1、露天矿台阶爆破计算机综合处露天矿台阶爆破计算机综合处理系统研究理系统研究报告人：报告人：狐为民狐为民华北科技学院计算机系华北科技学院计算机系报告内容一项目来源二系统功能介绍三应用情况介绍四总结一、项目来源项目研究内容来自于国家863项目二、系统介绍1.研究内容2.准备工作3.开发工具4.主要功能介绍1、研究内容煤层厚度30-100m,地表覆盖在几百米。采取台阶爆破技术(炮孔、装药、连线、延时、精确控制)演示爆破录像成立了专门的项目研发课题组，多次实地考察、进行可行性研究。在总结Shotplus 的基础，按照AUTOCAD、WINDOWS的操作习惯，开发抛掷爆破设计软件KSBP1.0。2、准备工
2、作3、开发工具系统使用Visual Basic6.0为开发工具，目前单机使用Access数据库（但能兼容其它各类数据库）。4、主要功能介绍（1）3D图形编辑、显示平台（2）露天矿地质信息管理系统（3）台阶深孔爆破计算机智能设计（4）数据接口管理平台 （1）3D图形编辑、显示平台与Cad一致，基本图形（如点、线、面、园、文字等）都实现了三维编辑、显示、管理；实现了数据（图形）的“层”管理；实现了全三维视图功能（定制了主视、俯视、后视、左视、右视、西南等轴测、西北等轴测、东南等轴测、东北等轴测、图形缩放等）；基本图形的编辑（绘图效果示例）“层”的管理与Cad一致，系统数据按层管理，每一个数据都被置
3、于一个“层”上。可以选择显示任何层的数据。爆破设计专用图全三维视图效果（示例）（2）露天矿地质信息管理系统钻孔数据是爆破设计的重要依据。系统可以对钻孔数据进行管理，可以显示炮孔周围的岩性，并根据岩性选择装药结构，可以显示任意地质剖面。地质信息管理地质信息包括：地质钻孔成果、年代成果。系统记录并在爆破设计时使用这些数据。软件的产权、服务在此体现地质钻孔成果、年代成果（示例：821孔）地质信息综切面可以切割显示任何一个地质切面，切面数据由基本地质数据插值得到。炮孔周围的岩石信息炮孔周围的岩石信息由基本地质数据插值得到（3）台阶深孔爆破计算机智能设计爆破前数据准备：煤顶板、坡面、坡顶线等。基本设计：
4、爆破区域规划、预裂孔设计、区域内主体孔设计、加密孔设计、属性修改等。智能设计：爆破参数智能计算、前排孔位置智能调整、交叉孔孔长的智能计算、连线成批设计。辅助设计：炸药管理、火工品管理、装药结构模板设计、火工品模板设计。统计计算：单耗、爆破炸药、充填物、火工品等的统计计算。设计结果的输出：设计图和统计结果。爆破前数据准备：煤顶板数据导入现代煤矿生产的数据管理（来源、处理）爆破前数据准备：坡面数据导入及效果基本设计：爆破区域规划爆破区域规划包括：设计名称、爆破区域四个顶点的坐标、台阶底、台阶顶、台阶高度等。基本设计：预裂孔设计需要输入基本参数，如倾角、水平角，确定首孔的位置、装药结构等等。设计界面
5、如右：基本设计：主体孔设计根据矿山爆破的需要，开发了松动布孔和抛掷布孔两种布孔方式（包括布孔方向、装药结构等）。也需要输入基本参数。设计界面如右：主体孔设计：布孔方向（水平角）调整主体孔设计：装药结构调整主体孔设计：布孔结果基本设计：炮孔属性修改炮孔属性包括炮孔的长度调整、方位调整、装药和火工品调整等。分单孔属性和多个炮孔属性修改。单孔属性多孔属性智能设计：爆破参数智能计算影响抛掷爆破效果的主要设计因素包括：台阶高度H与采宽w之比、倾斜炮孔、炸药类型和炸药单耗、延时时间间隔、预裂爆破、孔距和排距等。根据不同的地形地质条件，软件采用了经验法和理论结合的选参方式，在设计过程中系统会自动提供相应的参
6、数，设计人员可以根据经验加以参考。智能设计：前排孔位置智能调整在爆破设计中，前排抵抗线往往根据坡面情况进行调整，这种调整通常是依据经验，费时耗力，效果与设计人员的经验有很大关系，主观性很强。软件开发了前排孔位置智能调整。方法是：通过前后左右平移前排孔三维空间位置、调整炮孔角度等来保持前排抵抗线达到最佳，在整个调整过程中，兼顾了与临近孔位的空间距离。软件可以根据实际情况选择调整方式，设置“最大抵抗”、“最小抵抗”、“最佳抵抗”等。操作如右图，效果如下图：东八区爆破设计：前排孔手工与智能设计对比上图为手工调整图，下图为ksbp软件智能设计图智能设计：智能调整真实设计示例智能设计：智能调整前后对比图
7、 注：左图为调整前炮孔图；右图为调整后炮孔图 A27号孔智能设计：交叉孔孔长的智能计算在抛掷爆破设计当中，涉及到3类短孔：边帮预裂短孔、端帮预裂短孔和端帮主炮孔短孔。短孔调整是依据安全距离不得超过最小安全距离的原理设计的。智能设计：连线成批智能设计炮区智能连线设计的必要性：抛掷爆破每次设计孔数达600-700个之多，逐孔连线费时费力，又容易出错。当列间炮孔连线方式有规律时，用户可以使用列智能连线功能。辅助设计包括：炸药管理、火工品管理、装药结构模板、火工品模板。预裂爆破、抛掷爆破或者松动爆破的炮孔设计均涉及到炮孔装药和火工品安装，为爆破设计专用的装药模板和火工品模板，可以大大简化爆破设计的装药
8、过程。ksbp软件添加了一些常用的装药模板，设计人员也可以根据需要自定义装药模板。统计计算单耗、炸药、充填物、火工品等的精确计算、精确统计。软件实现了设计图纸的智能输出，从一定程度上减轻了设计人员的劳动强度，提高了设计的精确度和矿山的生产效率。设计结果的输出系统可以自动生成爆破设计施工文档、每排装药图、孔位布置图、连线图、等时线图、炮区延时图、8毫秒起爆药量图。系统可以将计算统计结果以Word、Excel文件输出。部分附图输出示例（东区）部分附图输出示例（东区）A排（A35）I排(J35)B排(B35)Word附件输出示例（2010年西三区）炸药类型炸药类型炸药重量炸药重量单位单位铵油铵油63
9、8042.98Kg重铵油重铵油456728.31Kg充填物充填物287.64米空气包空气包88.07米9ms9ms56发17ms17ms1发42ms42ms1发65ms65ms3发100ms100ms64发150ms150ms61发200ms200ms423发600ms600ms1220发起爆药柱起爆药柱1220个火工品统计表 各排基本信息统计表（2010年西三区）排号排号排距排距孔距孔距倾角倾角平均长度平均长度平均深度平均深度平均超深平均超深炸药重量炸药重量担负体积担负体积排单耗排单耗A A1110.826534.9131.5902187.883758.85.58B B7.41116534.
10、5431.302107.22552.64.83C C7.5310.826534.7631.502006.972566.9.78D D7.52116534.4231.1902072.222580.13.8E E7.5310.826534.5331.301965.722551.27.77F F7.5116534.2531.0401694.452561.81.66G G7.510.826534.3331.1101692.662523.58.67H H7116533.8730.701672.652364.84.71I I6.510.826533.9230.7401457.272161.86.67J J
11、6.5116533.5530.401096.22173.83.5X X03.56543.3739.3100137.580Y Y03.56533.7430.5800107.020Z Z03.56528.2725.620089.670各排装药结构统计表（2010年西三区）排号排号第一段长度第一段长度第二段长度第二段长度第三段长度第三段长度第四段长度第四段长度第五段长度第五段长度第六段长度第六段长度第七段长度第七段长度A A6.93.7623.40000B B6.438.3719.060000C C6.4312.9814.50000D D6.919.37.550000E E6.914.4712.33
12、0000F F5.9727.2800000G G5.9727.0900000H H5.9726.9200000I I5.979.83.9213.94000J J5.034.355.375.965.197.640X X0000000Y Y0000000Z Z0000000（4）数据接口管理平台提供了丰富的外接程序,支持各种数据间的转换（Word、Excel、Text、Cad、Access等）。AutoCad数据的自动提取。高精度扫描仪数据的转换。系统数据的导入、导出。AutoCad数据的自动提取系统可以从矿上的Cad图中提取任何基础数据（如：坡顶面、坡底线、煤顶板等）高精度扫描仪数据的转换（示例
13、东区）三、应用情况介绍目前，ksbp软件已经建立了具有自主知识产权的三维可视化图形管理平台，开发了露天矿地质地形信息管理系统和台阶深孔爆破计算机智能设计系统。主要研发人员多次深入实际与工程技术人员深入交流，了解用户需求，并于5月底使系统达到了实用化水平。验证报告的方法、目的和意义验证报告选取了2008年12月至2009年12月黑岱沟露天煤矿进行的16次爆破设计，这16次设计全部都是用shotplus设计出来的。利用这次设计时使用的爆区范围、坡顶面、煤顶板、坡面等原始数据，在同等爆破条件和爆破设在同等爆破条件和爆破设计参数下进行重新设计计参数下进行重新设计。对这次设计用手工（Excel）进行统计
14、。将个结果进行比对将个结果进行比对。通过对比，检验Ksbp软件的实用行和准确性。次设计区域部分附表示例（东八区炮孔布置对比图）上图为ksbp设计图；下图为shotplus设计图部分附表示例（东八区A排装药结构对比图）8.0Stemming21.3ANFO 806.9kg51.3ENv2620 2506.8kgED#15 600ms 24.0mPrimer 390gED#15 600ms 60.0mPrimer 390g 四、总结本系统是一个十分复杂的大型系统，主要实现了四方面的功能：3D图形平台、地质数据管理、智能爆破设计、多种数据的接口。软件从三维图形平台的搭建，到最后在图形平台上开发爆破智能设计软件，整个过程完全自主研发，软件具有独立的知识产权。软件已经达到生产的要求，在功能上已经完全实现了shotplus软件的功能，智能化设计等方面已经超越了shotplus软件，超越了项目的预期研发目标。软件计算精确，过程可靠，达到了在不同矿山不同地质条件下进行爆破准确设计的要求。软件的界面也全部中文化，简洁实用、易学易操作。演示软件的操作
