摘要:筆者就論述了爆破CAD的必要性基礎(chǔ)上,詮析及總結(jié)了爆破CAD的目的和主要運(yùn)用,并結(jié)合爆破工作的特點(diǎn),創(chuàng)建了露天開采臺階爆破CAD開發(fā)模型。
　　關(guān)鍵詞:露天開采論文;臺階爆破論文;CAD；
　　0引言
　　在礦山、公路、水利等工程中露天臺階深孔爆破用途極為普遍,跟著設(shè)備的穿孔能力以及效率的提升,深孔爆破為生產(chǎn)和建設(shè)工程提供了安全、以及高效的作業(yè)條件。在過去的生產(chǎn)實(shí)踐中,現(xiàn)今我國的露天深孔爆破設(shè)計(jì)一直采用爆區(qū)體積平分藥量法、矩形單孔面積法等計(jì)算單孔藥量,由于其準(zhǔn)確性差、計(jì)算工作量大、誤差明顯以及缺乏嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)性等缺點(diǎn),沒有能夠真正反映單孔的實(shí)際需要裝藥量,使爆破效果難以達(dá)到預(yù)期的目的,爆破結(jié)果偶然性大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,運(yùn)用CAD系統(tǒng)進(jìn)行臺階深孔爆破輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化爆破方案,對提高爆破設(shè)計(jì)手段、改進(jìn)穿爆工藝具有重要意義。根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)繪圖,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)爆破設(shè)計(jì)成為必要和可能。
　　一、對露天開采與臺階爆破設(shè)計(jì)組成論文
　　1.爆破設(shè)計(jì)及因素分析
　　根據(jù)礦山爆破設(shè)計(jì)原理和過程可知,爆破設(shè)計(jì)的目的主要是通過對影響爆破效果的各種因素的分析,適當(dāng)?shù)剡x擇爆破參數(shù),以達(dá)到最佳的爆破效果。
　　爆破CAD系統(tǒng)的主要目的是向技術(shù)人員提供最佳的爆破設(shè)計(jì)方案,包括對選定的爆區(qū)的布孔參數(shù)設(shè)計(jì)、起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。這些工作要以圖紙、表格的形式提供給現(xiàn)場工作人員,作為實(shí)施爆破作業(yè)的依據(jù)。過去通常由技術(shù)人員手工計(jì)算、繪圖、編制爆破說明書等既煩瑣復(fù)雜又不準(zhǔn)確,無法滿足大規(guī)模作業(yè)對爆破設(shè)計(jì)效率的要求，因而采用計(jì)算機(jī)作為輔助工具，根據(jù)實(shí)際的工作狀態(tài)和穿爆工作的實(shí)際要求，爆破CAD系統(tǒng)將提供爆破方案的布孔圖、起爆網(wǎng)絡(luò)圖、裝藥結(jié)構(gòu)圖、炮孔裝藥量計(jì)算表和爆破設(shè)計(jì)說明書等,這將有助于提高技術(shù)人員的工作效率,提高爆破設(shè)計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性。
　　2． CAD技術(shù)在露天臺階爆破中的應(yīng)用范圍
　　目前,CAD技術(shù)在露天臺階爆破中的應(yīng)用范圍主要有:
　　1)參數(shù)優(yōu)化與方案設(shè)計(jì)論文
　　由于爆破方案設(shè)計(jì)是一項(xiàng)需要大量人力的復(fù)雜工作,方案設(shè)計(jì)中考慮的因素眾多,設(shè)計(jì)時(shí)間長。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),可以避免許多重復(fù)勞動(dòng),節(jié)省大量的人力、物力,縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)精度。
　　2)爆破效果預(yù)測
　　利用建立的露天臺階爆破優(yōu)化模型,評價(jià)各種不同爆破設(shè)計(jì)方案的成本、破碎效果、爆堆形狀等,從而判斷設(shè)計(jì)方案是否滿足設(shè)計(jì)要求。
　　3)鑿巖爆破設(shè)計(jì)圖形輸出
　　爆破設(shè)計(jì)包括三大部分:穿爆參數(shù)設(shè)計(jì)、穿孔施工設(shè)計(jì)和爆破施工設(shè)計(jì)。
　　穿爆參數(shù)設(shè)計(jì)包括孔徑、臺階高度、單耗等原始參數(shù)的輸入,以及抵抗線、孔距、排距、填塞長度、裝藥長度等參數(shù)的計(jì)算。
　　穿孔施工設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是紙上布孔并輸出穿孔設(shè)計(jì)施工圖。
　　爆破施工設(shè)計(jì)是獲得實(shí)測孔位平面圖后,形成和輸出爆破網(wǎng)絡(luò)圖、設(shè)計(jì)任務(wù)書、裝藥結(jié)構(gòu)圖等。
　　二、穿爆工作系統(tǒng)分析
　　1.穿爆工作系統(tǒng)組成
　　穿爆工作系統(tǒng)很復(fù)雜,且每個(gè)礦山都具有特殊性,在不同的管理方式下其運(yùn)作方式也不相同。從建立計(jì)算機(jī)模型的角度來說,可將露天臺階穿爆工作分為三方面的內(nèi)容。
　　1) 參數(shù)設(shè)計(jì)論文
　　這一工作是露天臺階穿爆工作的基礎(chǔ)。其實(shí)質(zhì)是,在露天開采的基本參數(shù)(臺階高度、坡面角等)以及巖性參數(shù)(可爆性)一定的條件下,設(shè)計(jì)出抵抗線,孔距、排距等。這種設(shè)計(jì)是以許多假設(shè)為前提的,例如:坡頂、底線平直的,上下盤及坡面平整等故在遇到復(fù)雜的實(shí)際情況(如臺階形狀不規(guī)則,地質(zhì)條件變化等)需要工程技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)整。
　　2)穿孔工作
　　這一工作由室內(nèi)和室外兩部分相結(jié)合的,可以分解為以下四個(gè)步驟:(1)爆區(qū)測量;(2)紙上布孔(3)現(xiàn)場位置布孔;(4)穿孔施工。
　　3)爆破工作
　　爆破工作可分為以下五個(gè)步驟:(1)炮孔驗(yàn)收(2)藥量調(diào)整;(3)起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì);(4)數(shù)據(jù)匯總校核;(5)爆破施工。
　　從以上過程可看出,由于受設(shè)計(jì)及施工過程中多種因素的影響,實(shí)際穿孔后,炮孔孔網(wǎng)參數(shù)與原設(shè)計(jì)不同,因此,必須對裝藥量進(jìn)行調(diào)整,通常是實(shí)測孔網(wǎng)參數(shù)后回到圖上作裝藥量計(jì)算,但由于缺乏可靠的手段更準(zhǔn)確地調(diào)整裝藥量,這使爆破效果不穩(wěn)定。
　　綜上所訴,在礦山臺階爆破設(shè)計(jì)施工的一般程序可總結(jié)如圖1。
　　
　　圖1穿爆設(shè)計(jì)施工程序圖論文
　　由此可看出,在礦山日常爆破作業(yè)中,爆破參數(shù),起爆順序,裝藥結(jié)構(gòu)等的確定是爆破設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)。
　　2.穿爆工作特點(diǎn)
　　爆破工作與其它生產(chǎn)具有很大的不同,具有自己的特點(diǎn):1)工作環(huán)境變化大,不確定因素多。爆破工作的對象巖石,它的存在條件復(fù)雜多變,它們是客觀存在的,人們要根據(jù)少量信息來估計(jì)其可能存在的形態(tài),具有很大的模糊推斷性,因此可靠性差,不可知因素多。
　　2)工作地點(diǎn)總是處于變動(dòng)中,受到時(shí)間、空間的限制。
　　3)工藝過程的不連續(xù)性。這一客觀因素是由臺階爆破作業(yè)的特殊環(huán)境造成的。它并不象其它的生產(chǎn),上一道工序完成,立即進(jìn)行下一道工序,而是間斷的進(jìn)行作業(yè)。
　　4)爆破工程技術(shù)人員的知識、經(jīng)驗(yàn)的重要性。爆破工作的數(shù)據(jù)不確定性,以及處理方法、方案的不唯一性,使得爆破問題難以用精確的數(shù)學(xué)模型來表達(dá)及求解,往往得依靠工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和知識,因此經(jīng)驗(yàn)和知識顯得異常寶貴。
　　綜上所述,爆破工作是復(fù)雜的,難以用一定的數(shù)學(xué)模型來描述表達(dá)和描述,因而不得不依靠地質(zhì)圖紙來完成工程設(shè)計(jì)。其特點(diǎn)是:(1)就某一次具體的爆破作業(yè)來說,它的地理范圍是一定的;(2)有關(guān)的坐標(biāo)信息等,完全來源于圖,并由圖來反映;(3)包含了地形、地物等復(fù)雜信息。
　　三、露天臺階爆破CAD組成結(jié)構(gòu)論文
　　綜上所述,在充分吸收各種模型的優(yōu)點(diǎn),克服缺點(diǎn)的前提下,考慮到總體構(gòu)思的原則和目標(biāo),同時(shí)兼顧購置硬件設(shè)備的經(jīng)濟(jì)可能性和使用效果的可靠性及使用過程的方便性,現(xiàn)針對臺階爆破的特點(diǎn)和我國臺階爆破施工的現(xiàn)狀,建立露天臺階爆破CAD的組成結(jié)構(gòu)模型如圖2。
　　
　　圖2臺階爆破CAD的開發(fā)模型
　　四、結(jié)論
　　該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)以下功能:
　　1)當(dāng)輸入給定的條件后,系統(tǒng)能給出一種或幾種可供選擇爆破設(shè)計(jì)方案。
　　2)部分爆破設(shè)計(jì)或施工圖表能自動(dòng)生成。
　　3)能提供大量爆破實(shí)例供用戶比較。
　　4)對爆破事故能提供專家級的處理。
　　5)能對各爆破參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、總結(jié)。