露天矿爆破震动效应分析与安全评价

摘要

随着西部大开发的深入发展,越来越多的煤炭企业选择在内蒙古自治区进行煤炭开发和综合利用,鄂尔多斯地区有很好的开采和利用的条件,有一些露天煤矿是在东部地区很少有的,开采深度小,地质条件简单,构造相对不复杂,很多煤炭企业选择使用露天开采控制边坡来进行生产作业,由于机械条件所限,很多煤矿采用了控制爆破的方法进行生产,但是由于爆破知识所限,对爆破震动危害的认识较为浅薄,极其容易造成边坡的失稳和附近建筑物的破坏,造成生产事故和生命财产损失,对于煤矿安全来说,可谓是首当其冲,对煤矿本身的经济效益也会带来很大损失。
　　本文使用的是成都中科 TC-4850W型爆破测振仪对东胜煤田丰胜奎煤矿进行现场测震,对煤矿地质条件、生产状况和爆破方法进行了现场的实践,得到了一些实测数据,并应用所学知识进行数据分析处理。
　　本文中首先使用了灰色关联分析法对爆破的药量、孔数等相关因素的数据处理和总结,得到峰值速度、主频和持续时间这三个方面对原始爆破基本因素的有关联系,求得最大段药量是主要因素,孔数等相关因素是对于震速的次要因素,并由此得到相应的分析处理,掌握相应的对应关系,然后进行生产实践的指导与探索。
　　其次应用由测振仪得到的实测数据的峰值速度,应用 MATLAB数值分析软件进行曲线拟合分析,分析比较了萨道夫斯基经验公式、兰氏公式、欧美公式和深孔修正公式,其中以萨道夫斯基经验公式最为著名,找到适应本地区的最适合峰值速度预测公式,找到它们的误差大小,并进行数据分析和比较,得到最优解,在本地区就是将欧美公式作为最为可靠的公式来分析并且使用,为以后的生产实践提供最为可靠的控制爆破震动速度公式的确切形式,以便减少误差。
　　再次使用MATLAB里面的BP神经网络工具,对现场实测的一些数据进行黑箱运算,利用MATLAB软件自带的矩阵工具进行分析,应用program里面的train_bp.m文件进行数据逼近,然后得到神经网络预测值,再与我们通常采用的萨道夫斯基经验公式进行综合比较,得到较为满意的拟合值。分析神经网络在爆破震动峰值速度预测的可靠度和精确程度,指导我们的生产实践。
　　最后应用层次分析法对露天矿爆破震动危害进行分析比较,得到各个相关因素的权重大小,孔网的参数、单孔装药量、总装药量在本课题中属于权重最大的三方面,为了安全生产,我们需要尽可能的调整药量大小、孔距、抵抗线还有密集细数,综合考虑对于爆破振动的影响,我们得出药量的选择才是关键所在。对于抵抗线的选择,过大或者过小都不利于控制爆破,所以为了提高利用率,应该选择适宜的方式和尺度,提高炸药的利用率。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文研究的主要内容和研究方法

2露天矿爆破震动效果与参数的灰色关联分析

2.1引言

2.2爆破震动引起的地震波及其产生机理

2.3露天矿控制爆破参数设计

2.4灰色关联分析法在露天矿爆破震动影响因子的综合评判

2.5本章小结

3基于MATLAB曲线拟合的峰值速度及误差分析

3.1工程概况

3.2 TC-4850W监测系统及其原理

3.3爆破震动数据统计及其分析

3.4 爆破质点振动速度拟合公式的优化选择

3.5本章小结

4基于BP神经网络的爆破震动峰值速度智能预测

4.1概况

4.2基本理论

4.3神经网络模型

4.4 BP神经网络算法

4.5 MATLAB中BP神经网络的局限性

4.6 改进的BP神经网络算法

4.7 BP神经网络在丰胜奎煤矿爆破震动应用设计

4.8本章小结

5基于层次分析法的安全分析及其减震措施

5.1层次分析法的基本理论

5.2层次分析法的工程应用

5.3丰胜奎煤矿的具体减震措施

5.4本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢