阶爆破爆堆表面岩块的三维模拟方法，涉及爆破效果评价技术领域，包括爆堆岩块形态与爆堆三维形态的确定、爆堆表面局部区域划分与块度统计、爆堆表面岩块三维模拟、爆堆表面岩块三维模拟结果。本发明通过把爆堆表面进行分区，并对每个区域的岩块进行统计分析，获得该区域爆堆块度级配累积曲线和大块率，构成爆堆表面块度局部分布模型；把该模型和爆堆形态信息结合起来，通过改进离散单元构造算法中的向内排列方案形成爆堆表面岩块生成算法，并采用三维可视化技术实现对爆堆形态及表面岩块三维模型模拟功能。

技术领域

本申请涉及爆破效果评价技术领域，尤其涉及一种露天深孔台阶爆破爆堆表面岩块的三维模拟方法。

背景技术

露天台阶深孔爆破块度分布规律及其直观表达的研究是评价爆破效果的重要手段，也是反馈和改进露天台阶深孔爆破设计和施工方法的重要依据。由于露天深孔台阶爆破块度的检测方法主要为表面块度检测，内部块度是通过间接方法获得，露天台阶深孔爆破块度分布规律研究多集中于表面块度分布规律研究，主要研究内容和方法有：(1)露天深孔台阶爆破块度的检测方法和快速识别方法研究；(2)露天深孔台阶爆破块度分布规律与爆破参数之间的数学模型研究。如：中南大学聂军等人选用基因表达式编程(GEP)算法，建立基于GEP的爆破块度预测模型；中南大学史秀志等人建立了基于LS-SVR的岩石爆破块度预测模型，预测了小样本条件下的矿山岩体爆破块度；天津大学王仁超等人基于LM算法建立了爆破块度神经网络预测模型。

这些研究方法和研究内容存在的主要问题有：(1)露天深孔台阶爆破块度分布规律的数学模型过于抽象，不利于技术人员的掌握和成果的推广应用；(2)露天深孔台阶爆破块度分布规律的数学模型是统计学上的数学模型，反映的是爆堆表面块度的平均级配模型，不能反映爆堆表面块度的实际分布状况。而露天深孔台阶爆破由于同次爆破的工程岩体可能由多种差异性较大的地质体组成，再考虑炸药在爆堆内分布的不均匀性，以及露天台阶深孔爆破作用机理，爆堆表面块度分布存在区域性差异。

为此我们需要提出一种露天深孔台阶爆破爆堆表面岩块的三维模拟方法。

发明内容

本申请实施例提供一种露天深孔台阶爆破爆堆表面岩块的三维模拟方法，包括：

步骤S1、爆堆岩块形态与爆堆三维形态的确定；

步骤S2、爆堆表面局部区域划分与块度统计：

对爆堆表面进行区域划分，并对每个区域建立对应的块度分布曲线；按以下方法和步骤进行区域划分和区域块度统计，形成局部块度分布曲线；

步骤1：首先以梯形爆堆的6个表面进行区域划分，然后根据大块在爆堆顶面和坡面的位置及数量进一步划分局部区域；

步骤2：局部区域划分方法：

A1、对获取的图像进行图像处理，获得岩块的尺寸和岩块中心在图像中的位置信息；

A2、局部区域划分，根据图像处理的结果，搜寻大岩块(大岩块指不合格岩块，即块度尺寸超过设计规定尺寸(L_max)，该尺寸根据实际工程确定)的位置，如当块度大于L_max为大块时，则搜索块度大于L_max的岩块并获取该岩块的位置；计算大岩块之间的距离，预设局部区域范围：以大岩块中心为圆心，半径为r(r≥L_max/2，)如果：

情况1：当大岩块均相距大于2r时，以每个大岩块中心为圆心，半径为r，分别划分单独的区域，其他区域构成一个单独区域；