基于Dimine的爆破漏斗体积计算

孙永茂 王邦策

(安徽马钢张庄矿业有限责任公司)

为了确定张庄矿采场深孔爆破合理的爆破参数，通过在现场进行爆破漏斗试验确定矿岩岩性与炸药的匹配关系，即求出炸药的变性能系数与最佳埋深比，在此基础上进行采场爆破设计［1］。在试验过程中，爆破后的漏斗体积是一个至关重要的参数，它的准确与否直接影响到试验的结果可靠性。传统计算爆破漏斗体积的方法有抛物线法、体重法和三点基准定位法［2］，抛物线法因采集数据时受主观因素影响较大，测出漏斗体积的准确度不高;体重法需要出碴称重，因而工作量较大、劳动强度高，另外爆破过程中由于矿岩迸溅，导致相邻漏斗爆出的矿岩存在一定程度的叠加，导致漏斗体积计算的精度不高;基准定位法虽然精度较高但数据计算处理过程较复杂。因此，基于Dimine软件强大的实体建模功能和分析处理数据的能力，将其应用于计算不规则形状漏斗的体积，为计算爆破漏斗体积提供一种新的思路。

1 矿体概况

矿床位于区域构造周集倒转向斜的西翼，呈单斜构造形态，产状为近SN走向，倾向W，倾角陡(50°～70°)，总体为急倾斜厚大矿体。整个矿床共由3个平行排列的矿体组成，自西向东分别为Ⅰ#、Ⅱ#、Ⅲ#矿体，其中Ⅱ#矿体为矿床的主矿体，占全矿床资源量的90.41%，矿床形态见图1。矿体矿石按成因可分为原生矿和氧化矿，氧化矿体埋深在-210 m以上，氧化矿体以下为原生磁铁矿体，其中原生矿占全矿资源量的86.18%，主要为石英磁铁矿，矿岩较坚硬完整稳固性较好。

图1 矿床形态

2 爆破漏斗试验

2.1 试验方案

由于氧化矿在设计中暂不回采，该原生矿体的脉石类型主要为石英磁铁矿石，因而将具有代表性的石英磁铁矿作为爆破漏斗试验对象。试验炮孔采用单孔形式布置，单个药包逐个起爆，药包重量为3 kg，直径为 140 mm，长度为 170 mm，长径比为1.21∶1，属于球状药包;炮孔孔径为 165 mm，共 9 个炮孔，分2组进行。

2.2 爆破漏斗实体建模与体积计算

爆破漏斗是药包爆后形成的一个不规则体，轮廓面凹凸不平，整体形状像漏斗，要准确计算出漏斗体积比较困难。Dimine软件通过特征线建立实体模型来描述三维空间物体，可通过建立三维模型计算体积。因而，采用该软件对爆破漏斗形状进行模拟，生成漏斗实体，从而计算出漏斗体积。

以炮孔轴线的垂直面为基准面，在爆破前后按20 cm×20 cm的网度首先测量爆破前的地面与爆破后漏斗轮廓面距基准面的竖直高度，将2次所测高度相减得出漏斗轮廓面各点的爆破高度;然后将每个点的高度输入三维软件Dimine中，形成一个模拟漏斗;最后计算出漏斗的体积。具体步骤如下:

(1)将3 m×3 m的方框以20 cm×20 cm的网度输入CAD软件中，并将在现场以炮孔中心为起点每隔45°所测的炮孔中心至漏斗边界的距离(即漏斗半径)输入网格内，并用多线段将其连接形成光滑的曲面，如图2所示。

图2 漏斗地面轮廓线

(2)将上一步处理的图形转化成“.dtm”格式文件并导入到Dimine软件中，将现场按20 cm×20 cm网度测得的爆破漏斗轮廓面各点高度导入到网格点上，效果如图3所示。

图3 测点标高导入到Dimine软件中效果

(3)首先将同一平面上的各空间点采用多线段连接，形成一个漏斗纵断面(图4)，然后采用Dimine软件的生成实体功能形成一个模拟漏斗(图5)，调用属性功能即可计算该漏斗的体积为0.939 8 m3(图6)。

图4 漏斗纵断面

图5 生成实体

图6 测算漏斗体积

3 结语

基于Dimine软件提出了一种新的计算爆破漏斗体积的方法，与传统方法相比，该方法可以通过模拟能够较为直观地反映出爆破后漏斗体积的形状及爆破效果，并且可以求解其他空间结构复杂的物体的体积，因而具有一定的推广价值。

［1］袁节平，宋嘉栋，欧任泽.地下中深孔大规模爆破的研究与实践［J］.矿业研究与开发，2008(2):76-80.

［2］江飞飞，陈 良，李向东.爆破漏斗体积多方法测量及其比较分析［J］.采矿技术，2013(4):126-128.