[發明專利]基于開采加工全流程能耗分析的爆破參數動態設計方法

在審

• 申請號: 202010950564.7
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112036047A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 冷振東;涂書芳;周桂松;盧文波;郝亞飛;李宏兵
• 申請（專利權）人: 中國葛洲壩集團易普力股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F16/21;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 劉代春

本發明公開了一種基于開采加工全流程能耗分析的爆破參數動態設計方法，包括構建基于爆破參數決策變量的爆破參數設計數據庫和開采加工綜合能耗統計數據庫；爆破參數設計；數據統計并更新統計數據庫；構建平均塊度數學模型；構建優化模型；聯立求解；結果驗算并判斷實際能耗是否小于能耗控制標準值；若小于，則在更新爆破參數設計數據庫后結束；若大于或等于，則調整爆破參數決策變量后，返回爆破參數設計步驟，再進行后續步驟。本發明通過對開采和加工全流程、全工序能耗進行系統分析，使爆破參數設計更加科學合理；同時通過數據庫的構建可準確地保存各個環節能耗信息，并實時更新，既可快速評價各環節能耗水平，又可為后期改進提供數據支撐。

技術領域

本發明涉及礦產開采和加工技術領域，特別是一種基于開采加工全流程能耗分析的爆破參數動態設計方法。

背景技術

在砂石、水泥礦山生產過程中，涉及開采的穿孔、爆破、挖運工序，以及加工的破碎、篩分、研磨等工序。據不完全統計，我國采礦業的單位成品礦石的總體能耗是發達國家的1.5倍以上，尤其是后續的破碎研磨環節的能耗更是發達國家的2.3倍以上。一般而言，從礦石到最終可銷售的產品，需要經歷鉆孔、爆破、鏟裝、運輸、破碎等多個環節。其中，鉆爆是上述生產鏈條中的重要環節，爆破后的破碎塊度、爆堆形態、松散度、碎塊內的損傷程度等將直接影響下游各工序的生產效率。

目前對于露天礦山，尤其是砂石骨料和水泥開采加工系統的能耗綜合分析研究較少，雖然有學者提出了“以爆代破”、“以破代磨”的思路來降低后續機械破磨效率的影響，但是這種思路僅僅停留在定性分析的階段，缺乏對開采加工全流程、全工序能耗的綜合分析，也為形成系統的解決方案。隨著全球對礦山環境治理保護力度越來越大，低能耗已經成為綠色礦山建設的關鍵指標，傳統的砂石、水泥行業作為一個高能耗的產業正面臨前所未有的挑戰。爆破參數設計需要和后續的挖運、破碎整體考慮，傳統的將爆破工序獨立考慮的作法已經無法滿足新時期對砂石和水泥行業“節能高效”的要求。急需一種基于開采加工全流程能耗分析的爆破參數動態設計方法，以達到節能高效目的。

發明內容

本發明的目的就是針對現有礦山開采和加工技術中全流程能耗高的不足，提供一種基于開采加工全流程能耗分析的爆破參數動態設計方法，通過將鉆孔、爆破、鏟裝、運輸、破碎等多個工序的能耗進行綜合分析，實現對爆破參數的動態調整，以期實現開采加工全流程的低能耗目的。

為實現前述目的，本發明采用如下技術方案。

一種基于開采加工全流程能耗分析的爆破參數動態設計方法，包括以下步驟：

S1，構建數據庫：按照經驗數據，構建基于爆破參數決策變量的爆破參數設計數據庫；根據作業流程統計構建涵蓋開采和加工全流程的綜合能耗統計數據庫；

S2，爆破參數設計：依據爆破作業流程確定的爆破參數決策變量或調整后的爆破參數決策變量(k₁,k₂,k₃,……,k_n)，并按照爆破技術規范進行爆破參數設計；

S3，數據統計并更新：根據爆破參數實施爆破作業，并對爆破開采作業以及后續破碎加工作業流程中各個工序的能耗進行綜合統計，并更新統計數據庫；包括統計不同爆破參數條件下的爆破塊度分布特征；以及統計不同爆破平均塊度下各個工序的能耗規律；

S4，構建平均塊度數學模型：建立綜合能耗與爆破平均塊度之間關系的數學模型；以及爆破參數與爆破塊度分布特征關系的數學模型；

S5，構建優化模型：建立綜合能耗優化模型目標函數，并構建優化模型的約束條件；

S6，聯立求解：對綜合能耗優化模型和約束條件進行聯立求解，獲得一組最優爆破參數組合解(k₁’,k₂’,k₃’,……,k_n’)；