【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山爆破，具体涉及一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法。
技术介绍
1、矿山爆破是矿山开采中不可或缺的环节，炮孔参数优化对于爆破效果和安全性有着至关重要的影响，传统的矿山爆破设计通常采用经验公式或人工试验的方法，存在工作量大、时间成本高、效果不稳定、设计不精确、浪费爆破材料、增加环境污染等缺点，因此，设计一种高效、准确的矿山爆破设计方法是十分必要的，数字孪生技术是一种将物理实体的数字模型与其实际运行状态相结合的技术，可在模拟环境下优化设计方案。
2、为此，本领域技术人员提出了一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法来解决
技术介绍
提出的问题
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，以解决上述
技术介绍
中提出的传统的矿山爆破设计通常采用经验公式或人工试验的方法，存在工作量大、时间成本高、效果不稳定、设计不精确、浪费爆破材料、增加环境污染的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，包括：
4、优选的，s1，包括建立局部爆破数值模型、优化爆破设计方案、构建局部爆破数值模型、矿山整体数值模型模拟验证和现场爆破试验风险自动告警五个部分，通过数字化技术获取矿山现场数据，构建矿山局部数值模型并在模拟环境下优化设计方案，得到最优的矿山爆破设计方案，最后通过数矿山整体数值模型验证和实施现场爆破验证该方案可行性，应用风险自动预警
5、s2，根据爆破区域地质分布特点建立局部数值模型，将岩体参数、炸药参数、爆破区域地应力水平等参数输入数值模型，对炮孔直径、炮孔间距、炮孔耦合系数、炮孔间合理布置空孔等爆破参数进行优化；
6、s3，构建矿山整体数值模型，将优化后的爆破参数传入至整体模型计算边坡的动力响应，通过对模型实施爆破后监测边坡位移、速度及应力变化，若不满足边坡安全条件，重新优化爆破方案，在次对矿山整体数值模型进行数值计算；
7、s4，若满足边坡安全条件，实施现场爆破，对真实边坡位移、速度及应力变化进行监测，风险自动告警系统对所测数据进行分析，满足边坡安全条件则确定爆破方案并继续进行后续爆破方案，不满足则回到所述优化爆破方案阶段，通过矿山局部数值模型进行优化。
8、优选的，所述步骤s1具体包括以下步骤：
9、s5，建立局部数值模型，根据开展爆破区域岩体物理参数进行实施，包括：岩体密度、岩体泊松比、内摩擦角、粘聚力和抗拉强度，需人工现场取样分析获得，炸药参数包括：装药密度、装药爆速、炸药爆压、炸药爆热等参数，根据现场爆破施工所用炸药类型而定；
10、s6、应力水平监测主要指爆破区域地应力水平，由重力应力、构造应力、孔隙压力、热应力和残余应力等耦合而成，重力应力和构造应力是其主要来源；
11、s7、地应力的测量采用三向应力监测装置，应力测量装置包括应力传感器、高压油泵、高压油管、三通阀、安装导杆及其他配套设施等。将上述测得的岩体、炸药、地应力水平等参数输入至矿山局部数值模型的脚本中进行爆破方案的优化。
12、优选的，所述步骤s5具体包括以下步骤：
13、s8、炮孔间距优化、炮孔直径优化、采用耦合装药时的耦合系数、延时爆破时间等参数，上述参数以岩体应力、振动速度、平均破碎尺寸、极限破碎尺寸、大块率及系统破裂度等指标进行综合分析以确定最佳爆破方案。
14、4、如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：
15、s9，构建矿山整体数值模型，基于gi s系统中储存的数字化信息，获取矿山等高线信息，并通过无人机扫描获得矿山表面地形，根据航飞范围布设像控点，再开展航空摄影测量任务，内业数据处理方面，经数据预处理后，精准计算空中三角测量结果后，生产dem与dom等航测成果，基于等高线信息和航测成果通过数字化建模软件绘制矿山整体数值模型。
16、优选的，所述步骤s9具体包括以下步骤：
17、s10，无人机型号选用cw10，所获得的等高线和地形地貌等信息通过cad等绘图软件进行加工，通过gid等数值模型构建软件进行矿山整体数值模型的构建；
18、s11，进行航拍时，首先布设像控点，进行影像分析、点位选取、像控点测量、像控点刺点，然后对影像进行预处理，具体参数需以相机检校报告为准，选择dpgrid系统内自带的小像幅影像畸变差校正模块，进行畸变差改正处理，之后为空中三角形测量，通常包括相对定向、模型连接、平差解算、绝对定向四个流程；s11，最后为dem和dom的制作，dem制作需对成果进行人工编辑，保证对实物的细致分析与纠正处理，为dom的制作提供准确的数据。dom制作时，需要对dom进行纠正处理和镶嵌处理，使其色彩与几何特征满足后续的使用需求。
19、优选的，所述步骤s1具体包括以下步骤：
20、s12，数字孪生模型数值模拟，至少需要一种数值模拟软件进行计算，对所述数字孪生模型数值模拟进行位移监测、速度监测、应力监测等，验证爆破方案可行性，将优化后的设计方案实施到实际矿山爆破中，并监测爆破效果，反馈至数字孪生模型，不断更新和优化设计方案。
21、优选的，所述步骤s1具体包括以下步骤：
22、s13，风险自动告警系统，采用基于otdr监测原理的边坡安全自动监测系统是通过在边坡体上预先埋置多路分布式光纤，利用otdr原理检测光纤宏弯变形或断裂破坏等故障事件定位边坡岩土体的变形破坏位置，通过告警门限设置，实现边坡安全自动检测告警，在实施爆破时，通过所述风险自动告警系统对矿山岩体进行监测，若产生风险引发系统自动告警，需重新进行方案优化与制定，反之，确定最终爆破方案。
23、优选的，根据s7所述的应力测量装置，所述应力测量装置包括应力传感器，所述应力传感器外侧壁安装有高压油管，所述高压油管远离应力传感器的一端安装有三通阀，所述高压油管的外侧壁转动连接有安装导杆，所述安装导杆的外侧壁安装有定向标线，所述三通阀远离高压油管的一端固定连接有油压显示表，所述三通阀的外侧壁安装有高压油泵，所述应力传感器的外侧壁安装有安装杆接头，所述安装杆接头的外侧壁安装有定向栓，所述应力传感器的外侧壁安装有x向弹片，所述应力传感器的外侧壁安装有y向弹片，所述应力传感器的外侧壁安装有z向弹片，所述x向弹片、y向弹片和z向弹片和应力传感器之间螺纹连接有固定螺丝。
24、本专利技术的有益效果在于：
25、1.本专利技术与传统矿山爆破设计相比，本专利技术所述的方法具有以下优点：1.精确性高，采用数字孪生技术，可以获取真实矿山环境参数，准确模拟爆破过程，得到最优设计方案；
26、2.效率高，采用数字化技术和模拟方法，可以大大缩短设计周期和试验周期，提高工作效率；
27、3.环保性好，通过优化设计方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于；方法步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：
4.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤S9具体包括以下步骤：
6.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
7.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：
8.如权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，根据S7所述的应力测量装置，所述应力测量装置包括应力传感器(1)，所述应力传感器(1)外侧壁安装
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于；方法步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤s5具体包括以下步骤：
4.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤s9具体包括以下步骤：
6.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：
7.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的矿山爆破设计优化方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括以下步骤：
8.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：于宗涛，张一鸣，李易真，
申请(专利权)人：江苏泛在智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。