魏金祝　范慶京　任甲澤

(1.山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司；2.海南山金礦業(yè)有限公司；3.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；4.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；5.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司)

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爆破震動(dòng)強(qiáng)度影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析

魏金祝1范慶京2任甲澤3，4,5

(1.山東省冶金設(shè)計(jì)院股份有限公司；2.海南山金礦業(yè)有限公司；3.中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究院有限公司；4.金屬礦山安全與健康國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；5.華唯金屬礦產(chǎn)資源高效循環(huán)利用國(guó)家工程研究中心有限公司)

摘要采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，選取最大段藥量、高程差、爆心距3個(gè)影響因素，通過(guò)對(duì)某大型露天礦正常生產(chǎn)松動(dòng)爆破進(jìn)行實(shí)測(cè)，得出了以上因素對(duì)爆破地震波強(qiáng)度、頻率的影響大小順序。分析結(jié)果表明：在露天礦日常生產(chǎn)過(guò)程中只需對(duì)主要影響因素加以控制，即可達(dá)到降低爆破震動(dòng)、保護(hù)露天邊坡及安全生產(chǎn)的目的，以提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞爆破震動(dòng)參數(shù)地震監(jiān)測(cè)影響因素變量灰色關(guān)聯(lián)分析

爆破震動(dòng)效應(yīng)是一個(gè)多因素、多層次、多目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)。本文運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論和方法，對(duì)爆破監(jiān)測(cè)目標(biāo)與爆破設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析，找出了影響爆破監(jiān)測(cè)目標(biāo)的主要因素，為控制爆破震動(dòng)提供了參考依據(jù)。

1系統(tǒng)特征因素和相關(guān)因素變量的選擇

選取震動(dòng)峰值、震動(dòng)主頻、震動(dòng)加速度3個(gè)因素作為系統(tǒng)特征因素。爆破參數(shù)方面，總藥量，特別是最大段藥量直接影響爆破震動(dòng)的大小。另外，爆破中心到測(cè)點(diǎn)的距離、高程差也是影響爆破震動(dòng)的因素。在與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，最終選取的相關(guān)因素變量為最大段藥量、爆心距和高程差3個(gè)影響因素。

2爆破地震監(jiān)測(cè)結(jié)果

此次爆破地震監(jiān)測(cè)是在某大型露天礦進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)測(cè)。最大段藥量、爆心距、高程差等相關(guān)參數(shù)及監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1～表6。

由表1～表6可知，最大段藥量在525～30 205 kg，測(cè)點(diǎn)至爆心水平距離在34.44～582.94 m，測(cè)點(diǎn)至爆心高程差為0～99 m；影響因素變量雖然只有3個(gè)，但由于數(shù)據(jù)眾多，很難從表中直觀得出哪一因素變量對(duì)觀測(cè)結(jié)果起主要作用，因此需先對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

3計(jì)算過(guò)程

3.1數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化處理采用區(qū)間化處理方法。

表1　東端花崗巖垂直向震動(dòng)速度觀測(cè)結(jié)果

表2　東端花崗巖水平向震動(dòng)速度觀測(cè)結(jié)果

表3　中部綠泥石英巖及混合巖垂直向震動(dòng)觀測(cè)值

表4　中部綠泥石英巖及混合巖水平向震動(dòng)觀測(cè)值

表5　赤鐵礦垂直向觀測(cè)值

表6　赤鐵礦垂直向觀測(cè)值

3.2計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

系統(tǒng)特征因素行為序列Y和相關(guān)因素行為序列X在第K點(diǎn)的關(guān)聯(lián)系數(shù)為：

(1)

式中，i=1，2，……，m；k=1，2……，n；ζ為分辨系數(shù)，ζ越小，分辨率越大；一般ζ的取值區(qū)間為 [0,1]，取ζ=0.5。

3.3計(jì)算關(guān)聯(lián)度

關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式如下：

(2)

式中，i=1，2，……m；j=1，2，……，m。

灰色關(guān)聯(lián)度矩陣：

若存在l，j∈{1，2，……m}，滿(mǎn)足：γlj≥γij，i=1，2，……，s，則稱(chēng)因素Xl優(yōu)于因素Xj；若滿(mǎn)足：

則稱(chēng)因素Xl準(zhǔn)優(yōu)于因素Xj。如果存在l∈{1,2……，m}，使得對(duì)任意j=1，2，……，m有Xl優(yōu)于因素Xj，則稱(chēng)因素Xl為最優(yōu)因素；如果存在i∈{1,2……，m}，使得對(duì)任意j=1，2，……，m有Xl準(zhǔn)優(yōu)于因素Xj，則稱(chēng)因素Xl為準(zhǔn)優(yōu)因素。

4灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)上面的分析方法，得到灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果見(jiàn)表7～表12。

表7　東部花崗巖垂直方向灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

表8　東部花崗巖水平方向灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

表9　中部綠泥石英巖垂直方向灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

表10　中部綠泥石英巖水平方向灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

表11　赤鐵礦區(qū)垂直方向灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

表12　赤鐵礦區(qū)水平方向灰色關(guān)聯(lián)分析結(jié)果

5結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)某大型露天礦正常生產(chǎn)松動(dòng)爆破進(jìn)行實(shí)測(cè)得出，東部花崗巖區(qū)，最大段藥量、爆心距和高程差3個(gè)因素中，最大段藥量為最優(yōu)因素。以上3個(gè)因素對(duì)爆破震動(dòng)峰值的影響順序?yàn)椋鹤畲蠖嗡幜俊⒈木?、高程差；?duì)爆破震動(dòng)主頻影響沒(méi)有最優(yōu)因素；對(duì)震動(dòng)速度的影響順序?yàn)椋鹤畲蠖嗡幜?、爆心距、高程差?/p>

(2)中部綠泥石英巖區(qū)，最大段藥量、爆心距和高程差3個(gè)因素中，高程差為最優(yōu)因素。以上3個(gè)因素對(duì)爆破震動(dòng)峰值的影響順序?yàn)椋焊叱滩?、爆心距、最大段藥量；?duì)爆破震動(dòng)主頻影響順序?yàn)椋焊叱滩?、爆心距、最大段藥量；?duì)震動(dòng)速度的影響順序?yàn)椋焊叱滩睢⒈木?、最大段藥量?/p>

(3)赤鐵礦區(qū)，最大段藥量、爆心距和高程差3個(gè)因素中，最大段藥量為最優(yōu)因素。以上3個(gè)因素對(duì)爆破震動(dòng)峰值的影響順序?yàn)椋鹤畲蠖嗡幜?、爆心距、高程差；?duì)爆破震動(dòng)主頻影響順序?yàn)椋鹤畲蠖嗡幜?、爆心距、高程差；?duì)震動(dòng)速度的影響順序?yàn)椋核椒较蜃畲蠖嗡幜科鹬饕饔茫怪狈较虮木嗥鹬饕饔谩?/p>

·記者在線·

江西銅業(yè)集團(tuán)公司項(xiàng)目獲國(guó)家科技大獎(jiǎng)

近日,由江銅集團(tuán)總經(jīng)理龍子平參與的《復(fù)雜難處理資源可控加壓浸出技術(shù)》榮獲2015年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。該技術(shù)聚焦有色金屬資源保障、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和清潔生產(chǎn)的迫切需求，針對(duì)有色金屬?gòu)?fù)雜礦和冶金過(guò)程的含砷劇毒危廢，提出以“最小化學(xué)反應(yīng)量原理”構(gòu)建新的可控加壓浸出技術(shù)的總體思路，成功研發(fā)了系列加壓浸出新技術(shù)，在工藝技術(shù)創(chuàng)新上取得了重大突破。該技術(shù)已成功應(yīng)用于江銅集團(tuán)、金川集團(tuán)、秘魯Toromocho等工程建設(shè)項(xiàng)目，涉及銅、鋅、鎳、鉬等多個(gè)領(lǐng)域。

(收稿日期2016-01-03)

魏金祝(1980—)，男，工程師，250101 山東省濟(jì)南市高新區(qū)舜華路1969號(hào)。