[发明专利]一种评价露天采场性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采矿工程中露天采场性能评价，特别是涉及基于非形状及尺度的露天采场性能评价与比较方法。

背景技术

露天采矿开采方式的性能评价一般认为是保证开采量最大和贫化率最小为优。因此，露天采场的性能是通过对比实际产量和计划产量进行判定的，这个判定过程要考虑的因素有开采的体积量、开采的质量、开采矿石的品味和开采的时效性。性能可以根据几何参数和物理量通过主观的定性或客观的定量方法进行描述。但是目前的方法不能考虑超采和欠采造成的几何体形状方面的影响。露天采场性能的反分析对于矿石贪化控制过程是重要的，如对矿体力学机理的了解可以在采场设计阶段验证某些假设和定义几何参数等。本发明使用新的基于非尺度的方法来提高对超欠采采场性能的定量描述。

比较最终开采面和原有设计开采面能提供影响开采性能的有效信息。现有的一些研究超欠采几何体形状、失效模式和影响开采能力的模式如表1所示。

 

表1 超欠采区域几何形状的特征及其潜在失效模式

平面展布范围超欠深度三维形状潜在失效模式离散型区域深多面体非连续条件控制下的岩体失效延伸型区域深弓形体圆形岩体失效，或者由于子稳定性的要求分解为弓形体延伸型区域浅平板体当开采面与节理面平行时，各向异性平板岩体的断裂或层理失效离散型区域浅非规则体炮眼偏差或炮洞倾斜在岩体的连接处，会产生潜在的爆破破坏失效

判定采场的相对性能通常需要确定的是超欠采的几何体参数，如体积、范围和深度。但是仅使用这些参数不能提供足够的超欠采体形状特征，还需要考虑位置、走向、大小和形状。位置和走向相对判断容易，本发明针对超欠采体的大小和形状进行分析，并结合这两方面的测量数据加以说明。

形状是测量最困难的参数，因为形状是根据测量的目的定义的，而且就分形几何学上的维度也不一样。这里对大小-形状的定义不考虑物体位置和转角对该物体几何信息的影响。因为只要两个物体的大小和形状相同，那么就匹配的很好，与位置和转角无关。

对于一个给定物体，就形状而言，已有很多的测量方法和描述方法对其进行各种几何上的定量分析。困难在于如何能找到适合于几何体需要的特征，并评价这些几何体形状或者大小的方法或指标。如果只评价形状，那么要设计与大小不相关的形状测量方法，这种方法应该通过无因次量或无单位量纲的值表示。为了说明方便，这里假设了一个采场和超采区，并标注了后文分析所用的参数，如图1所示。