[發(fā)明專利]一種基于統(tǒng)計判別分類的爆破塊度預(yù)測方法

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• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108304875A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武仁杰;李海波;夏祥;于崇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

本發(fā)明公開了一種基于統(tǒng)計判別分類的爆破塊度預(yù)測方法，步驟是：1）爆破參數(shù)與相應(yīng)爆后塊度數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，對爆破參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；2）對標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，代入主成分分析法，獲得主成分變量；3）將主成分變量的訓(xùn)練樣本代入分類法中，將不同的爆破情況進(jìn)行定量化評判；4）針對不同類別的爆破，利用多元回歸分析建立相對應(yīng)的爆破塊度預(yù)測式；5）獲得待測塊度爆破的參數(shù)，將待測數(shù)據(jù)代入2)、3）的步驟，獲知待測爆破塊度中值所在類別；6）將數(shù)據(jù)代入建立的對應(yīng)預(yù)測方程式中，獲得塊度預(yù)測值。操作簡便，根據(jù)不同復(fù)雜情況建立的爆破塊度預(yù)測式，適應(yīng)性強，在預(yù)測爆破塊度時精度較高，適應(yīng)了不同復(fù)雜情況下的爆破塊度預(yù)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種基于統(tǒng)計判別分類的爆破塊度預(yù)測方法，它適用于巖體爆破后塊度的預(yù)測。

背景技術(shù)

爆破作業(yè)作為眾多巖土工程施工過程中的必要手段，大范圍的應(yīng)用于港口建設(shè)、礦山生產(chǎn)、水利水電設(shè)施建設(shè)、隧道開鑿等多個領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在水利水電壩體工程的建設(shè)中，壩料對塊度級配的要求嚴(yán)格，塊度的不均勻系數(shù)和篩下質(zhì)量累積曲線的曲率系數(shù)需要嚴(yán)格的滿足設(shè)計要求。在礦山的生產(chǎn)中，爆破塊度需嚴(yán)格控制大塊率和粉礦率以滿足鏟裝、運輸?shù)囊?。因此，如何合理地結(jié)合爆破地質(zhì)狀況設(shè)計爆破參數(shù)，獲得滿足一系列要求的巖石爆破塊度，是巖石爆破動力學(xué)領(lǐng)域研究的一個切實問題。

自20世紀(jì)60年代以來，國內(nèi)外學(xué)者在爆破塊度預(yù)測方法的建立方面做了大量的工作，應(yīng)用應(yīng)力波理論、能量理論與統(tǒng)計分析方法建立了眾多爆破塊度預(yù)測方法，大致可歸納為：Kuz-Rom法，Harries法(Harries method)，BMMC法(BMMC methods)，BCM法(BCMmethod)，Kuz-Rom法(Kuz-Rom method)，能流分布的三維模型法(Bond-Ram method),。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法(ANN)，巖石工程系統(tǒng)預(yù)測法(RES)，塊度破碎指數(shù)預(yù)測法(FI)，以及等其他預(yù)測方法。在爆破塊度預(yù)測的現(xiàn)場應(yīng)用方面，Kuz-Rom方法被廣泛使用。

Kuz-Rom方法未考慮爆破因素間的相互影響干擾，也未能反映出各因素在不同爆破參數(shù)情況下對塊度影響程度的不同，在水電建設(shè)、隧道開鑿塊度預(yù)測等多個領(lǐng)域適用性差；在某些復(fù)雜情況時預(yù)測塊度易出現(xiàn)偏差，預(yù)測的可靠性值得商榷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要解決上述方法模型的不足，是在于提供了一種基于統(tǒng)計判別分類的爆破塊度預(yù)測方法，方法易行，操作簡便，本方法避免了在建立模型時爆破因素間的相互干擾，考慮了不同情況下爆破參數(shù)對塊度的影響程度，可根據(jù)不同復(fù)雜情況建立對應(yīng)的爆破塊度預(yù)測式，適應(yīng)性強，在預(yù)測爆破塊度時精度較高，滿足和適應(yīng)了不同復(fù)雜情況下的爆破塊度預(yù)測要求。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：

一種基于統(tǒng)計判別分類的爆破塊度預(yù)測方法，其步驟是：

1)、獲得該地區(qū)之前爆破的爆破參數(shù)與相應(yīng)爆后塊度數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，對爆破參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

2)、對標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本，代入由卡爾·皮爾遜于1901年發(fā)明的主成分分析法，獲得相對獨立、信息互不重疊干擾的主成分變量。

3)、將主元變換為主成分變量的訓(xùn)練樣本代入由費舍爾在1936年發(fā)明的Fisher判別分類法中，對不同情況下的爆破進(jìn)行分類，根據(jù)爆破塊度中值大小創(chuàng)建類別，如將中值小于0.3m為I類，大于0.3m小于0.5m為II類，大于0.5m為III類，建立分類判別函數(shù)，將不同的爆破情況進(jìn)行定量化評判。

4)、針對不同類別的爆破，利用多元回歸分析建立相對應(yīng)的爆破塊度預(yù)測式。

5)、獲得待測塊度爆破的參數(shù)，將待測數(shù)據(jù)代入2)、3)的步驟，以主成分變量表示爆破信息，獲知待測爆破所屬的塊度中值所在類別。

6)、將相關(guān)數(shù)據(jù)代入建立的對應(yīng)預(yù)測方程式中，獲得塊度預(yù)測值。