[发明专利]一种扇形炮孔的孔口装药结构参数优化计算方法

摘要

本发明公开了一种扇形炮孔的孔口装药结构参数优化计算方法，包括以下步骤：1)采用穷举算法获得所有常规孔布设方案；从中筛选出可行的方案；计算每种可行方案中非常规孔中的药柱长度；2)对爆区三维模型进行网格划分；3)以原岩块度分布函数作为概率密度函数，连续进行多次随机抽样得到原岩块度矩阵λ_o；4)求解各个方案下，爆破作用下的块度矩阵λ₁；5)将λ_o中的元素值与λ₁中相应的元素一一对比，取其中取较小的值，得到最终的爆破块度矩阵；6)根据块度统计参数对各个方案进行优选，得到相应的扇形炮孔的孔口间隔结构参数，即各个炮孔的装药长度。本发明可自动计算孔口装药结构参数，简单快速，结果精确，有较强的可操作性。

主权项

1.一种扇形炮孔的孔口装药结构参数优化计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、采用穷举算法获得所有常规孔布设方案，作为初步方案；每种方案包含常规孔的数量与位置情况；步骤2、从初步方案中，筛选出满足本次爆破的具体工艺约束的常规孔布设方案；步骤3、根据步骤2筛选出的每种方案中常规孔的位置与数量，按照邻近药包最小距离原则，即药柱最底端到相邻药柱间的距离均不能小于相邻药柱最小安全距离的原则，计算每种方案中非常规孔中的药柱长度；步骤4、建立爆区三维模型，并对其进行网格划分，设x,y,z三个方向上的网格节点数目分别为n_x,n_y,n_z；步骤5、求解爆破前的原岩块度矩阵λ_o(n_x,n_y,n_z)；以原岩块度分布函数作为概率密度函数，连续进行n_x×n_y×n_z次随机抽样，得到n_x×n_y×n_z个块度值，分别赋值给爆区三维模型中的各个网格节点，得到原岩块度矩阵λ_o(n_x,n_y,n_z)，矩阵λ_o中的元素表示爆破前爆区三维模型中各个网格节点的块度值；步骤6、求解步骤2筛选出的各个方案下，爆破作用下的块度矩阵λ₁(n_x,n_y,n_z)；根据步骤2筛选出的各个方案下各炮孔中的药柱长度，将所有药柱分割成一系列直径等于炮孔直径的球状药包单元；基于Harries数学模型，依次计算步骤2筛选出的每种方案下爆区三维模型所有网格节点的块度值，得到爆破作用下的块度矩阵λ₁(n_x,n_y,n_z)；步骤7、将λ₁(n_x,n_y,n_z)中的元素值λ₁(i,j,k)与λ_o(n_x,n_y,n_z)中相应的元素值λ₀(i,j,k)进行对比，取其中取较小的值，得到最终的块度值λ_fnl(i,j,k)，即：λ_fnl(i,j,k)＝Min(λ₀(i,j,k),λ₁(i,j,k))式中，Min表示取较小的值；i＝[1,n_x]，j＝[1,n_y]，k＝[1,n_z]，i,j,k∈N；λ_fnl(i,j,k)表示最终计算得到的爆区三维模型中网格节点(i,j,k)的块度值；由λ_fnl(i,j,k)构成最终的爆破块度矩阵λ_fnl(n_x,n_y,n_z)；步骤8、得到步骤2筛选出的各方案对应的最终的爆破块度矩阵λ_fnl(n_x,n_y,n_z)之后，根据块度统计参数对步骤2筛选出的各个方案进行优选，得到相应的扇形炮孔的孔口间隔结构参数，即各个炮孔的装药长度。