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一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法.pdf

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  • 文档编号:6380491
  • 上传时间:2019-06-05
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510155899.9

    申请日:

    2015.04.02

    公开号:

    CN104951589A

    公开日:

    2015.09.30

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    授权|||实质审查的生效 IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20150402|||公开

    IPC分类号:

    G06F17/50

    主分类号:

    G06F17/50

    申请人:

    中南大学; 长沙迪迈数码科技股份有限公司

    发明人:

    王李管; 陈鑫; 彭平安; 李金玲; 肖厚藻

    地址:

    410083湖南省长沙市岳麓区山麓山南路932号中南大学

    优先权:

    专利代理机构:

    北京路浩知识产权代理有限公司11002

    代理人:

    郝瑞刚

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    内容摘要

    本发明涉及露天矿爆破技术领域,具体涉及一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法,该系统包括参数赋值单元以及依次连接的建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元,建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元分别连接参数赋值单元,查询单元包括后冲线位置、损失率和贫化率三者间的相互查询模块,通过建立三维地质模型,能精确表达矿体空间形态,同时,通过建立块段模型,能准确描述矿体内部属性,借助计算机的高速运算能力,能够快速准确得到爆破后冲线不同采样位置下的损失贫化信息,爆破后冲线位置的确定方法科学精确,保证了露天爆破设计矿体边界损失贫化的有效控制,有利于矿山经济效益的提高。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统,其特征在于,包括参数赋值单元以及依次连接的建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元,所述建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元分别连接所述参数赋值单元,所述查询单元包括后冲线位置、损失率和贫化率三者间的相互查询模块。

    2.  一种采用权利要求1所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,包括以下操作步骤:
    S1、建立矿体的三维地质模型和块段模型,并赋予块段模型矿岩类型、品位和体重的属性信息;
    S2、分析露天爆破台阶面与矿体边界之间的空间位置关系,结合爆破区域信息,定义爆破后冲线的初始位置;
    S3、指定露天爆破设计矿体边界损失贫化控制系统的步距Sep和步数Num,计算得到爆破后冲线的2*Num+1个采样位置;
    S4、依次计算2*Num+1个爆破后冲线采样位置下的损失率和贫化率;
    S5、以爆破后冲线位置为横轴,对应的损失率和贫化率为纵轴,通过最小二乘法分别拟合出损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线;
    S6、爆破后冲线位置与损失率和贫化率之间实现双向高精度查询,根据损失贫化要求,确定露天爆破设计后冲线的目标位置。

    3.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S1中,首先建立矿体的三维地质模型和块段模型,通过矿体三维地质模型约束块段模型,三维地质模型内的块段的矿岩类型赋值为1,即矿石;三维地质模型外的块段的矿岩类型赋值为0,即废石;结合矿山地质数据库,通过地质统计学方法,对块段模型中各块段的品位和体重属性进行估值。

    4.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S2中,由露天爆破台阶面与矿体边界之间的空间位置关系,得到爆破台阶面上的矿岩分界线,提取出爆破区域范围内的矿岩分界线,定义为爆破后冲线的初始位置P0。

    5.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S3中,步距Sep的取值范围为0.1~2.0m,步数Num的取值范围为5~20步,根据指定的步距Sep和步数Num,计算得到爆破后冲线的2*Num+1个采样位置为{P-Num*Sep,P-(Num-1)*Sep,…,P-Sep,P0,PSep,…,P(Num-1)*Sep,PNum*Sep}。

    6.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S4中,各采样位置Pi下的损失率和贫化率的计算步骤为:
    S4.1、通过爆破区域约束块段模型,得到爆破区域内部且矿岩类型值为1的K个块段,计算出动用地质矿量∑Qk;
    S4.2、根据爆破后冲线采样位置Pi,并结合爆破漏斗原理,逆向推算出爆破缓冲面三维形态;
    S4.3、通过爆破区域和爆破缓冲面约束块段模型,得到爆破区域内部、爆破缓冲面下部且矿岩类型值为1的M个块段,计算出损失矿石量∑Q0m;同理得到爆破区域内部、爆破缓冲面上部且矿岩类型值为0的N个块段,从而计算出混入废石量∑Rn;
    S4.4、计算出采出矿石量∑T=∑Qk-∑Q0m+∑Rn;
    S4.5、根据动用地质的矿石品位α和混入的废石品位α”,计算采出的矿石品位α’=(∑Qkαk-∑Q0mαm+∑Rnαn”)/∑T;
    S4.6、计算损失率q=∑Q0m/∑Qk;
    S4.7、计算贫化率ρ=(∑Qkαk/∑Qk-α’)/(∑Qkαk/∑Qk)。

    7.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S5中,根据损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线,得到损失率-后冲线位置曲线、贫化率-后冲线 位置曲线,包括以下步骤:
    S5.1、设n=2*Num+1;
    S5.2、设拟合多项式为:
    y=a0+a1x+…+afxf
    S5.3、各采样点到该多项式曲线的偏差平方和为:
    r2=Σin[yi-(a0+a1xi+···+ajxij)]2]]>
    S5.4、上述等式对ai求偏导数:
    -2Σin[yi-(a0+aixi+···+ajxij)]=0]]>
    -2Σin[yi-(a0+aixi+···+ajxij)]xi=0]]>

    -2Σin[yi-(a0+aixi+···+ajxij)]xij=0]]>
    S5.5、将上述求偏导后的等式方程组转化为矩阵形式,该矩阵为范德蒙德矩阵,将该范德蒙德矩阵简化,得到:

    S5.6、求解得到系数矩阵A=X-1*Y,即得到所求拟合曲线的系数(a0,a1,…,af)。

    8.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S6中,指定爆破后冲线位置,查询该位置对应的损失率和贫化率,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出损失率;同理,根据贫化率-后冲线位置曲线 表达式,由爆破后冲线位置计算出贫化率,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的目标位置。

    9.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S6中,指定损失率,查询该损失率对应的爆破后冲线位置和贫化率,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,由损失率计算出爆破后冲线位置;在此基础上,根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出贫化率,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的目标位置。

    10.  根据权利要求2所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,其特征在于,所述步骤S6中,指定贫化率,查询该贫化率对应的爆破后冲线位置和损失率,根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由贫化率计算出爆破后冲线位置;在此基础上,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,通过爆破后冲线位置可计算出损失率。根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的目标位置。

    说明书

    说明书一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法
    技术领域
    本发明涉及露天矿爆破技术领域,具体涉及一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法。
    背景技术
    露天矿爆破设计中,在矿岩分界处通常采用分穿分爆的方式,在矿体一侧布置炮孔时,需要先确定爆破后冲线的位置,然后根据后冲距离确定最后一排炮孔的位置,因此爆破后冲线位置的设定直接关系到爆破设计的损失率和贫化率,从而影响着矿山的经济效益。在露天爆破中,根据爆破后冲线位置和爆破漏斗原理,产生的爆破缓冲面是一个具有一定倾角的斜面,结合矿体边界的空间形态,分析出爆破损失的矿石和混入的废石情况,如图1所示,在此基础上计算损失率和贫化率,并判断爆破后冲线在该位置时是否满足损失贫化要求,若不满足,调整爆破后冲线位置重新计算,直至满足要求。
    矿岩分界处爆破后冲线位置的确定是个非常重要而复杂的过程。传统方式下,爆破设计工作人员在二维CAD环境下完成矿岩分界处爆破后冲线位置的确定,基本步骤如下:
    步骤1:结合露天地表现状中的矿岩分界线和若干矿岩分界处剖面信息,根据经验定义后冲线位置;
    步骤2:根据爆破漏斗参数计算出爆破缓冲面的在矿岩分界处剖面上的形态;
    步骤3:根据二维露天地表现状平面信息及矿岩分界处剖面信息,形成简化的三维形态,并分别计算出损失的矿石体积和混入的废石体积;
    步骤4:结合矿石和废石的平均体重及平均品位,计算出当前爆破 后冲线位置下的损失率和贫化率;
    步骤5:判断损失率及贫化率是否满足经济开采要求;
    步骤5a:若满足经济开采要求,则后冲线位置便确定下来。
    步骤5b:若不满足经济开采要求,根据经验调整后冲线位置,重复步骤2~步骤5。
    传统二维环境下爆破后冲线的确定方法,不但耗时耗力,同时也缺乏科学性,简化的三维形态计算出的体积与实际很难相符,平均的体重和品位也无法精确表达矿山真实信息。
    因此,针对以上不足,本发明提出了一种快速有效的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法。
    发明内容
    (一)要解决的技术问题
    本发明的目的是提供一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法以解决现有露天矿爆破耗时耗力,缺乏科学性,矿体边界损失贫化难以有效控制,从而影响矿山经济效益的问题。
    (二)技术方案
    为了解决上述问题,本发明提供了一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统,包括参数赋值单元以及依次连接的建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元,所述建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元分别连接所述参数赋值单元,所述查询单元包括后冲线位置、损失率和贫化率三者间的相互查询模块。
    本发明还提供了一种采用以上所述的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作方法,包括以下步骤:
    S1、建立矿体的三维地质模型和块段模型,并赋予块段模型矿岩类型、品位和体重等属性信息;
    S2、分析露天爆破台阶面与矿体边界之间的空间位置关系,结合爆破区域信息,定义爆破后冲线的初始位置;
    S3、指定露天爆破设计矿体边界损失贫化控制系统的步距Sep和 步数Num,计算得到爆破后冲线的2*Num+1个采样位置;
    S4、依次计算2*Num+1个爆破后冲线采样位置下的损失率和贫化率;
    S5、以爆破后冲线位置为横轴,对应的损失率和贫化率为纵轴,通过最小二乘法分别拟合出损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线;
    S6、爆破后冲线位置与损失率和贫化率之间实现双向高精度查询,根据损失贫化要求,确定露天爆破设计后冲线的目标位置。
    其中,所述步骤S1中,首先建立矿体的三维地质模型和块段模型,通过矿体三维地质模型约束块段模型,三维地质模型内的块段的矿岩类型赋值为1,即矿石;三维地质模型外的块段的矿岩类型赋值为0,即废石;结合矿山地质数据库,通过地质统计学方法,对块段模型中各块段的品位和体重等属性进行估值。
    其中,所述步骤S2中,由露天爆破台阶面与矿体边界之间的空间位置关系,得到爆破台阶面上的矿岩分界线,提取出爆破区域范围内的矿岩分界线,定义为爆破后冲线的初始位置P0。
    其中,所述步骤S3中,步距Sep的取值范围为0.1~2.0m,步数Num的取值范围为5~20步,根据指定的步距Sep和步数Num,计算得到爆破后冲线的2*Num+1个采样位置为{P-Num*Sep,P-(Num-1)*Sep,…,P-Sep,P0,PSep,…,P(Num-1)*Sep,PNum*Sep}。
    其中,所述步骤S4中,各采样位置Pi下的损失率和贫化率的计算步骤为:
    S4.1、通过爆破区域约束块段模型,得到爆破区域内部且矿岩类型值为1的K个块段,计算出动用地质矿量∑Qk;
    S4.2、根据爆破后冲线采样位置Pi,并结合爆破漏斗原理,逆向推算出爆破缓冲面三维形态;
    S4.3、通过爆破区域和爆破缓冲面约束块段模型,得到爆破区域内部、爆破缓冲面下部且矿岩类型值为1的M个块段,计算出损失矿石 量∑Q0m;同理得到爆破区域内部、爆破缓冲面上部且矿岩类型值为0的N个块段,从而计算出混入废石量∑Rn;
    S4.4、计算出采出矿石量∑T=∑Qk-∑Q0m+∑Rn;
    S4.5、根据动用地质的矿石品位α和混入的废石品位α”,计算采出的矿石品位α’=(∑Qkαk-∑Q0mαm+∑Rnαn”)/∑T;
    S4.6、计算损失率q=∑Q0m/∑Qk;
    S4.7、计算贫化率ρ=(∑Qkαk/∑Qk-α’)/(∑Qkαk/∑Qk)。
    其中,所述步骤S5中,根据损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线,得到损失率-后冲线位置曲线、贫化率-后冲线位置曲线,包括以下步骤:
    S5.1、设n=2*Num+1;
    S5.2、设拟合多项式为:
    y=a0+a1x+…+ajxj
    S5.3、各采样点到该多项式曲线的偏差平方和为:
    r2=Σin[yi-(a0+a1xi+...+ajxij)]2]]>
    S5.4、上述等式对ai求偏导数: 
    -2Σin[yi-(a0+aixi+...+ajxij)]=0]]>
    -2Σin[yi-(a0+aixi+...+ajxij)]xi=0]]>

    -2Σin[yi-(a0+aixi+...+ajxij)]xij=0]]>
    S5.5、将上述求偏导后的等式方程组转化为矩阵形式,该矩阵为范德蒙德矩阵,将该范德蒙德矩阵简化,得到:

    S5.6、求解得到系数矩阵A=X-1*Y,即得到所求拟合曲线的系数(a0,a1,…,aj)。
    其中,其特征在于,所述步骤S6中,指定爆破后冲线位置,查询该位置对应的损失率和贫化率,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出损失率;同理,根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出贫化率,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的目标位置。
    或者,所述步骤S6中,指定损失率,查询该损失率对应的爆破后冲线位置和贫化率,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,由损失率计算出爆破后冲线位置;在此基础上,根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出贫化率,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的目标位置。
    或者,所述步骤S6中,指定贫化率,查询该贫化率对应的爆破后冲线位置和损失率,根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由贫化率计算出爆破后冲线位置;在此基础上,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,通过爆破后冲线位置可计算出损失率,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的目标位置。
    (三)有益效果
    本发明的上述技术方案具有如下优点:本发明提供的一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法,包括参数赋值单元、建模 单元、分析计算单元、输出单元和查询单元,实现了相应的参数赋值、三维建模、相关分析计算以及目标结果输出和查询,简化了露天爆破矿的设计,提高了准确度。通过建立三维地质模型,能精确表达矿体空间形态,同时,通过建立块段模型,能准确描述矿体内部属性,充分利用离散化的块段模型属性数据和专业设备,借助计算机的高速运算能力,能够准确快速得到爆破后冲线不同采样位置下的损失贫化信息,采用最小二乘法分别拟合出损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,通过双向高精度查询,爆破设计人员能更科学精确的确定出露天爆破设计后冲线的目标位置,保证了露天爆破设计矿体边界损失贫化的有效控制,该方法方便快捷,节省了人力物力财力,有利于矿山经济效益的提高。
    附图说明
    图1为本发明的主要系统组成示意图;
    图2为本发明中的矿岩分界面与爆破缓冲面不同空间位置类型的剖面图;
    图3为本发明的操作方法流程图;
    图4为本发明中涉及的露天地表现状、矿岩界线、爆破区域和爆破后冲线初始位置示意图;
    图5示出了本发明中的爆破后冲线采样位置的示意图;
    图6示出了损失率-后冲线位置曲线及贫化率-后冲线位置曲线示意图。
    图7示出了爆破后冲线目标位置及炮孔布置示意图。
    图中,1:岩石;2:矿石;3:后冲线位置;4:损失的矿石;
    5:混入的岩石;6:露天地表;7:矿体;8:矿岩界限;9:爆破区;10:炮孔;11:后冲线目标位置;P0:初始位置。 
    具体实施方式
    下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
    如图1所示,本发明的一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统,包括参数赋值单元以及依次连接的建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元,所述建模单元、分析计算单元、输出单元和查询单元分别连接所述参数赋值单元,所述查询单元包括后冲线位置、损失率和贫化率三者间的相互查询模块。
    如图2所示,露天爆破设计中的矿岩分界面与爆破缓冲面在不同空间位置类型的剖面图,其中,(a)、(b)、(c)、(d)各图中,在岩石1与矿石2的分界处不同的爆破后冲线位置3,损失的矿石4与混入的岩石5会受不同程度影响,从而影响损失率和贫化率,在实际露天爆破中,根据爆破后冲线位置和爆破漏斗原理,产生的爆破缓冲面是一个具有一定倾角的斜面,结合矿体边界的空间形态,分析出爆破损失的矿石4和混入的岩石5的情况,在此基础上计算损失率和贫化率,可见岩石1和矿石2分界处爆破后冲线位置3的确定是个关键而复杂的过程,可通过在Dimine矿业软件上设置好相应功能单元,对露天爆破矿进行相应的参数赋值、三维建模、分析计算、目标输出和查询操作,通过本发明的完整系统可简化矿岩分界处爆破后冲线位置的确定过程,且能科学准确的确定出目标的爆破后冲线位置,实现了爆破矿体边界损失贫化率的有效控制。
    如图3所示,为本发明的露天爆破矿体边界损失贫化控制系统的操作流程图,具体包括以下步骤:
    S1、建立矿体的三维地质模型和块段模型,并赋予块段模型矿岩类型、品位和体重等属性信息建模赋属性值过程;
    S2、分析露天爆破台阶面与矿体边界之间的空间位置关系,结合爆破区域信息,定义爆破后冲线的初始位置;
    S3、指定露天爆破设计矿体边界损失贫化控制系统的步距Sep和步数Num,计算得到爆破后冲线的2*Num+1个采样位置;
    S4、依次计算2*Num+1个爆破后冲线采样位置下的损失率和贫化率;
    S5、以爆破后冲线位置为横轴,对应的损失率和贫化率为纵轴,通过最小二乘法分别拟合出损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线;
    S6、爆破后冲线位置与损失率和贫化率之间实现双向高精度查询,根据损失贫化要求,确定露天爆破设计后冲线的最佳目标位置。
    所述步骤S1中,在矿业软件上建立矿体的三维地质模型和块段模型,通过矿体三维地质模型约束块段模型,三维地质模型内的块段的矿岩类型赋值为1,即矿石;三维地质模型外的块段的矿岩类型赋值为0,即废石;结合矿山地质数据库,通过地质统计学方法,例如,采用距离幂次反比法,对块段模型中各块段的品位和体重等属性进行估值。
    所述步骤S2中,如图4所示,由露天爆破台阶面与矿体边界之间的空间位置关系,在露天地表6与矿体7的模型上得到爆破台阶面上的矿岩界限8的分界线,提取出爆破区9所在范围内的矿岩分界线,定义为爆破后冲线的初始位置P0。
    所述步骤S3中,如图5所示为爆破后冲线采样位置的示意图,步距Sep的取值范围为0.1~2.0m,步数Num的取值范围为5~20步,根据指定的步距Sep和步数Num,计算得到爆破后冲线的2*Num+1个采样位置为{P-Num*Sep,P-(Num-1)*Sep,…,P-Sep,P0,PSep,…,P(Num-1)*Sep,PNum*Sep},具体的,本实施例指定步距为1.0m,步数为15步,计算得到爆破后冲线的31个采样位置{P-15.0,P-14.0,…,P-1.0,P0,P1.0,…,P14.0,P15.0}。
    所述步骤S4中,依次处理31个爆破后冲线采样位置,计算得到各采样位置下的损失率和贫化率等信息,其中,以采样位置P1.0下的损失率和贫化率的计算为例:
    S4.1、通过爆破区域约束块段模型,得到爆破区域内部且矿岩类型值为1的2780个块段,计算出动用地质矿量∑Qk=322161.00t;
    S4.2、根据爆破后冲线采样位置P1.0,并结合爆破漏斗原理,逆向 推算出爆破缓冲面三维形态;
    S4.3、通过爆破区域和爆破缓冲面约束块段模型,得到爆破区域内部、爆破缓冲面下部且矿岩类型值为1的362个块段,计算出损失矿石量∑Q0m=25837.31t;同理得到爆破区域内部、爆破缓冲面上部且矿岩类型值为0的378个块段,从而计算出混入废石量Rn=31951.12t;
    S4.4、计算出采出矿石量∑T=∑Qk-∑Q0m+∑Rn=328274.81t;
    S4.5、根据动用地质的矿石品位α和混入的废石品位α”,计算采出的矿石品位α’=(∑Qkαk-∑Q0mαm+∑Rnαn”)/∑T=0.402;
    S4.6、计算损失率q=∑Q0m/∑Qk=8.02%;
    S4.7、计算贫化率ρ=(∑Qkαk/∑Qk-α’)/(∑Qkαk/∑Qk)=5.63%。
    如表1所示为爆破后冲线31个采样位置下的损失率、贫化率信息数据部分统计情况。
    表1
    采样 S-3.0S-2.0S-1.0S0S1.0S2.0S3.0S4.0S5.0... 损失 12.50 11.29 10.14 9.05 8.02 7.05 6.14 5.29 4.50 ... 贫化 3.71 4.13 4.59 5.09 5.63 6.21 6.83 7.49 8.19
    所述步骤S5中,以爆破后冲线位置为横轴,对应的损失率和贫化率为纵轴,通过最小二乘法分别拟合出损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线,即得到损失率-后冲线位置曲线、贫化率-后冲线位置曲线。根据损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线,得到损失率-后冲线位置曲线、贫化率-后冲线位置曲线,设n=31,拟合幂次j=5,采样数据最小二乘法拟合的计算步骤为:
    S5.1、设n=2*Num+1=31,拟合幂次j=5;
    S5.2、拟合多项式为:
    y=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5
    S5.3、各采样点到该多项式曲线的偏差平方和为:
    r2=Σi31[yi-(a0+a1xi+a2xi2+a3xi3+a4xi4+a5xi5)]2]]>
    S5.4、上述等式对ai求偏导数: 
    -2Σi31[yi-(a0+a1xi+a2xi2+a3xi3+a4xi4+a5xi5)]=0]]>
    -2Σi31[yi-(a0+a1xi+a2xi2+a3xi3+a4xi4+a5xi5)]xi=0]]>

    -2Σi31[yi-(a0+a1xi+a2xi2+a3xi3+a4xi4+a5xi5)]xi5=0]]>
    S5.5、将上述求偏导后的等式方程组转化为矩阵形式,该矩阵为范德蒙德矩阵,将该范德蒙德矩阵简化,得到:

    S5.6、求解得到系数矩阵A=X-1*Y,即得到所求拟合曲线的系数为(9.50,-1.06,0.03,0,0,0),贫化率-后冲线位置曲线的系数为(5.09,0.52,0.02,0,0,0),如图6为拟合曲线示意图。
    所述步骤S6中,指定爆破后冲线位置,查询该位置对应的损失率和贫化率,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出损失率;同理,根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出贫化率,根据损失贫化要求:矿岩分界处,在贫化率不高于6.00%的情况下,实现损失率最小,因此,指定贫化率为6.00%,查询该贫化率对应的爆破后冲线位置和损失率,得到爆破后冲线位置 为以爆破后冲线初始位置为基础,偏移1.67m,损失率为7.38%,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的最佳目标位置。
    或者,所述步骤S6中,指定损失率,查询该损失率对应的爆破后冲线位置和贫化率,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,由损失率计算出爆破后冲线位置;在此基础上,根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由爆破后冲线位置计算出贫化率,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的最佳目标位置。
    或者,所述步骤S6中,指定贫化率,查询该贫化率对应的爆破后冲线位置和损失率。根据贫化率-后冲线位置曲线表达式,由贫化率计算出爆破后冲线位置;在此基础上,根据损失率-后冲线位置曲线表达式,通过爆破后冲线位置可计算出损失率,根据损失贫化要求,对应损失率、贫化率与爆破后冲线位置的关系曲线图,确定出露天爆破设计后冲线的最佳目标位置。
    如图7所示,根据步骤S6中确定出的爆破后冲线最佳的目标位置10,以此为基础布置炮孔11。
    需要说明的时,本发明的相关建模和分析查询等操作可利用专业的矿业软件操作,例如在Dimine等矿业软件上设置相应的单元,并按本发明进行相应设置和操作。
    综上所述,本发明提供的一种露天爆破矿体边界损失贫化率的控制系统,其组成完整,原理可靠,操作简单快捷,准确度高,通过该系统及其操作方法可精确表达三维地质模型的矿体空间形态,以及能准确描述块段模型的矿体内部属性势,借助计算机的高速运算能力,准确而快速得到爆破后冲线不同采样位置下的损失贫化信息,通过曲线拟合和双向高精度查询功能,协助爆破设计人员科学决策出爆破后冲线的最佳目标位置,保证了露天爆破设计矿体边界损失贫化的有效控制,有利于矿山经济效益的提高。
    以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

    关 键  词:
    一种 露天 爆破 矿体 边界 损失 贫化 控制系统 操作方法
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    本文标题:一种露天爆破矿体边界损失贫化控制系统及操作方法.pdf
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