[发明专利]基于筛分法仿真的岩石爆破块度测量方法

说明书

本发明公开了基于筛分法仿真的岩石爆破块度测量方法，包括如下步骤：1)将岩石样本平铺在空地上，取样量拟按毎次爆破取3～5组，每组的取样量不小于1500kg；2)对每一组岩石样本进行扫描，获得岩石样本的精细化3D‑CAD数据；3)将精细化3D‑CAD数据导入离散元软件中进行3D重构，并对筛分过程进行仿真模拟，获取岩石样本的块度分布；4)多次仿真模拟试验，利用作图法对筛分统计结果进行处理，得出爆堆岩石的块度分布曲线、不均匀系数以及曲率系数。通过对爆堆岩石样本扫描并采用离散元软件对筛分过程进行模拟仿真，解决了现场筛分面临的工作量大的问题，降低了成本，避免了对现场的正常采矿、开挖作业的影响，同时具有精度高等优点。

技术领域

本发明涉及工程爆破技术领域，特别是涉及基于筛分法仿真的岩石爆破块度测量方法。

背景技术

爆破开挖是水利水电工程、矿山、交通等领域中最基本的施工过程，伴随着岩石爆破开挖的进行，大量爆破碎石形成。矿岩爆破效果的好坏直接影响了矿山生产、大坝开挖建设、基础设施建设过程中爆破碎石铲装、运输、二次破碎等后续工艺的效率，同时也对评价破碎方法、研究破碎机理、决定开采方案以及选矿、放矿等至关重要的问题提供指导，为爆破参数调整、网络优化、装药结构改善提供依据。

通常可以用爆堆形状、岩块块度、有无飞石、爆破震动、爆破成本等指标对矿岩爆破效果进行衡量，其中爆堆的块度分布尤为重要。评价岩石爆破块度的方法基本上可划分为直接统计分析法和间接统计分析法。

直接统计分析法包括应用普遍的筛分法、二次爆破岩块统计法、直接测量法。筛分法适用于筛分量小的情况，虽然现场筛分法具有精度高、直观等优点，但由于现场筛分工作量大，容易导致正常采矿、开挖作业受到干扰，成本增加。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出基于筛分法仿真的岩石爆破块度测量方法，包括如下步骤：

1)爆破作业后，采用反铲在爆堆中心取样，并用自卸车装运至一宽敞的空地，将岩石样本平铺在空地上，每个岩石样本之间留有间隙，并保证岩石样本无重叠现象，取样量拟按毎次爆破取3～5组，每组的取样量不小于1500kg；

2)利用高精度三维扫描测量仪对每一组岩石样本进行扫描，获得每一组岩石样本的精细化3D-CAD数据；

3)将岩石样本的精细化3D-CAD数据导入离散元软件中，对岩石样本进行3D重构，获得岩石样本的表面积、比表面积、体积以及质量参数，并对筛分过程进行仿真模拟，获取岩石样本的块度分布；

4)进行多次仿真模拟试验，利用作图法对筛分统计结果进行处理，得出爆堆岩石的块度分布曲线、不均匀系数以及曲率系数。

本发明的有益效果是，通过对爆堆岩石样本扫描并采用离散元软件对筛分过程进行模拟仿真，解决了现场筛分面临的工作量大的问题，降低了成本，避免了对现场的正常采矿、开挖作业的影响，同时具有精度高等优点。

优选地，步骤2)中，采用的离散元软件为3DEC软件。

优选地，步骤3)中，模拟筛分的过程中，构建出筛网的三维模型，筛网具有多个筛孔。

优选地，步骤3)中，构建多个不同尺寸筛孔的筛网的三维模型。

优选地，步骤3)中，筛孔形状为圆形。

优选地，步骤3)中，筛孔的半径大于等于1mm。

优选地，所述步骤3)具体为：将步骤2)导入重构的岩石样本的三维模型加载动力载荷，通过步骤3)中的多个不同尺寸筛孔的筛网分成若干个粒级，根据现场测得的岩石密度，对仿真过程中的岩石模型进行赋值与标定，得到每个粒级的质量百分数。

附图说明