本發(fā)明涉及爆破技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種露天礦爆破效果評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
爆破開采是露天礦山應(yīng)用廣泛、高效的開采手段，其原理是利用炸藥的爆炸作用來(lái)破碎礦體，露天礦爆破需面對(duì)巖體復(fù)雜性、炸藥爆炸的高速瞬時(shí)性、爆破條件多變性等方面挑戰(zhàn)。露天礦爆破的爆破效果影響著鏟、裝、運(yùn)等后續(xù)工作能否順利進(jìn)行，更影響著生產(chǎn)成本的高低，露天礦爆破的爆破效果包括飛石數(shù)量距離、是否存在盲炮、爆堆形狀和預(yù)裂爆破效果等。目前，評(píng)估爆破效果的各評(píng)價(jià)因素需多種測(cè)量、監(jiān)測(cè)設(shè)備及多種分析方法，導(dǎo)致各因素間孤立，增加了現(xiàn)場(chǎng)工程師工作量和實(shí)施難度，不利于良好爆破效果的取得，影響著礦山的作業(yè)安全和經(jīng)濟(jì)效益，在以往的爆破作業(yè)施工過(guò)程中，多利用rtk、全站儀、鋼尺等工具現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量飛石距離、大塊尺寸、爆堆松散度等數(shù)據(jù)，并憑借現(xiàn)場(chǎng)工程師的經(jīng)驗(yàn)判別盲炮孔，進(jìn)行爆破效果評(píng)價(jià)，工作量和實(shí)施難度大，誤差大、效率低、不安全，不利于爆破參數(shù)優(yōu)化和效果改善。因此，需要提供一種露天礦爆破效果評(píng)價(jià)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種露天礦爆破效果評(píng)價(jià)方法，具體技術(shù)方案如下：
一種露天礦爆破效果評(píng)價(jià)方法，其特征在于：
采用以下步驟，
步驟1：在爆破臺(tái)階的安全平臺(tái)上安裝圖像采集裝置；
步驟2：在鉆孔完成后，圖像采集裝置采集現(xiàn)場(chǎng)圖片，將該圖片送到圖像識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，得到孔間距、排間距的實(shí)際距離和被爆巖體爆破前的體積，將該實(shí)際距離和被爆巖體爆破前的體積發(fā)送給工作人員，工作人員根據(jù)該實(shí)際距離進(jìn)行爆破施工；
步驟3：當(dāng)爆破開始，圖像采集裝置對(duì)爆破過(guò)程進(jìn)行連續(xù)圖像采集，將連續(xù)采集到的圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綀D像識(shí)別系統(tǒng)中；
步驟4：圖像識(shí)別系統(tǒng)分別從采集的圖像中識(shí)別出飛石數(shù)量及距離、爆堆松散度系數(shù)、大塊巖石的尺寸及數(shù)目和盲炮孔的個(gè)數(shù)，且將飛石數(shù)量及距離、爆堆松散度系數(shù)、大塊巖石的尺寸及數(shù)目和盲炮孔的個(gè)數(shù)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中作為評(píng)價(jià)指標(biāo)值；
步驟5：在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)置有飛石數(shù)量及距離、爆堆松散度系數(shù)、大塊巖石的尺寸及數(shù)目和盲炮孔的個(gè)數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值；
步驟6：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分別將采集到的各種指標(biāo)值與各自對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比；
步驟7：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)判斷收集的各種參數(shù)是否在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，如果是，則，進(jìn)入步驟8，否則，進(jìn)入到步驟9；
步驟8：進(jìn)行下一輪爆破；
步驟9：對(duì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值的評(píng)價(jià)指標(biāo)值進(jìn)行分析，調(diào)整爆破參數(shù)，進(jìn)行下一輪爆破。
為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，可進(jìn)一步為：所述步驟5-1包括如下步驟：
步驟5-11：將只含有飛石的圖片作為訓(xùn)練樣本送入到圖像識(shí)別系統(tǒng)中對(duì)圖像識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行模式訓(xùn)練；
步驟5-12：圖像識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出圖像中飛石數(shù)量、落腳點(diǎn)和飛出距離，且將該飛石的數(shù)量及飛出距離作為指標(biāo)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。
步驟5-3：判斷圖像中的每個(gè)炮孔是否存在標(biāo)記，如果是，則進(jìn)入下一步驟，否則，進(jìn)入到步驟5-5；
步驟5-4：該炮孔被標(biāo)記為正常炮孔，進(jìn)入步驟5-6；
步驟5-5：該炮孔被標(biāo)記為盲炮孔，進(jìn)入步驟5-6；
步驟5-6：統(tǒng)計(jì)盲炮孔數(shù)量，將該盲炮孔數(shù)量作為指標(biāo)傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中；
步驟5-7：圖像識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別圖像中被爆巖體塌落穩(wěn)定時(shí)的長(zhǎng)、寬、高等幾何尺寸，計(jì)算出爆堆的體積，將爆堆體積除以被爆巖體爆破前的體積，得到爆堆松散度系數(shù)，將該爆堆松散度系數(shù)作為指標(biāo)傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中；
步驟5-8：挖掘機(jī)對(duì)爆堆巖石進(jìn)行挖裝，圖像采集裝置采集圖片，圖像識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別爆堆中超過(guò)設(shè)定尺寸的大塊巖石，且記錄大塊巖石的數(shù)量，將大塊巖石的數(shù)量作為指標(biāo)傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。
進(jìn)一步為：在所述攝像機(jī)外套設(shè)有攝像機(jī)保護(hù)罩。
進(jìn)一步地：所述步驟5-1包括如下步驟：
步驟5-11：將只含有飛石的圖片作為訓(xùn)練樣本送入到圖像識(shí)別系統(tǒng)中對(duì)圖像識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行模式訓(xùn)練；
步驟5-12：圖像識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出圖像中飛石數(shù)量、落腳點(diǎn)和飛出距離，且將該飛石的數(shù)量及飛出距離作為指標(biāo)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。
本發(fā)明的有益效果為：第一，該方法準(zhǔn)確、定量地評(píng)價(jià)了飛石數(shù)量及距離、盲炮孔判斷、爆堆信息等露天礦爆破效果，操作方便易行、安全可靠，減少現(xiàn)場(chǎng)工程師工作量，可為精細(xì)化露天礦爆破參數(shù)優(yōu)化提供指導(dǎo)依據(jù)，從而提高爆破質(zhì)量，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。第二，攝像機(jī)保護(hù)罩為防止飛石損壞攝像機(jī)。第三，攝像機(jī)通過(guò)無(wú)線傳輸，將爆破視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦こ處熾娔X，工程師利用經(jīng)驗(yàn)初步對(duì)爆破效果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，代替工程師在爆破15分鐘后現(xiàn)場(chǎng)檢查爆破效果，節(jié)約了時(shí)間成本，增加了爆破作業(yè)的安全性。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
本實(shí)施例以某露天煤礦為例，該露天煤礦可采煤層呈東西走向，傾角13-25°，煤頂板出露巖層以砂巖為主，設(shè)計(jì)采用自上而下水平臺(tái)階爆破開采，臺(tái)階高度為10m，臺(tái)階穩(wěn)定坡面角為65°，最終幫坡角北部為33°，東部、西部、南部為35°。目前采場(chǎng)南幫已開采到界，主要施工部位位于西幫煤頂板巖體。
具體方法如圖1所示，本發(fā)明一種露天礦爆破效果評(píng)價(jià)方法，其實(shí)施步驟如下：
步驟1：工作人員根據(jù)該礦以往爆破施工經(jīng)驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)布置炮孔，間距6.5m、排距5.5m。
步驟2：在爆區(qū)鉆孔施工完成后，在采場(chǎng)南幫500m左右的安全平臺(tái)上安裝圖像采集裝置。
步驟3：圖像采集裝置采集鉆孔區(qū)域圖片，將該圖片傳輸?shù)綀D像識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別，確定實(shí)際的炮孔間距為6.3-6.7m、排距為5.3-5.7m，炮區(qū)共4排、每排15個(gè)孔，炮孔總數(shù)60個(gè)，被爆巖體爆破前的體積為v1＝21450m3。將該炮孔實(shí)際距離、炮孔總數(shù)、被爆巖體爆破前的體積發(fā)送給工作人員，工作人員根據(jù)該實(shí)際距離并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)鉆孔深度進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)與施工。
步驟4：當(dāng)爆破開始，圖像采集裝置對(duì)爆破過(guò)程進(jìn)行連續(xù)圖像采集，將連續(xù)采集到的圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綀D像識(shí)別系統(tǒng)中。
步驟5：圖像識(shí)別系統(tǒng)對(duì)采集的圖像進(jìn)行分析，圖像識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別出圖像中飛石數(shù)量3個(gè)，分別為第1排炮孔產(chǎn)生飛石a、第4排炮孔產(chǎn)生飛石b、第4排炮孔產(chǎn)生飛石c，飛石a飛出距離為160m，飛石b為45m，飛石b為60m；將該飛石數(shù)量及飛出距離作為評(píng)價(jià)指標(biāo)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中；
步驟6：圖像識(shí)別系統(tǒng)對(duì)采集的圖像中炮孔出現(xiàn)的沖孔現(xiàn)象、微沖孔狀態(tài)或者輕微隆起現(xiàn)象分別進(jìn)行標(biāo)記；
步驟7：判斷圖像中的每個(gè)炮孔是否存在標(biāo)記，如果存在則進(jìn)入步驟8，否則，進(jìn)入到步驟9；
步驟8：該炮孔被標(biāo)記為正常起爆炮孔.本例中各炮孔均被標(biāo)記，進(jìn)入到步驟10；
步驟9：該炮孔被標(biāo)記為盲炮孔。進(jìn)入到步驟10；
步驟10：統(tǒng)計(jì)盲炮孔的個(gè)數(shù)，本例中，盲炮孔數(shù)量判斷為0個(gè)，將該盲炮孔數(shù)量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中；
步驟11：圖像識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別圖像中被爆巖體塌落穩(wěn)定時(shí)的長(zhǎng)、寬、高等幾何尺寸，計(jì)算出爆堆的體積v2＝28960m3，將爆堆體積除以被爆巖體爆破前的體積v1，得到爆堆松散度系數(shù)μ＝v2/v1＝1.35，將該爆堆松散度系數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中；
步驟12：在挖掘機(jī)對(duì)爆堆巖石進(jìn)行挖裝過(guò)程中，圖像采集裝置連續(xù)采集圖片，圖像識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別爆堆中超過(guò)設(shè)定尺寸的大塊巖石；
本例中記錄的大塊巖石的數(shù)量為5個(gè)，將大塊巖石的數(shù)量作為指標(biāo)傳送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中；
步驟13：在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定飛石數(shù)量及飛出距離、盲炮孔的個(gè)數(shù)、爆堆松散度系數(shù)、大塊巖石的尺寸及數(shù)目作為標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值；
本工程實(shí)施例中，在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定爆破效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值為：飛石數(shù)量小于等于2個(gè)，飛石飛出距離小于等于100m，盲炮數(shù)量0個(gè)，爆堆松散系數(shù)介于1.3-1.5間，大塊巖石最長(zhǎng)邊尺寸小于等于800mm，大塊數(shù)量不超過(guò)6個(gè)。
步驟14：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分別將采集到的各種評(píng)價(jià)指標(biāo)值與各自對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比；
本實(shí)施例中飛石數(shù)量、飛出距離超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值；盲炮數(shù)量未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值；爆堆松散系數(shù)未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值；大塊數(shù)量未超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值。
步驟15：對(duì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值的爆破效果評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)合采集的現(xiàn)場(chǎng)圖片，認(rèn)為此次爆破飛石產(chǎn)生的原因由地質(zhì)弱層的存在、填塞質(zhì)量差造成。在下一輪爆破作業(yè)時(shí)，從增加堵塞段長(zhǎng)度、保證堵塞質(zhì)量、增加覆蓋、調(diào)整炮孔間排距、調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)、調(diào)整抵抗線大小、調(diào)整起爆順序等方面對(duì)下一循環(huán)爆破作業(yè)進(jìn)行優(yōu)化。
在上述所有步驟中，
飛石的定義為爆破產(chǎn)生的、拋擲到空中的巖塊；
沖孔現(xiàn)象的定義為炮孔中起爆后，由于最小抵抗線作用，炸藥能量很少作用在礦體上，其大部分能量通過(guò)孔口釋放出去，造成填塞的泡泥飛得很高的現(xiàn)象；
沖孔現(xiàn)象的定義為炸藥很少部分能量通過(guò)孔口釋放出去，造成填塞的泡泥飛的距離在允許范圍內(nèi)。
微沖孔現(xiàn)象是每個(gè)炮孔起爆后都存在的現(xiàn)象；
輕微隆起現(xiàn)象定義為炮孔內(nèi)炸藥起爆時(shí)炮孔口巖體有輕微抬升趨勢(shì)，但抬升幅度很小。