0 引言

爆破是露天矿山开采过程中的重要工艺之一，其费用约占露天开采总生产成本的15%—20%[1]，现在露天铁矿爆破工程技术人员通过CAD软件、Word软件进行岩土工程爆破设计，这种设计方式主要依据设计人的经验进行，不能预测爆破效果、爆破成本高、工作量大、效率低，无法满足露天铁矿现场精细化生产要求。随着矿山产量逐年增加，爆破规模、频率也逐年增加，爆破振动及飞石对采场边坡和采场周围建筑的影响也不断加剧，新的环保问题也随之产生，需要寻找新的设计方法保证爆破质量，降低爆破振动影响[2-3]。

利用计算机软件技术改善岩土工程爆破设计，解决传统人工设计中难以实现的技术难题，可以将工程技术人员从繁重的绘图、计算等设计工作中解放出来，投入到创新性工作当中去[4]。

1 Surpac软件爆破设计模块

Surpac软件是Gemcom(金康)国际矿业软件公司推出一款功能强大，为采矿工程专业服务的大型三维矿山软件。

Surpac软件爆破设计模块含有起爆方式动画演示；计算爆破矿、岩量；储存根据岩体、矿体参数确定爆破孔网设计参数和爆破孔装药结构，从而进行爆破分区；预测爆破影响范围；计算爆破过程中的各种参数：飞石距离(m)、爆破振动影响(cm/s)等，以便实现安全生产等多种功能[5]。

2 爆破数值模拟设计

2.1 测量数据导入

AutoCAD格式的测量数据可以直接由surpac软件读取，并可自动生成带坐标的平面图，便捷高效，降低工程技术人员的劳动强度。surpac软件还可根据测量数据、人工处理建立三维地形，生动直观。

近年来，土壤问题已经成为街知巷闻的热议话题，或许，对于生活在城市的人们来说，瓜不再甜，果不再香可能是最直观的感受，但对于每天奔波于田间地头的农民和农资人来说，看得更加真切。土壤盐碱化、板结严重的问题已摆在眼前，亟待解决。

2.2 爆破参数

露天矿山爆破设计需要确定的爆破参数有孔距、排距、超孔距、填塞高度、装药高度，如图1所示。

  

图1 露天矿山爆破设计参数

2.3 爆破设计选项

首先，对钻孔选项、装药选项、矿岩分类、爆破方式选项进行设定。钻孔选项确定钻孔直径及测量单位、钻孔设备编号。装药选项确定炸药、雷管、起爆弹型号、质量、成本、延时方式、延时时间等。爆破方式确定起爆顺序、延时等。矿岩分类是根据爆破不同种矿岩试验，来确定应对爆破不同种矿岩的爆破孔网设计参数和爆破孔装药结构，为预测爆破效果做准备，该选项参数包括岩石描述、密度、孔隙率、岩石的波阻抗、岩石的强度特征、连接间距、粉末率、超孔距、排距、间距、爆破圆锥角、每个单位长度的打孔成本。

在爆破设计中选择确定真实的爆破边界线，确定爆破量，爆破器材消耗量及爆破成本，这些都以最终报告形式自动生成，无需人工查询预算本再累加计算。

  

图2 爆破设计选项

2.4 矿、岩分穿分爆

矿石的单轴抗压强度为213.83 MPa，岩石混合岩的单轴抗压强度为38.83 MPa，岩石玄武岩的单轴抗压强度为103.75 MPa。

  

图3 矿、岩分穿分爆

  

图4 矿、岩分穿分爆爆破设计模式

2.5 爆破方案动画演示

炮孔装药确定钻孔装药结构，钻孔装药结构包括填塞物段、炸药段，炸药段中含有炸药类型、雷管类型、雷管位置、雷管数量、起爆弹类型、延时设置，设置起爆方式，如图5所示。起爆方式：排间微差起爆、斜线起爆、直线掏槽起爆、间隔孔起爆，如图6所示，设置结束后，可以采用动画对起爆方式进行演示，如图7所示。

  

图5 炮孔装药

  

图6 起爆方式

  

图7 爆破动画演示

2.6 逐孔起爆参数优化

露天矿山爆破普遍采用逐孔起爆或同段起爆，以求控制单响药量振动。最新版本的Surpac软件爆破设计模块具备逐孔起爆参数优化功能，先设定首启爆破孔、起爆顺序、爆破过程中的各种影响参数；再将单孔药量、延期时间按一定步距设定在某区间内；最后模拟起爆，获得满足爆破影响参数要求的优化爆破设计参数。

2.7 爆破影响范围

辽宁省鞍山地区的铁矿床受鞍山穹隆的控制，从樱桃园、齐大山经胡家庙子、西大背、关门山、大砬子、眼前山、谷首峪越过千山花岗岩占据的部位，由西北向弧形弯曲，转为与大孤山、黑石砬子、东鞍山、西鞍山相连，构成围绕铁架山的半环形分布。齐大山铁矿位于图9齐大山处。

精神分裂症主要指个性、情感以及思维等方面出现异常，临床主要表现为精神活动与周围环境协调性差，其中青壮年是高发人群[5]，极大影响了患者的身体健康以及生活质量，同时也给社会带来较大的负担。首发精神分裂症往往起病缓慢，发病早期较难引起患者及其家属的重视，若治疗、护理不及时，则会造成病情不可逆性恶化[6]。

2.8 最终报告

施耐德电气在阿根廷的客户为了要建立无缝过程控制来驱动工厂及其子工厂的自动化系统，需要将专有IO信号转换为整个工厂使用的标准PROFINET协议。为此德国赫优讯提供了一个高效灵活的解决方案。

  

图8 爆破实体

  

图9 鞍山地区铁矿分布简图

3 矿山爆破应用实例

3.1 齐大山铁矿采场概况

通过爆破数值模拟可以计算出飞石距离(m)、爆破振动影响(cm/s)、大块率(%)。这些爆破影响数据可做为安全生产的依据，是传统人工设计所无法获得的，如果这些爆破影响数据，不满足安全生产需要，可调整爆破设计参数，重新计算爆破影响数据，简单方便。

矿石按自然类型分有磁铁石英岩、赤铁石英岩和假象赤铁石英岩，岩石上盘以千枚岩为主，下盘以玄武岩为主。

现执行爆破设计参数，齐大山铁矿段高13 m、15 m，双并段开采时，一次爆破段高为26 m、30 m，孔径310 mm，超深1.5 m，填塞长度4 m，孔距7 m，排距8 m，前排抵抗线7 m，爆破时不根据矿、岩类型划分爆破区域。爆破质量主要存在的问题是存在根底，大块率率高，达到7%—10%；爆破飞石距离、爆破振动影响无法控制，对采场边坡、建筑物、设备造成造成损坏。

图3展示的是行人在跑步机上以4 m/s的速度前进时第2 000个采样点至第2 500个采样点(第20 s到第25 s)之间的峰值检测效果。每两个星号之间定义为一个单步。从峰值检测的结果中获取每一步的起始位置和终止位置,返回惯性数据中取出每一步的三轴加速度数据和三轴角速度数据。不同速度下的单步惯性数据均按照上述方法获得。

3.2 矿、岩类型

齐大山铁矿是鞍钢集团铁矿石原料生产基地之一。矿区铁矿开采可以追溯到1914年，当时的开采对象是富矿，采用地下开采方式，1945年停采。解放后，上述地采坑道恢复生产，但又相继于1965年和1967年闭坑。矿区露天开采贫铁矿始于1969年，1970年投产，1975年正式建成大型露天矿[6]。

软件具备用闭合多边形指定岩石类型功能，将一个闭合多边形的第一个属性设定为岩石类型，在爆破设计选项为该岩石类型设定爆破孔网参数，通过被指定岩石类型的闭合多边形来划分采场爆破区域，这样就可以实现矿、岩分穿分爆，如图3所示。根据划分后采场爆破区域确定爆破设计方案，爆破设计方案参数包括：爆破栅格、爆破设置、抵抗线/间距、多边形抵抗线/间距、爆破布置、孔顺序、炮眼标高、底部高程、钻孔设置，如图4所示。

A1——自动扶梯的通过能力(在突发事件发生时，多数状况下自动扶梯会停运，并被当作楼梯使用)，人/(min·m)；

3.3 应用实例

将Surpac软件爆破设计模块应用于齐大山铁矿最低水平的开段沟生产中。将齐大山铁矿大量的参数数据如上所述输入软件中。调整各爆破设计参数及使用逐孔起爆参数优化功能，通过预测爆破影响范围指标：单方向平均值最大，来预测爆破设计的爆破效果，如表1。

 

表1 预测爆破影响范围指标：单方向平均值最大

  

指标类型飞石距离(m)爆破振动影响(cm/s)大块率(%)数值8752045

在爆破现场进行爆破测试，获得三个测点的爆破影响范围指标：单方向平均值最大，如表2。对比表1和表2,预测数值与实际数值两者的差距在10%以内。

 

表2 实际爆破测试数据：单方向平均值最大统计表

  

测点指标类型飞石距离(m)爆破振动影响(cm/s)大块率(%)1数值952252数值821953数值92214

从爆堆揭露的岩块观察，清晰地反应出采用surpac爆破设计模块设计后的区域大块率明显降低，可见爆破质量得到明显改善，如图10、图11所示。

  

图10 未数值模型设计的爆堆

  

图11 数值模拟设计的爆堆

4 结论

(1)使用矿业工程软件surpac爆破设计模块进行数值模拟爆破设计，操作简单容易，易学易懂，提高了工作效率，降低工程技术人员的劳动强度，且可建立健全爆破数据库。

《公约》构建了一个全面有效的反腐败国际司法与执法合作机制框架，该框架为缔约国开展反腐败国际刑事合作奠定了国际法的法律基础，并为缔约国进一步缔结或完善相关的双边或多边协定或条约，提供了有效的法律指南。因此我国反腐败法律应尽快与《公约》接轨，制定关于国际刑事司法协助与合作方面的法律法规，尽快建立引渡合作机制、资产追回机制和缺席审判制度等，促进反腐败国际合作的发展。

(2)通过计算爆破后大块率，可以预测爆破质量，如果预测爆破效果不满足生产要求，可以调整各爆破设计参数，降低大块率，这可降低处理大块成本，提高生产效率。

(3)计算爆破影响范围指标飞石距离、爆破振动影响，优化爆破方案，有利于现场安全生产管理。且逐孔起爆参数优化功能可以在一定条件下，实现智能优化。

参考文献

[1] 王青，史维祥．采矿学[M]．北京：冶金矿业出版社，2007．

[2] 汪惊奇，邱朝阳．基于surpac软件的露天爆破设计[J]．铜业工程，2014(2)：36.

[3] 邓鹏宏，王海龙，孙运峰．弓长岭露天铁矿爆破方案的模拟优选[J]．金属矿山，2016(5)：6.

[4] 兰振.计算机辅助软件在露天矿爆破设计中的应用[J]．中国钼业，2017(4).

[5] Gemcom(金康)国际软件公司．GEMCOMSURPA矿业软件帮助文档[M].北京：Gemco(金康)国际软件公司，2008.

[6] 王瑜．基于地质统计学的关宝山铁矿品位模型基础储量估算[J]．盐城工学院学报，2016(3)：40.