近年來(lái)，隨著5G通信和大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的融合與發(fā)展，我國(guó)礦山智能化建設(shè)在國(guó)家政策引導(dǎo)和企業(yè)面臨的生產(chǎn)安全壓力的雙重作用下迅速發(fā)展。在礦山爆破技術(shù)領(lǐng)域，高精度延時(shí)、逐孔起爆等技術(shù)的廣泛應(yīng)用極大促進(jìn)了爆破理論和設(shè)計(jì)理念的發(fā)展。為改變露天臺(tái)階爆破參數(shù)設(shè)計(jì)、爆破效果預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)等大多依賴現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，難以適應(yīng)礦山數(shù)字化進(jìn)程需求的局面，爆破設(shè)計(jì)軟件及各種專家系統(tǒng)的研發(fā)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視，發(fā)展極為迅速。

北京理工大學(xué)楊軍教授以VC++作為開發(fā)平臺(tái)，Open GL作為3D圖形引擎，由底層自主開發(fā)了一套露天臺(tái)階爆破智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于高精度延時(shí)逐孔起爆條件下單孔擬柱體（炮孔分擔(dān)區(qū)域）破碎理論模型，結(jié)合人工智能和臺(tái)階爆破設(shè)計(jì)原理，實(shí)現(xiàn)三維布孔自動(dòng)化、起爆網(wǎng)絡(luò)連接自動(dòng)化、爆破參數(shù)選取智能化和設(shè)計(jì)圖表規(guī)范化等目標(biāo)。

單孔破碎區(qū)域擬柱體模型

爆破智能設(shè)計(jì)水平直接體現(xiàn)于爆破效果，而影響爆破效果的因素又是多方面的，既有礦巖地質(zhì)條件、臺(tái)階參數(shù)及設(shè)備能力等先決條件，又有炮孔布置、起爆方式和裝藥量等爆破參數(shù)，還有安全要求、爆破質(zhì)量、成本控制等人為要求因素。在諸多影響因素中，決定巖石爆破效果的除了礦山自然地質(zhì)因素、采礦條件、人為要求等條件外，一個(gè)非常重要因素就是裝藥量

利用單位體積巖石炸藥消耗量來(lái)計(jì)算平均裝藥量的方法，在高精度延時(shí)逐孔起爆條件下已經(jīng)難以維系。原因是逐孔起爆條件下各排第一個(gè)起爆孔與其他孔自由面條件不同；各孔分擔(dān)范圍除自由面外，還受前排相鄰孔和同排先爆孔爆破效果的影響，很難達(dá)到一致。如果采用逐排起爆平均分配藥量的方法，各孔的爆破質(zhì)量難以保證。若要準(zhǔn)確得出各孔合適的裝藥量，就必須先搞清楚各孔的準(zhǔn)確分擔(dān)范圍?，F(xiàn)有的爆破漏斗理論和圓柱體破壞范圍劃分方法顯然難以滿足要求。

單孔柱狀藥包周圍巖體的破壞范圍為擬柱體，臺(tái)階下部會(huì)形成楔形的破碎區(qū)域，與頂部距離越近，楔形體體積會(huì)稍微增大，臺(tái)階頂部填塞段也會(huì)形成一個(gè)近似擬柱體的破碎范圍，由此提出了露天臺(tái)階爆破巖石破碎擬柱狀理論。該理論的核心思想是在逐孔起爆條件下各炮孔分擔(dān)的巖石破碎范圍與孔距、排距、臺(tái)階高度及自由面條件等相關(guān)，尤其是同排先爆炮孔對(duì)巖石破碎質(zhì)量的影響尤為明顯。這是因?yàn)榕诳灼鸨瑫r(shí)可以同時(shí)利用前排炮孔及同排先爆孔所提供的自由面，所以在水平方向上，巖石破碎范圍近似為平行四邊形；同時(shí)由于臺(tái)階坡面角存在，巖石破碎體通常不是立方體，而是斜立方體，呈擬柱體破碎特征。

JKMRC破碎模型

系統(tǒng)研發(fā)及功能設(shè)計(jì)

《金屬礦山》簡(jiǎn)介

《金屬礦山》由中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國(guó)金屬學(xué)會(huì)主辦，主編為中國(guó)工程院王運(yùn)敏院士，現(xiàn)為北大中文核心期刊、中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊（中國(guó)科技核心期刊）、中國(guó)精品科技期刊（F5000頂尖學(xué)術(shù)論文來(lái)源期刊）、中國(guó)百?gòu)?qiáng)報(bào)刊、RCCSE中國(guó)核心學(xué)術(shù)期刊（A）、中國(guó)期刊方陣雙百期刊、國(guó)家百種重點(diǎn)期刊、華東地區(qū)優(yōu)秀期刊，被美國(guó)化學(xué)文摘（CA）、美國(guó)劍橋科學(xué)文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（JST）等世界著名數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。主要刊登金屬礦山采礦、礦物加工、機(jī)電與自動(dòng)化、安全環(huán)保、礦山測(cè)量、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重大學(xué)術(shù)價(jià)值或工程推廣價(jià)值的研究成果，優(yōu)先報(bào)道受到國(guó)家重大科研項(xiàng)目資助的高水平研究成果。根據(jù)科技部中國(guó)科技信息研究所發(fā)布的《2024中國(guó)科技期刊引證報(bào)告（核心版）》，《金屬礦山》核心總被引頻次位列26種礦業(yè)工程技術(shù)學(xué)科核心期刊第1位；根據(jù)中國(guó)知網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊影響因子年報(bào)》（2024版），《金屬礦山》學(xué)科影響力位居73種礦業(yè)期刊第9位。

供稿：曾文旭

編排：余思晨

審核：王小兵

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