[發(fā)明專利]大壩工程的塊石料開采與運輸優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711096699.6
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107885937B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊興國;劉飛虎;李洪濤;李小虎;廖文瀟;辜斌
• 申請（專利權(quán)）人: 成都希盟泰克科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06Q10/04;G06Q50/08;E21C47/10
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50240
• 代理人: 路寧

1.一種大壩工程的塊石料開采與運輸優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，在料場原料中選擇用于大壩工程的塊石料進行開采和運輸，獲取開采階段塊石料的基本開采數(shù)據(jù)，并運輸?shù)街付ㄎ恢茫?/p>

S1-1，對于塊石料進行開采過程中，根據(jù)不同的巖石等級選擇不同的鉆機型號，將歸類和收集的鉆機型號表示為Z_zj(i)；對于i種鉆機獲取相應(yīng)的鉆機鉆孔孔徑D_zj(i)；

對于i種鉆機獲取相應(yīng)的鉆機的額定鉆孔效率R_zj(i)；

對于i種鉆機獲取相應(yīng)的鉆機的鉆孔效率系數(shù)X_zj(i)；

對于i種鉆機獲取相應(yīng)的鉆機移動就位時間T_zjyw(i)；

對于i種鉆機獲取相應(yīng)的鉆機的動力來源K_ezj(i)；

對于i種鉆機獲取相應(yīng)的鉆機的延米鉆孔能耗E_zj(i)；

對于i種鉆機獲取相應(yīng)的鉆機的臺班費F_zjtb(i)；

K_zjgx(i)：多臺聯(lián)合工作工效；

S1-2，鉆機參數(shù)引用

經(jīng)用戶預(yù)設(shè)有多種鉆機的參數(shù)，如果鉆探硬度高的塊石料，選用鉆機的孔徑細，功率大；如果鉆探硬度低的塊石料，選用鉆機的孔徑粗，功率小；

S1-3，選擇塊石料的挖裝運輸設(shè)備，獲取相應(yīng)塊石料的參數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)塊石料的參數(shù)數(shù)據(jù)選擇i種裝載機型號Z_zz(i)；在i種裝載機中獲取裝載機的斗容量C_zz(i)；

在i種裝載機中獲取裝載機完成單斗裝載任務(wù)耗時R_zz(i)；

在i種裝載機中獲取裝載機的能耗E_zz(i)；

在i種裝載機中獲取單臺裝載機的臺班費F_zztb(i)；

在i種裝載機中獲取多臺裝載機的聯(lián)合工作功效K_zzgx(i)；

S1-4，當(dāng)選擇對塊石料通過輪式運輸設(shè)備進行運輸時，獲取相應(yīng)輪式設(shè)備的參數(shù)數(shù)據(jù)；

對于不同的塊石料的參數(shù)數(shù)據(jù)，使用i種輪式運輸設(shè)備的不同型號T_ys(i)，首先需要獲取i種輪式運輸設(shè)備的斗容量C_ys(i)，和i種輪式運輸設(shè)備的斗容量允許載重量W_ys(i)；對于塊石料裝滿之后實時獲取i種輪式運輸設(shè)備重車正常平均向上行進速度V_yssz(i)；和i種輪式運輸設(shè)備重車正常平均向下行進速度V_ysxz(i)，最終獲取i種輪式運輸設(shè)備平均卸料時間T_ysxl(i)，該T_ysxl(i)能夠在工作中安排使用，規(guī)劃大壩工程進度，將該V_yssz(i)和V_ysxz(i)進行備份用于用戶實時調(diào)用，當(dāng)塊石料運輸完畢之后，獲取i種輪式運輸設(shè)備空車正常平均向上行進速度V_yssk(i)，和i種輪式運輸設(shè)備空車正常平均向下行進速度V_ysxk(i)，將該V_yssk(i)和V_ysxk(i)進行備份用于用戶實時調(diào)用，獲取i種輪式運輸設(shè)備公里能耗E_t(i)和i種輪式運輸設(shè)備卸料時間T_xl(i)；

S1-5，將塊石料運輸?shù)酱髩喂こ痰闹付ㄎ恢煤笫褂娩伭夏雺涸O(shè)備進行工程施工，獲取施工數(shù)據(jù)，獲取i種鋪料設(shè)備的型號T_pl(i)，獲取i種鋪料設(shè)備作業(yè)工效V_pl(i)，獲取i種鋪料設(shè)備機能耗E_pl(i)，獲取i種鋪料設(shè)備中單臺鋪料設(shè)備臺班費F_pltb(i)；獲取i種鋪料設(shè)備中多臺聯(lián)合工作工效K_plgx(i)；

S1-6，將塊石料運輸?shù)酱髩喂こ痰闹付ㄎ恢煤螅ㄟ^鋪料設(shè)備進行鋪設(shè)完成后，然后通過碾壓設(shè)備對塊石料進行碾壓，在大壩工程施工中，根據(jù)塊石料的參數(shù)數(shù)據(jù)獲取相應(yīng)的i種碾壓設(shè)備型號T_ny(i)；獲取i種碾壓設(shè)備自重W_tny(i)；獲取i種碾壓設(shè)備的有效碾壓寬度B_ny(i)；獲取i種碾壓設(shè)備的激振力P_ny(i)；獲取i種碾壓設(shè)備行走速度V_ny(i)；獲取i種碾壓設(shè)備能耗E_ny(i)；獲取單臺碾壓設(shè)備臺班費F_zztb(i)；獲取多臺聯(lián)合工作工效K_nygx(i)；

S2，將塊石料根據(jù)大壩工程建設(shè)的狀態(tài)進行參數(shù)設(shè)置操作，獲取塊石料進行挖掘狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)，用于將塊石料在S3中大壩工程建設(shè)；

S2-1，塊石料用于過渡料、堆石料填筑、下游排水棱體、壩坡護坡填筑區(qū)以及筑壩材料制備場，

設(shè)置塊石料開采的施工特性參數(shù)，首先設(shè)置塊石料開采時的鉆孔參數(shù)數(shù)據(jù)為，主爆孔炮孔率L_zk；預(yù)裂孔間距B_yl；預(yù)裂孔超鉆深度H_ylzz；

然后設(shè)置火工器材消耗參數(shù)數(shù)據(jù)為，塊石料開采主爆孔炸藥單耗q_zy，kg/m³；塊石料開采預(yù)裂孔線裝藥密度q_yl；塊石料開采使用雷管結(jié)束工作系數(shù)K_lg；導(dǎo)爆索延長系數(shù)K_dbs；

其次設(shè)置塊石料工藝時耗參數(shù)為，單塊石料開采孔測量放線時間T_fx；塊石料開采時炸藥裝藥工效T_zyxl；聯(lián)網(wǎng)、安全警戒與爆破的時間T_lb；炸藥爆破后安全檢查時間T_aj；鉆孔作業(yè)循環(huán)工班T_zkxh；日鉆孔工班數(shù)N_zkd；

S2-2，塊石料進行開采過程中，對參數(shù)數(shù)據(jù)進行計算，得到最優(yōu)的工作模型，從而提高大壩工程施工效率；

首先對塊石料爆破炮孔進行計算，其中塊石料爆破主爆孔數(shù)量為N_zbk(i,j)＝SQR[S(i,j)L_zk(i,j)]+1，N_zbk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊主爆孔數(shù)量；S(i,j)為塊石料第i采層第j采塊的采場面積，L_zk(i,j)為主爆孔炮孔率；SQR為取整運算；

其次對塊石料開采爆破的預(yù)裂孔數(shù)量進行計算，

N_ylk(i,j)＝SQR[L_yl(i,j)/B_yl(i,j)]+2，N_ylk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊預(yù)裂孔數(shù)量；L_yl(i,j)為塊石料第i采層第j采塊的預(yù)裂線長度，B_yl(i,j)為預(yù)裂孔間距；如果某一采塊屬于塊石料的臨邊界，則N_ylk(i,j)＝0；

最后對塊石料開采爆破預(yù)裂孔單孔深度進行計算，

H_yldk(i,j)＝H_tjgd(i,j)/I_hp(i,j)+H_ylzz(i,j)，H_yldk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊預(yù)裂孔單孔深度；H_tjgd(i,j)為塊石料該采層臺階高度，是上一層底高程減去本采層的底高程所得；I_hp(i,j)為塊石料第i采層第j采塊的后邊坡坡比；H_ylzz(i,j)為塊石料第i采層第j采塊預(yù)裂孔超鉆深度；

S2-3，塊石料開采過程中，造成爆破器材的磨損，從而需要對爆破器材的消耗進行計算，從而得到爆破器材的損耗程度；

首先對塊石料開采時使用炸藥用量進行計算，主爆孔裝藥量為

M_zbk(i,j)＝V(i,j)q_zy(i,j)/1000，M_zbk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊主爆孔裝藥量；V(i,j)為該采塊的天然體積；q_zy(i,j)為主爆孔炸藥單耗；預(yù)裂孔裝藥量為M_ylk(i,j)＝H_yldk(i,j)q_yl(i,j)N_ylk(i,j)，M_ylk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊預(yù)裂孔裝藥量，t，此炸藥為藥卷；H_yldk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊預(yù)裂孔單孔深度，通過H_yldk(i,j)＝H_tjgd(i,j)/I_hp(i,j)+H_ylzz(i,j)算出；q_yl(i,j)為塊石料第i采層第j采塊預(yù)裂孔線裝藥密度；N_ylk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊預(yù)裂孔數(shù)量，通過N_ylk(i,j)＝SQR[L_yl(i,j)/B_yl(i,j)]+2算出；

其次對塊石料開采過程中使用雷管用量進行計算，

N_lg(i,j)＝2N_zbk(i,j)+SQR[N_zbk(i,j)/K_lg(i,j)]+1，N_lg(i,j)為塊石料第i采層第j采塊雷管需求量；N_zbk(i,j)為塊石料第i采層第j采塊主爆孔數(shù)量，通過N_zbk(i,j)＝SQR[S(i,j)L_zk(i,j)]+1算出；K_lg(i,j)為塊石料第i采層第j采塊雷管結(jié)束系數(shù)；

最后，對塊石料開采過程中進行導(dǎo)爆索用量計算，

L_dbs(i,j)＝L_yl(i,j)K_dbs(i,j)，L_dbs(i,j)為塊石料第i采層第j采塊導(dǎo)爆索需求量；L_yl(i,j)為塊石料第i采層第j采塊的預(yù)裂線長度；K_dbs(i,j)為導(dǎo)爆索延長系數(shù)；

S3，獲取建設(shè)大壩工程的塊石料需求參數(shù)數(shù)據(jù)，根據(jù)建設(shè)大壩工程的順序進行塊石料的填筑；

S3-1，對塊石料填筑區(qū)進行分層規(guī)劃填筑，其塊石料填筑的分層方法為，獲取宏觀控制參數(shù)，堆石料區(qū)允許填筑厚度H_dsyh(m)和過渡料區(qū)允許填筑厚度H_gdyh(m)以及堆石料區(qū)允許填筑層厚誤差比例R_dsyh和過渡料區(qū)允許填筑層厚誤差比例R_gdyh，隨機生成系列填筑層厚度；

S3-2，進行塊石料填筑區(qū)分層所需的技術(shù)約束條件如下，

(1)為保證塊石料填筑結(jié)果一致性，首先保證大壩壩體填筑高度一致性，

(2)計算結(jié)果為塊石料每層逐層填筑相加后總厚度等于填筑總高度，作為大壩工程塊石料填筑計算的分層厚度模型；

(3)塊石料填筑為由下至上有序的分層；

S3-3，通過基于隨機分層更新生成的施工分層數(shù)據(jù)庫，生成塊石料填筑層的新的填筑施工分層數(shù)據(jù)庫：

其中設(shè)置堆石料填筑區(qū)施工分層數(shù)據(jù)庫的參數(shù)數(shù)據(jù)：

(1)H_dsc(i)為堆石料第i填筑層厚度；

(2)V_ds(i)為堆石料第i填筑層壓實方體積；

(3)V_dslj(i)為堆石料至第i填筑層累計壓實方體積；

(4)H_dss(i)為堆石料第i填筑層頂高程；

(5)H_dsd(i)為堆石料第i填筑層底高程；

(6)S_ds(i)為堆石料第i填筑層底面面積；

(7)L_ds(i)為堆石料第i填筑層底面長度；

(8)B_ds(i)為堆石料第i填筑層底面寬；

然后設(shè)置過渡料填筑區(qū)施工分倉數(shù)據(jù)庫的參數(shù)數(shù)據(jù)：

(1)H_gdc(i)過渡料第i填筑層厚度，m；

(2)V_gd(i)過渡料第i填筑層壓實方體積，m³；

(3)V_gdlj(i)過渡料至第i填筑層累計壓實方體積，m³；

(3)H_gds(i)過渡料第i填筑層頂高程，m；

(4)H_gdd(i)過渡料第i填筑層底高程，m；

(5)S_gd(i)過渡料第i填筑層底面面積，m²；

(7)L_gd(i)過渡料第i填筑層底面長度，m；

(8)B_gd(i)過渡料第i填筑層底面寬，m；

式中i＝1，2…n

S3-4，對塊石料填筑區(qū)每一個平層分條分幅，只有落實到具體的填筑幅才能精細化，并與塊石料場的采塊等對接，對施工有指導(dǎo)和幫助作用；

用戶優(yōu)化填筑順序，在大壩工程填筑分幅后加快施工進度，對大壩工程填筑面大的填筑層進行分幅處理。