基于蚁群算法的运动时间优化算法研究

液压凿岩台车在现代隧道掘进施工中发挥了重要作用,现有液压凿岩台车在进行寻找孔位时,由操作人员完成,找孔顺序、找孔时间无优化,导致寻找孔位时间浪费,效率低.针对上述问题,对长臂多关节智能凿岩机面向超大隧道断面与复杂孔系的多节变运动与寻孔路径的时间进行优化,创新研究如下:通过对凿岩隧道形式、开挖方式分析和炮眼参数的设定,对左右两机械臂钻孔任务提出无碰规划方案,同时以多关节机械臂各个关节变量的总变化时间作为优化目标函数,采用蚁群算法优化目标函数,得到寻找孔位时间最短的优化寻找孔位路径,提高了液压凿岩台车机械臂的定位找孔效率.     

一种三臂凿岩台车孔序规划

文章通过分析单臂工作空间和三臂合作工作空间,综合考虑到钻臂之间存在的可能干涉,将三臂凿岩台车划分为3个独立工作区域和2个协作工作区域,使凿岩台车孔序规划问题简化为3-TSP问题,建立各工作孔位间钻架的移动距离总和最小的优化函数,再运用自适应遗传算法求解TSP问题,得到3个钻臂孔序规划的Hamilton回路,从而实现三臂凿岩台车孔序规划。     

凿岩台车小断面钻爆技术适用性研究

凿岩台车与风钻、TBM(或盾构)掘进机有着本质的区别,凿岩台车开挖爆破设计方案必须考虑台车自身的工作要求(台车的开挖范围、结构尺寸、钻眼深度等),又要考虑隧道断面自身的特点,即"量体裁衣",经过对爆破设计方案不断选择与优化,才能得出不同条件下适合台车开挖作业的爆破方案。     

V型复式拉槽在公路路堑爆破中的应用

以中深孔V型拉槽爆破技术在安徽省滁宁高速公路路堑开挖中应用为例，讨论了V型拉槽爆破的炮孔布置、爆破参数选择、起爆网路设计和爆破安全评估等技术问题。成功的爆破试验表明，在宽间距小抵抗线爆破中采用固定排间距、调整孔距的炮孔布置方法对于不规则自然地形条件下的深路堑爆破是科学有效的。可供类似的路堑爆破设计与施工借鉴。     

无底柱分段崩落法扇形炮孔爆破机理研究与应用

实验研究了试件强度与抵抗线对无底柱分段崩落法扇形炮孔爆破效果的影响,分析了有效爆破区域出现在孔底部位而不是孔口部位的原因,揭示了扇形炮孔爆破的方向性与顺势破坏效应,据此讨论了炮孔密集系数的合理取值范围以及孔底起爆的适用条件等;应用试验结果改进北氵名河铁矿扇形中深炮孔的装药结构与起爆顺序,试验区大块率从3·0%降低到1·8%·并杜绝了爆破“隔墙”现象的发生·     

井巷掘进工程炮孔智能设计系统

 针对传统的手工及CAD 炮孔设计效率低、修改繁琐等问题,基于Dimine 数字矿山软件,应用计算机图形学、面向对象编程技术,开发了一种智能化的井巷掘进工程炮孔设计系统。该系统可根据井巷掘进工程的爆破方案及有关数据,通过点-四叉树索引算法实现炮孔类型及位置的布设,通过数据编辑实现炮孔的修改、编号、连线和装药设计;通过坐标转换实现炮孔的尺寸标注,同时还可移动标注线避免线条重叠,最终输出适用于实际工程的炮孔布置图和爆破参数表。工程实践表明,该系统有效地提高了井巷掘进爆破工程中炮孔和爆破图表的设计效率。     

提高块煤率的技术方案研究

为了提高块煤率的技术方案研究，分析了影响块煤率的因素，提出炮孔深度、炮孔间距、14、抵抗线、药包直径、炮孔装药量、爆孔布置、合理的间隔时间与起爆方式选择等的合理设计是影响块煤率的关键。同时提出了这些参数的确定方法，得出了采用小药卷，控制眼距和爆破微差时间是提高爆破块率的主要途径。从而为提高煤块率的参数优化提供了了一种切实可行的研究方法。     

黑岱沟露天煤矿预裂爆破优化方案设计与实施

对黑岱沟露天煤矿预裂爆破炮孔布置参数、装药结构、起爆网络的进行设计,确定合适的孔网参数、前排抵抗线和微差时间等因素,在确保爆破质量的前提下有效降低对边坡的震动,达到提升预裂爆破质量的目的。     

光面爆破参数的理论分析

本文依据光面爆破成缝理论和以降低围岩破坏为目的，从理论上分析了光面爆破时诸如装药不偶合系数、空气柱长度、装药集中度、炮孔间距和光煤层最小抵抗线等参数的计算方法。     

钢筋混凝土杆件轴向预埋孔绿色拆除爆破技术

为了克服钢筋混凝土杆件拆除爆破钻孔难、成本高、环境影响大的缺点,提出绿色拆除爆破新概念、引入全寿命设计理念并采取在杆件设计施工时就预埋炮孔的技术手段。针对已有垂直轴向预埋炮孔拆除爆破技术耗材多和操作复杂的问题,提出了轴向预埋炮孔拆除爆破专利技术方案;并从预埋管对杆件力学性能的影响角度分析了该方案的可行性。最后以钢筋混凝土基坑支撑梁拆除爆破为例,对比分析了本方案与垂直轴向预埋炮孔拆除爆破方案的动力响应、可靠性、安全性、成本和施工难度,结果表明轴向预埋孔拆除爆破技术方案具备明显优势。     

小断面巷道硬岩爆破方法

本文从大田胜利水库干渠工程引水洞的爆破施工中，总结出了小断面巷道硬岩爆破的方法。认为：小断面巷道硬岩爆破，应当用双孔眼桶形直线掏槽法，并把不装药空眼之一加深200──300mm，在此处倒装药包，同时还应在服口充填炮泥。文章还对炮孔数目的确定、各炮孔药量的分配等作了说明。     

全断面一次爆破技术在岩巷掘进中的应用

在分析官地煤矿南大巷延伸段原采用分次爆破造成炮孔布置多、爆破时间长、安全隐患多、爆破效果差的主要原因的基础上,针对巷道岩性特性、断面大小进行了炮眼数目、爆破网络优化与施工研究,着重介绍了爆破设计与施工,实现了全断面一次起爆,对试验效果进行了分析和比较.     

基于鲸鱼算法的巷道掘进爆破参数优化与应用

合理的巷道掘进爆破参数组合是提高生产效率和改善掘进生产环境的重要因素。建立巷道爆破掘进经济数学模型,对在综合成本最少的前提下优化巷道掘进爆破参数。以钻孔、爆破、铲装、运输等工程技术环节为基础,建立巷道爆破掘进的综合成本为目的经济数学模型,形成目标函数。鲸鱼算法较传统的智能优化算法有着收敛速度快、稳定性好和操作简单的优势。利用鲸鱼算法对目标函数进行优化,最终得到最佳的爆破参数组合,即周边孔抵抗线为0.78 m,周边孔间距为0.64 m,崩落孔抵抗线0.95 m,崩落孔孔间距为0.90 m,炸药单耗1.21 kg/m3,并得到了矿山的爆破掘进最佳综合成本在29.9元/m3左右,可以为矿山爆破掘进的爆破成本控制提供参考。     

进口凿岩台车系统分析及故障诊断

我矿作为目前全国机械化程度最高的地下开采黄金矿山,自2002年开始先后从国外引进五台液压凿岩台车,该设备可以钻凿垂直、倾斜和水平的炮孔。是我矿井下采场落矿和巷道掘进的主要设备。本文重点介绍该设备钻孔冲击工作原理并针对在使用过程中冲击压力低这一故障现象进行了简单分析。     

凿岩机器人的车体定位

凿岩机器人作业前必须首先确定车体的空间位置．作者在机器人运动学研究的基础上,提出了车体定位的方案,以隧道激光束为基准,通过齐次坐标变换,建立了凿岩机器人车体坐标系与隧道断面绝对坐标系关系的数学模型,并编写了快速求解程序,使在理想断面上设计的爆破孔的位姿方便、快速地变换成机械手各个关节的变量,实现机械手在运动空间的定位,为凿岩机器人的实用化研究打下了良好的基础     

深孔爆破技术在煤矿中的应用

针对煤矿在采用深孔爆破时确定爆破参数大多是只靠经验,没有进行定量的计算和分析的问题,通过理论分析深孔爆破中爆破参数的确定机理,得出了炮孔的布置方式、炮孔直径、炮孔间距、炮孔排距、不耦合系数、炮孔长度、封孔长度和一次起爆药量等这些爆破参数的确定方法,并通过示例说明这些参数的确定方法的正确性。     

基于末端杆件姿态约束的串联机器臂避碰策略

根据双臂凿岩台车上六自由度串联机械臂的工作特点,为减小机械臂运动干涉的可能性,提出了该机械臂在运动过程中保持末端杆件垂直于工作断面的姿态约束条件,并给出实现这一约束条件的运动学方法和空间杆件发生干涉的判断式.针对某隧道断面64个炮孔设计,对机械臂运动进行了仿真,结果表明文中所提方法具有良好的避碰效果.     

深孔松动爆破切顶在保护层开采中的技术实践

深孔松动爆破可以增加煤层透气性系数、缓慢排放煤体瓦斯、降低瓦斯压力和瓦斯含量,从而降低了煤体瓦斯压缩内能,提高了煤体的机械强度,达到减弱或消除煤与瓦斯突出危险的目的。同时有利于使煤体原集中应力带及高压瓦斯带移向煤体深部,即增加卸压带的宽度,减少瓦斯抽放时间,从而提高工作面回采速度。对于松动控制卸压爆破,在爆破孔周围布置了不装炸药的控制孔,控制孔在爆破过程中起到控制爆破方向与补偿爆破裂缝空间作用。由于控制孔的控制导向作用,结果是在介质内部的炮孔周围产生一柱状的压缩粉碎圈和一沿爆破孔与控制孔连心线方向的贯穿爆破裂缝面。控制孔的存在相当于在爆破孔周围增加了辅助自由面,相对缩小了爆破抵抗线的长度,使爆破更有利于形成更大范围的破碎圈带和松动圈带。松动控制卸压爆破可以极大地破坏了煤岩体的整体性,可以消除回采过程中大跨度悬顶悬露以及回转下沉对沿空留巷围岩的影响,同时提高被保护层煤层的透气性,提高抽采钻孔的预抽率,有效地释放地应力,消除煤与瓦斯突出危险性。十二矿作为埋深达千米的矿井之一,在己15-31010工作面采取了该防突措施后,大大提高了抽采钻孔的预抽率,使瓦斯应力和地应力得以提前释放,有效地防治煤与瓦斯突出和冲击地压,并成功优化了留巷区域应力场,确保了保护层开采的正常安全进行。     

复杂环境下路堑开挖中控制爆破技术的应用

结合渝怀铁路建设工程实例介绍了控制爆破技术在复杂环境下路堑开挖中的应用。运用控制爆破理论与现场试爆相结合确定爆破参数,通过选用合理的最小抵抗线方向和炮孔堵塞长度及采取孔口叠压沙袋等措施,控制爆破飞石的方向、数量及距离：通过优化爆破参数、装药结构和采用孔内孔外延期非电微差起爆技术,严格控制最大一段起爆药量和降低爆破震动;用边坡光面爆破技术使坡面达到平顺、整齐及无浮石,从而实现了路堑爆破开挖的安全、快速施工。     

桐柏抽水蓄能电站地下厂房岩锚梁岩台开挖工艺

综合了国内多家同类工程的经验并结合桐柏地下厂房实际地质情况，确定了厂房上部合理的开挖分层方案和边墙预裂方法。进行了垂直孔或水平孔光爆以及垂直孔预裂等开挖方案试验，通过不同开挖方案爆破效果的分析和比较，最终确定了岩台的最佳开挖施工方案、最佳炮孔布置、最佳装药结构和其他相关的爆破参数。