摘要：抛掷爆破效果直接影响露天矿剥离成本,对抛掷爆破—拉斗铲倒堆工艺系统生产效率具有重要影响,为提高露天矿抛掷爆破效果预测的精度,反馈优化抛掷爆破设计。在分析露天矿抛掷爆破效果影响因素的基础上,建立参数优化后粒子群算法和极限学习机相结合的露天矿抛掷爆破效果IPSO-ELM预测模型。利用Sigmoid惯性权重自适应调整和学习因子动态调整的参数优化方法,对传统粒子群算法中迭代效率低、易陷入局部收敛的缺点进行改善,采用黑岱沟露天煤矿抛掷爆破实测数据对该模型进行实例分析,选取炸药单耗、排距、台阶高度、孔距、最小抵抗线作为输入变量及有效抛掷率和松散系数作为输出变量,建立露天矿抛掷爆破效果IPSO-ELM预测模型,并将ELM模型、GA-ELM模型与其进行对比。研究结果表明:将常规粒子群算法中的惯性权值和学习因子进行自适应和动态调整的改进之后,模型的收敛速度明显提高;IPSO-ELM预测模型的运行时间短、收敛速度快,平均预测精度达到0.9895,均方误差、平均绝对误差、平均相对误差控制在0.2714、5.0565%、0.2603%,预测误差明显低于ELM、GA-ELM模型且预测精度最高,对预测露天矿抛掷爆破效果具有较好的适用性。

摘要：黑岱沟露天煤矿二采区煤层断陷带的存在使抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺无法按正常区域设计与施工,影响原煤生产接续。通过分析断陷带断层对抛掷爆破高台阶稳定性、钻机倾斜穿孔有效深度、抛掷爆破有效抛掷率等方面的影响,确定了断陷带影响范围。按倒堆与采煤工作线推进度一致原则,建立了抛掷爆破台阶高度、原煤厚度与倒堆系统生产能力之间的函数关系,并结合倒堆系统作业能力分析、有效抛掷率与抛掷爆破台阶高度之间的关系曲线方程、煤层厚度变化情况等,初步确定了断陷带影响区域各采掘带抛掷爆破台阶高度,在此基础上,根据穿孔设备纵、横向作业坡度限制对抛掷爆破台阶顶盘面进行调整,优化确定了断陷带影响区域各采掘带合理的抛掷爆破台阶高度。根据不同抛掷爆破台阶高度条件下爆堆曲线拟合结果,对拉斗铲站立水平高度与倒堆系统各环节作业量进行分析,建立了拉斗铲站立水平高度与原煤生产能力、原煤平均厚度之间的函数关系,并根据各采掘带煤层平均厚度、拉斗铲倒堆作业量等,确定了断陷带影响区域各采掘带拉斗铲站立水平高度。根据断陷带区域地质条件变化,优化确定的抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺参数,可指导黑岱沟露天煤矿实现过断陷带期间安全、高效生产,确保原煤生产接续。

摘要：抛掷爆破效果直接影响露天矿剥离成本,对抛掷爆破的拉斗铲倒堆工艺生产效率有重要影响,为提高露天煤矿抛掷爆破效果预测准确率,进而提高反馈爆破参数优化设计精度,在分析露天矿抛掷爆破效果影响因素的基础上,提出一种遗传算法(GA)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的抛掷爆破效果预测模型。引入傅里叶级数模型模拟爆堆剖面曲线,利用训练完成的GA-LSSVM预测Fourier级数模型控制参数A_(0),θ,a_(n)及b_(n),进而输出预测的爆堆形态。依据内蒙古黑岱沟露天煤矿抛掷爆破实测数据进行实例分析,选取台阶高度、剖面宽、炸药单耗、最小抵抗线、排距、孔距、坡面角、采空区上口宽、采空区下口宽、松方体积、有效抛掷量作为GA-LSSVM预测模型的输入参数,A_(0)、θ、a_(n)、b_(n)、最远抛掷距离、松散系数和有效抛掷率作为输出参数,建立露天矿抛掷爆破效果GA-LSSVM预测模型,并将偏最小二乘回归模型(PLSR)、LSSVM模型、粒子群算法优化最小二乘支持向量机模型(PSO-LSSVM)与其进行对比。结果表明:(1)通过2~7阶Fourier展开级数对爆堆剖面曲线模拟分析,确定阶数为4时模拟精度与效率达到最优,其误差平方和(SSE)为21.593 4,决定系数(R^(2))与调整后的决定系数(R_(adj)_^(2))为0.999 2,均方根误差(RMSE)为0.479 3;(2)相较于传统LSSVM预测模型,通过GA优化后,最远抛掷距离、松散系数以及有效抛掷率均获得更高的R^(2)(1,1,1)和更小的RMSE(0.180 9,0.000 7,0.000 2),说明改进后的GA-LSSVM具有更好的模拟效果和泛化能力;(3)与PSO-LSSVM、LSSVM、PLSR模型相比,GA-LSSVM模型对抛掷爆破效果的预测精度(R^(2),RMSE)更高且优势明显;(4)结合4阶Fourier级数的GA-LSSVM模型与采用Weibull函数的BP或GA-ELM等模型相比,对爆堆形态的预测具有更高的操作效率及预测精度。

摘要：抛掷爆破爆堆的形态对于倒堆系统总作业量与成本、后续倒堆环节的工作面参数设计工作等有着至关重要的影响,针对当前爆堆形态样本量不足、错误数据影响预测效果等问题,提出了爆堆形态的标准化分析-处理方法,具体包括数据库的构建、基于工作面形态特征的样本筛选及分类、基于爆堆形态特征的样本筛选与分类,实现了海量爆堆数据的快速处理,提高了样本的有效性。利用局部加权线性回归对样本集合进行回归分析,最终获得了三组具有普遍解释意义的典型爆堆曲线,研究提出的处理方法具有快速、高效、便捷等特点,为现场抛掷爆破-拉斗铲倒堆工艺的设计提供了准确的依据。

摘要：有效抛掷率是评价抛掷爆破岩体效果的重要指标。依据质点运动弹道学原理,推导出抛掷距离与炮孔倾角及炸药单耗的关系式,描述了各参数之间关系变化的趋势,并通过对黑岱沟露天煤矿抛掷爆破参数的分析,给出合适的炮孔倾角及采用铵油炸药时的炸药单耗范围,这对于指导露天煤矿抛掷爆破的设计具有一定实际意义。

摘要：露天煤矿抛掷爆破爆堆形态是影响抛掷爆破–拉斗铲倒堆工艺系统作业效率和生产成本的重要因素。为了提高露天煤矿抛掷爆破爆堆形态预测的精确度,进一步优化抛掷爆破设计并降低矿山抛掷爆破剥离成本,依据黑岱沟露天煤矿抛掷爆破实测数据进行实例分析,采用熵值法–灰色关联度方法研究抛掷爆破效果影响指标与最远抛掷距离、松散系数和有效抛掷率的权重及关联度,孔距和剖面宽与抛掷爆破效果评价指标的关联程度较低,选取最小抵抗线、排距、炸药单耗、台阶高度、采空区下口宽、坡面角、采空区上口宽作为预测模型输入参数。引入高斯(Guass)分布模型模拟爆堆剖面曲线,通过1~8阶高斯分布模型对爆堆剖面曲线模拟分析,确定阶数为5时模拟精度与效率达到最优,利用训练完成的HHO–LSSVM预测5阶Guass分布模型15个参数作为预测输出的爆堆形态的控制参数,并采用Gauss分布模型结合HHO–LSSVM算法预测爆堆形态,与LSSVM、粒子群算法(PSO)优化最小二乘支持向量机和遗传算法(GA)优化BP神经网络模型进行精度对比,同时将本文所建立模型的预测爆堆形态与真实爆堆形态进行对比。结果表明:利用5阶高斯分布模拟的爆堆曲线误差平方和(S)参数趋于稳定为25.69,决定系数(R^(2))与调整后的决定系数(R^(2)_(A))分别为0.9992和0.9990,均方根误差(R)为0.5146;HHO–LSSVM对于5阶Gauss分布控制参数的预测误差大部分在1%左右,且误差没有超过5%,与LSSVM、PSO、GA–BP算法模型相比精度较高;以E5–8、E5–9及E5–10剖面为例,预测爆堆形态与真实爆堆形态误差R^(2)和均方根误差R分别为0.9987和0.6142、0.9992和0.4931、0.9992和0.5052,预测爆堆形态接近真实爆堆形态。

摘要：为了提高抛掷爆破参数设计的准确性,改善抛掷爆破效果,分析了加权聚类分析基本原理,将影响抛掷爆破参数设计的主要因素分为爆区几何形态指标与岩体可爆性指标两类,选取抛掷爆破炸药单耗、爆堆松散系数、有效抛掷率作为抛掷爆破效果的综合评判指标,建立了抛掷爆破参数智能设计模型,提出了抛掷爆破参数智能设计流程。黑岱沟露天矿的应用表明,采用抛掷爆破参数智能设计方法能够使抛掷爆破的有效抛掷率平均提高2.30%,炸药单耗平均降低0.026kg/m3,显著改善了抛掷爆破效果。

摘要：露天矿抛掷爆破的爆堆形态对于爆破效果的评价以及后续剥离工艺的设计极为重要。当前现场采用的激光扫描手段存在设备笨重、程序复杂、耗时较长、架设位置受限、作业存在安全风险、存在扫描盲区等诸多问题。针对上述问题,研究经过现场反复试验,提出了基于无人机倾斜摄影的抛掷爆破爆堆形态测量方法。对于外业采集方案进行了详细的设计,并对内业数据处理的关键算法:基于sift算法的图像匹配、光束法区域网空三测量、基于PMVS的影像密集匹配进行了分析。研究结果表明,模型误差完全满足比例尺1∶500测绘成果I级精度要求,且无人机测绘技术与传统技术相比,具有测绘作业效率高、设备系统成本低、安全系数高、作业人员少、测绘结果精准等特点。

摘要：为提高露天矿抛掷爆破效果预测精度,进而反馈优化爆破参数设计。建立HHO-LSSVM(哈里斯鹰算法优化最小二乘支持向量机)模型,预测抛掷爆破效果;将该模型所得预测精度及效率与未经优化的LSSVM(最小二乘支持向量机)、ELM(极限学习机)、GA-BP(遗传算法优化BP神经网络)、PSO-LSSVM(粒子群算法优化最小二乘支持向量机)模型进行对比。研究结果表明:采用HHO-LSSVM模型相较于未经优化的LSSVM和ELM模型所得到的有效抛掷率、松散系数、最远抛掷距离的预测精度均具有更高的决定系数值,更小的均方根误差值;HHO-LSSVM模型预测的有效抛掷率、松散系数、最远抛掷距离与实测数据之间的平均误差分别为2.7015%,2.9834%,2.8345%,均在5%以内,说明HHO-LSSVM模型对抛掷爆破效果具有较好的预测精度。研究结果可为通过准确预测爆破效果进而反馈抛掷爆破的优化设计提供一定参考。

摘要：针对露天高台阶抛掷爆破对炸药品种、性能的技术要求,优化设计了抛掷爆破炸药关键组分乳胶基质的生产工艺和配方。采用低温、低转速、敞口式连续乳化技术,水相温度为75℃,析晶点为60℃,pH值为3.9,复合油相温度50℃;乳胶基质中水的质量分数达22%,密度为1.42g/cm3,粘度为20～24 Pa.s(温度为65～72℃),无雷管感度,具有较好的稳定性、流动性和本质安全性。研发了重乳化炸药、重铵油炸药和超低密度炸药的配方。采用多功能混装炸药车生产工艺,可以在同一炮孔中不间断装填多个品种炸药,也可以在同一炮孔中连续装填不同型号的重铵油炸药,生产效率高达750 kg/min。经过现场抛掷爆破验证,新配方炸药爆炸性能稳定,满足抛掷爆破对炸药性能的要求。