王 員 董興德

(四川宇泰特種工程技術(shù)有限公司)

基于模糊綜合評價的露天礦山爆破作業(yè)優(yōu)化

王 員 董興德

(四川宇泰特種工程技術(shù)有限公司)

露天礦山臺階爆破作業(yè)作為露天礦山采礦的主要工藝，爆破作業(yè)的質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)和安全控制水平直接制約著露天礦山開采的安全穩(wěn)定運行。根據(jù)礦山爆破開采的相關(guān)理論及綜合評價理論，采用模糊綜合評價方法對露天礦山爆破作業(yè)進(jìn)行綜合評價，從評價的角度尋找礦山爆破作業(yè)的薄弱控制環(huán)節(jié)并進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到提高礦山爆破作業(yè)水平的目的。

礦山爆破 模糊綜合評價 優(yōu)化

露天礦山爆破作業(yè)的質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)性控制水平是確保露天礦山爆破開采穩(wěn)定運行的重要因素，不同的礦山對質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)性的要求不盡統(tǒng)一[1-4]。針對國內(nèi)某大型露天鐵礦的具體特點和需求，建立了一套相對完整的礦山爆破作業(yè)綜合評價體系，包括權(quán)重確定體系、隸屬函數(shù)確定體系和方案綜合評價體系。露天礦山爆破作業(yè)評價的目的在于提出礦山爆破作業(yè)的優(yōu)化方案，在科學(xué)選取評價方案的同時對評價方法進(jìn)行優(yōu)化，以尋找礦山爆破作業(yè)的薄弱控制環(huán)節(jié)。

1 露天礦山爆破作業(yè)模糊綜合評價

1.1 評價流程

露天礦山爆破作業(yè)評價及優(yōu)化流程見圖1。

圖1 模糊綜合評價流程

1.2 評價指標(biāo)體系

根據(jù)各單位的綜合需求，確立了露天礦山爆破作業(yè)模糊綜合評價的指標(biāo)體系如圖2所示。

1.3 評價權(quán)重體系構(gòu)建

采用模糊綜合評價方法，在露天礦山爆破作業(yè)綜合評價體系的基礎(chǔ)上確定各級指標(biāo)權(quán)重值。由于在構(gòu)造判斷矩陣時存在一定的主觀性，因此在對不同單位，不同需求的人群進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了判斷矩陣。根據(jù)該礦山管理的特點，按照指標(biāo)選取的原則，經(jīng)綜合考慮后選取5名專家：①業(yè)主單位生產(chǎn)科主任，分管配礦等工作；②總承包單位項目經(jīng)理，分管生產(chǎn)、計量等工作；③施工單位項目經(jīng)理，負(fù)責(zé)爆破作業(yè)整體流程的實施；④礦山開采專家，研究方向為采礦流程的優(yōu)化；⑤土石方爆破施工專家，研究方向為安全科學(xué)與技術(shù)。各位專家根據(jù)對礦山爆破施工情況的理解，按照層次分析法確定判斷矩陣的原則，客觀、公正的填寫判斷矩陣表，通過計算平均值的方法，得到該礦山爆破作業(yè)模糊綜合評價的權(quán)重體系。

圖2 露天礦山爆破作業(yè)模糊綜合評價指標(biāo)體系

2 評價結(jié)果分析

2.1 評價結(jié)果

該礦山模糊綜合評價的總分為10分，根據(jù)現(xiàn)場實際情況及模糊評價的原則，邀請上述專家對礦山爆破作業(yè)的綜合水平進(jìn)行評估，結(jié)果見表1。

由表1可知，此次爆破作業(yè)的綜合評分為7.14分，得分率為71.4%，爆破綜合水平為一般。

表1 模糊綜合評價得分

2.2 評價結(jié)果綜合分析

此次綜合評價只有綜合得分，僅體現(xiàn)此次爆破的綜合水平，不能體現(xiàn)各指標(biāo)的具體控制情況。為了給后期優(yōu)化方案提供方向，找到各指標(biāo)的具體控制情況，定義了如下概念：①指標(biāo)得分權(quán)重，即為各指標(biāo)評分占綜合評價得分的百分比；②指標(biāo)權(quán)重偏差，即指標(biāo)得分權(quán)重與原指標(biāo)的權(quán)重偏差。據(jù)此，權(quán)重平均值及指標(biāo)得分權(quán)重偏差對比見圖3。

圖3 權(quán)重平均值及指標(biāo)得分權(quán)重偏差

2.3 評價結(jié)論

(1)礦石級配、防護(hù)成本、爆破沖擊波和噪音、邊坡穩(wěn)定性等指標(biāo)得分權(quán)重高于專家預(yù)期的權(quán)重，取得較為滿意的效果；而根底、后沖和延米爆破量等指標(biāo)得分權(quán)重低于專家預(yù)期權(quán)重，未取得滿意的評價效果。

(2)礦山火工品成本較高，但由于實現(xiàn)了炸藥現(xiàn)場混裝，價格相對較低，因此獲得了較滿意的評價效果。

(3)后期爆破作業(yè)時，應(yīng)通過優(yōu)化爆破設(shè)計方案、改進(jìn)施工手段等措施，改善根底、后沖和延米爆破量等指標(biāo)，提高爆破作業(yè)水平。

3 基于評價結(jié)果的爆破作業(yè)優(yōu)化

(1)根底問題。據(jù)該礦山爆破施工的特點，分別從炸藥與巖石的匹配性、裝藥結(jié)構(gòu)合理性、施工質(zhì)量等方面，采用了爆速測試儀、QED軟件、炮孔測偏儀等設(shè)備及軟件進(jìn)行測試分析，認(rèn)為根底問題主要是由于施工時打孔精度差及裝藥結(jié)構(gòu)不合理造成的?？赏ㄟ^提高打孔精度以及合理優(yōu)化裝藥結(jié)構(gòu)來解決根底問題。

(2)后沖問題。采用加大排間延時的方法改善后沖問題，實踐證明，該方法對后沖問題有一定的緩解作用。

(3)延米爆破量。延米爆破量主要由單孔負(fù)擔(dān)面積(孔距×排距)決定，其優(yōu)化受到炸藥單耗的限制。但針對該礦山目前的爆破方式及炸藥單耗情況，可以適當(dāng)加大排距增加單孔負(fù)擔(dān)面積，來提高延米爆破量，降低單位方量的鉆孔成本。但在考慮延米爆破量的同時，應(yīng)通盤考慮后期破碎等環(huán)節(jié)的綜合成本。

4 結(jié) 語

在現(xiàn)場調(diào)研的基礎(chǔ)上，利用模糊綜合評價方法對某露天礦山爆破作業(yè)進(jìn)行綜合評價，對薄弱控制的指標(biāo)進(jìn)行了分析和優(yōu)化，達(dá)到了提高礦山爆破作業(yè)質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)性控制水平的目的。

[1] 許名標(biāo)，彭德紅，陳寶心.層次分析法在爆破方案優(yōu)化選擇中的應(yīng)用[J].西部探礦工程，2004(4)：118-120.

[2] 袁 梅，王作強，張義平.基于模糊數(shù)學(xué)-層次分的露天礦深孔爆破效果評價研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2010(4)：81-84.

[3] 王德勝，龔 敏.露天礦山臺階中深孔爆破開采技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2007.

[4] 周 磊.臺階爆破效果評價及爆破參數(shù)優(yōu)化研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)， 2012.

2015-02-05)

王 員(1986—)，男，工程師，碩士，610031 四川省成都市二環(huán)路北一段18號嘉立大廈5樓。