[发明专利]一种基于爆破岩体三维实体模型的炮孔装药量计算方法

权利要求书

1.一种基于爆破岩体三维实体模型的炮孔装药量计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：建立爆破区域岩体三维实体模型；以炮孔岩性分布数据为样本，使用距离平方反比法对在爆破区域范围内按一定的长、宽和高划分的长方体实体网格进行插值，生成岩体三维实体模型，再使用采场台阶三角形和爆破区域范围多边形先后对岩体三维实体模型进行裁切，得到裁切后的爆破区域岩体三维实体模型；

步骤1.1：插值生成岩体三维实体模型；

按照给定的实体单元的长、宽和高尺寸，对爆破区域范围空间进行实体单元划分，得到整个爆破区域的实体单元集E₀＝{e₁,e₂,…,e_i,…e_n}，其中，e_i为第i个实体单元，i∈[1,n]，n为爆破区域的实体单元总数；以炮孔岩性分布数据为样本，使用距离平方反比法对实体单元集E₀中的每个实体单元进行岩性插值，为每个实体单元赋上岩性，生成岩体三维实体模型；

步骤1.2：使用采场台阶三角形裁切岩体三维实体模型；

对采场的台阶线进行三角形剖分，得到三角形集T_c＝{t₁,t₂,…,t_j,…t_m}，其中，t_j为采场台阶的第j个三角形，j∈[1,m]，m为采场台阶的三角形总数；使用采场三角形集T_c裁切爆破区域的实体单元集E₀，保留采场台阶三角形以下部分的岩体三维实体，即为采场裁切的岩体三维实体模型，记为E₁；

步骤1.3：使用爆破区域范围多边形裁切采场裁切的岩体三维实体模型，得到裁切后的爆破区域岩体三维实体模型；

使用爆破区域范围多边形生成三角形网格，得到爆破区域范围三角形集T_b＝{t_b1,t_b2,…,t_bi′,…t_bl}，其中，t_bi′为第i′个三角形，i′∈[1,l]，l为爆破区域范围多边形生成的三角形总数；使用爆破区域范围三角形集T_b裁切采场裁切的岩体三维实体模型E₁，保留爆破区域范围内部的岩体三维实体，即为裁切后的爆破区域岩体三维实体模型，记为E＝{e₁,e₂,…,e_j′,…e_k}，其中，e_j′为第j′个实体单元，j′∈[1,k]，k为爆破区域范围内部的实体单元总数；

在进行插值前，应根据图元的位置确定参与插值的炮孔，具体分两步进行：

第一步，根据搜寻范围，找到爆破范围内的所有炮孔；

第二步，对第一步得到的炮孔，按离图元位置的距离从近到远及预设夹角进行插值；

步骤2：计算炮孔的影响范围，具体方法为：

步骤2.1：建立炮孔点三角形网格，得到炮孔三角形集；

步骤2.2：根据炮孔三角形集，得到炮孔影响多边形；

步骤3：根据炮孔影响多边形及裁切后的爆破区域岩体三维实体模型，得到炮孔的影响实体单元；

步骤4：根据炮孔的岩性分层和影响实体单元，计算炮孔装药量；

按不同的岩性所需要的炸药单耗分别计算炮孔的各影响实体单元所需的炸药量，将炮孔的所有影响实体单元所需炸药量相加得到炮孔装药量，如下公式所示：

其中，Q_m为第m个炮孔所需要的炸药量，v_y为第y个影响实体单元的爆破体积，q_x为第x类岩层的炸药单耗。