[发明专利]基于摄影测量和颗粒接触理论的爆破块度测量方法

说明书

本发明提供基于摄影测量和颗粒接触理论的爆破块度测量方法，包括：步骤一.在爆堆岩石中随机选取岩石样本，装满至少三个容器；步骤二.将岩石样本都进行振动密实，形成试件容器；步骤三.对每个试件容器的侧面分别进行拍照，得到岩石样本的侧面投影图像，选择衡量岩石块度的几何特征参量；针对待求取的粒径范围进行块度统计，得到岩石块度情况；步骤四.测量各个试件容器中岩石的空隙体积，计算相应的空隙率和岩石的体积；步骤五.建立空隙率与岩石块度的关系曲线N₁；步骤六.建立岩石体积与空隙率的关系曲线N₂，然后基于曲线N₂，以爆前岩石总体积预测爆后爆堆岩石在同等振动密实条件下的空隙率，再根据曲线N₁估算爆堆的岩石块度。

技术领域

本发明属于水利水电工程技术领域，具体涉及一种基于摄影测量和颗粒接触理论的爆破块度测量方法。

背景技术

爆破开挖是水利水电工程、矿山、交通等领域中最基本的施工过程，伴随着岩石爆破开挖的进行，大量爆破碎石形成。矿岩爆破效果的好坏直接影响了矿山生产、大坝开挖建设、基础设施建设过程中爆破碎石铲装、运输、二次破碎等后续工艺的效率，同时也对评价破碎方法、研究破碎机理、决定开采方案以及选矿、放矿等至关重要的问题提供指导，为爆破参数调整、网络优化、装药结构改善提供依据。

通常可以用爆堆形状、岩块块度、有无飞石、爆破震动、爆破成本等指标对矿岩爆破效果进行衡量，其中爆堆的块度分布尤为重要。

评价爆堆岩石块度的方法基本上可划分为直接法和间接法。直接法包括应用普遍的筛分法、二次爆破岩块统计法、直接测量法。筛分法适用于筛分量小的情况，且要求精度高，但同时筛分工作会导致正常采矿、开挖作业受到干扰，成本增加。统计法与直接测量法则分别有着评价不全面和精度低的明显缺陷。间接法包括相关数据测量法、计算机模拟法、经验分布函数法和摄影测量的方法。相关数据测量法只能得到有关爆堆岩石块度的较为单一的评价指标，不能很好的反映爆堆块度分布规律；计算模拟则偏向于利用现有理论，推导并建立反映复杂瞬态爆破的数学模型，经验分布函数法目前应用较为成功，但应用范围有场地局限性，且耗财耗力。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于摄影测量和颗粒接触理论的爆破块度测量方法，能够避免整体细致测量带来的繁琐工作量，有效提高测量效率、降低成本，为爆破设计和矿石运输提供反馈指导。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供一种基于摄影测量和颗粒接触理论的爆破块度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一.在爆堆岩石中随机选取岩石样本，装满至少三个体积互异、但形状相同的透明容器；步骤二.利用现场设备将每个透明容器都进行上下颠振，使得内装的岩石样本被振动密实，形成振动密实后的试件容器；步骤三.对每个试件容器的侧面分别进行拍照，得到相应试件容器中岩石样本的侧面投影图像，选择岩块的投影面积S、最大投影直径D、与最大投影直径垂直的投影直径d及两者的比值E作为衡量岩块块度的几何特征参量；针对待求取的粒径范围，对每个试件容器都进行块度统计，得到各个试件容器内的岩石块度情况；步骤四.将水倒入试件容器，测量各个试件容器中岩石的空隙体积，计算相应的空隙率e_i(i＝1,2…i)，同时计算出各个试件容器中岩石的自身体积V_i′(i＝1,2…i)；步骤五.利用所有试件容器中空隙率e_i与岩石块度的关系，建立空隙率e与岩石块度的关系曲线N₁；步骤六.建立岩石体积V′与相应空隙率e_i的关系曲线N₂，然后基于关系曲线N₂，以爆前岩石总体积V_总预测爆后爆堆岩石在同等振动密实条件下的空隙率e_总，再根据关系曲线N₁估算爆堆的岩石块度。