抛掷爆破—拉斗铲倒堆工艺参数优化理论研究

发布时间：2017-11-05 23:02

  本文关键词：抛掷爆破—拉斗铲倒堆工艺参数优化理论研究

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【摘要】：为了科学设计抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺参数,论文根据露天采矿工程的基本原理及抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺的技术特点,综合采用现场调研、理论分析、数值模拟、现场试验等方法,揭示了抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺基本规律,提出了拉斗铲作业平台参数、抛掷爆破参数、高台阶参数的优化设计方法及拉斗铲倒堆工艺系统可靠性优化理论,从而构建了抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺参数优化设计理论体系。论文首先根据露天矿采场空间形成过程及其发展规律,以及工作面和工作线推进的时空关系,提出了倒堆工艺系统工作面移动、矿山工程协调发展等规律,揭示了拉斗铲挖掘、工作线推进、备采煤量变化过程的周期性。然后提出了拉斗铲作业平台临界高度计算方法,揭示了拉斗铲生产效率与作业平台高度、作业平台宽度之间的关系,建立了作业平台参数优化的非线性规划模型,提出了作业平台高度动态调整方法。此外,论文从经验应用角度出发,提出了基于加权聚类分析的抛掷爆破智能设计方法,研究了预裂爆破成缝机理,提出了大直径深孔预裂爆破参数设计方法,建立了高台阶抛掷爆破爆堆形态预测模型。并采用回归分析等方法,构建了抛掷爆破台阶参数与采剥费用之间的关系模型,给出了抛掷爆破台阶参数的约束条件,建立了抛掷爆破台阶参数多目标优化模型,提出了基于带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标优化模型求解方法。最后,论文根据系统可靠性理论,提出了拉斗铲倒堆工艺系统可靠性测度的概念,分析了影响拉斗铲倒堆工艺系统可靠性的主要因素,提出了设计参数动态调整方法,并建立了拉斗铲生产能力预测模型,构建了系统可靠性动态优化理论模型,提出了系统可靠性优化的相关措施。实例计算表明,黑岱沟露天煤矿最优拉斗铲作业平台高度为14.6m,平台宽度为118m,抛掷爆破台阶的最优工作线长度为2200m,台阶高度为38m,采掘带宽度为84m,台阶坡面角为65°。月原煤生产能力为2.9Mt的情况下,需要增加单斗卡车辅助剥离量0.19Mm3,单斗卡车辅助剥离推进距离为235.9m。生产实践证明了优化结果的正确性。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD824

【参考文献】

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本文编号：1146243