[发明专利]一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法及系统

说明书

本发明公开了一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法，应用于露天矿山爆破技术领域，获取爆破前台阶与爆破后爆堆的三维形态，建立三维几何模型；根据所述三维几何模型确定爆堆内质点的运动轨迹，同时确定起点和终点；利用离散元和神经网络表征爆破过程中爆堆位移场的三维演化规律；确定爆堆内部位移场的迁移路径。本发明提供了一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法及系统，采用微元思想将爆堆内部爆破岩块用质点进行表示，更加准确的确定每个爆破岩块的运动轨迹，对于进行爆破时，爆破参数、爆破范围等等起到了重要的参考价值。

技术领域

本发明涉及露天矿山爆破技术领域，更具体的说是涉及一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法及系统。

背景技术

露天台阶深孔爆破形成的爆堆及其块度分布规律的研究是评价爆破效果的重要手段，用三维模拟方法直观表达爆堆块度分布规律是露天岩土爆破的重要发展方向。由于露天台阶深孔爆破形成的爆堆及其块度分布具有规模大、堆形复杂、岩块形状不规则、重叠粘连、离散性大等特点，建立爆堆及其块度分布的三维模型难度较大，研究成果较少。

现有技术中三维模型存在的弊端在于，对于爆堆内部位移场的迁移路径未进行表征，也就无法对于爆堆内关键质点的运动轨迹进行预测。

因此，如何提供一种对于爆堆内部位移场的迁移路径进行预测的方法与系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法及系统，采用微元思想将爆堆内部爆破岩块用质点进行表示，更加准确的确定每个爆破岩块的运动轨迹，对于进行爆破时，爆破参数、爆破范围等等起到了重要的参考价值。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法，具体步骤包括：

获取爆破前台阶与爆破后爆堆的三维形态，建立三维几何模型；

根据所述三维几何模型确定爆堆内质点的运动轨迹，同时确定起点和终点；

利用离散元和神经网络表征爆破过程中爆堆位移场的三维演化规律；

确定爆堆内部位移场的迁移路径。

优选的，在上述的一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法中，建立三维几何模型的具体步骤包括：

根据实测的炮孔孔口坐标创建爆堆范围线框，所述爆堆范围线框包括底面线框和顶面线框；

对所述底面线框和所述顶面线框进行划分，划分为多个凸边形区域；

对每一个所述凸边形区域进行轮廓提取，构建三维几何模型。

优选的，在上述的一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法中，根据所述三维几何模型确定爆堆内质点的运动轨迹具体步骤如下：

将每个凸边形区域的重心和轮廓上的点进行连线，将轮廓进行无限分割，得到无数个三角区；

每个三角区用质点进行表示；

对所述质点进行三维空间的受力分析，结合运动和力的关系分别在空间的三个方向上建立运动方程；

根据运动方程确定起点和终点。

优选的，在上述的一种爆堆内部位移场迁移路径建立方法中，爆破过程中爆堆位移场的三维演化规律的具体步骤如下：

获取爆破参数，进行不同加载路径下的离散元数值试验；

获取不同加载路径下的应变数据，并进行预处理，建立原始训练数据库；

搭建深度学习网络，根据所述爆破参数、所述应变数据、起点、终点以及运动方程预测每个质点的运动轨迹，得到运动轨迹预测模型。