随着矿石需求的增加和绿色高效生产的深入人心,对爆破这个重要的矿山生产手段提出了更高的要求。由于矿岩结构的复杂性,为了达到好的爆破效果就需要选取合理的爆破参数。通过现场试验获取爆破参数可靠,但是成本高、效率低,爆破参数优化研究需要大量统计数据,现场试验实施难度大。所以,论文采用智能算法和数值模拟对相关参数进行优化,提高了研究效率,同时符合当前的爆破参数优化的研究趋势。我国某地下矿山将爆破作为开拓和采矿主要手段,随生产规模的扩大,需要对现有爆破技术进行优化和相应评价,为后续生产提供技术参考。为了科学有效的解决这些问题,通过查阅相关的文献资料,并在此基础上应用智能算法和数值模拟对相关参数进行优化。具体的研究包括以下几个方面:(1)基于56组矿岩可爆性统计数据,采用粗糙集理论(RS)对数据进行简约,结果显示“块度平均合格率”是冗余属性。利用51组数据作为训练样本,5组数据作为检测样本,采用属性约简前的BP神经网络(BPNN)预测得到的矿岩可爆性指数与实际值的平均误差为9.68%,而属性约简后的BP神经网络(RS-BPNN)的平均误差为7.29%;同样,采用属性约简前的支持向量机(SVM)预测得到的矿岩可爆性指数与实际值的平均误差为1.84%,而属性约简后的支持向量机(RS-SVM)的平均误差为1.71%,故选择RS-SVM预测模型进行研究,得到该矿山矿体和围岩的可爆性等级均为Ⅳ级,都属于“难爆”级别。(2)根据现有的爆破模型,结合矿山实际情况,建立了巷道爆破成本寻优模型。采用鲸鱼算法对构建的数学模型进行寻优,得到最小成本情况下的爆破参数组合,即周边孔抵抗线为0.72m,周边孔间距为0.58m,崩落孔抵抗线为0.91m,崩落孔孔间距为0.87m,炸药单耗为1.13Kg/m~3,单位综合成本为30.10元/m~3。(3)根据矿山的岩石力学和开采等相关参数,利用理论公式确定采空区顶板的临界冒落跨度为39.80m,在此基础是上通过有限元分析软件(ANSYS/LS-DYNA)建立了顶板爆破诱导崩落模型。由于延时时间的不同,爆破效果会有所差异,因此在数值模拟中分别设置了预裂孔与崩落孔之间的爆破间隔时间为分别为20ms、35ms和50ms三种不同的方案,利用软件模拟了三种爆破方案的爆破过程。通过对比分析3个观察点的等效应力与矿岩抗压强度,认为间隔时间为20ms时,诱导崩落的效果最好。(4)通过收集矿山的相关数据,建立了爆破效果评价体系,采用层次分析法确定了6个指标的权重,然后计算得到了爆破效果影响因子期望值,即:筑堆形状(分值)为4.60、块度分布(分值)为4.31、炸药单耗为0.57kg/t、每延米爆破量为6.12t、对围岩影响(分值)为4.57和对地表影响值(分值)为4.60。在评价分级的基础上,利用云模型对指标数据进行了处理,计算得到爆破效果为“好”的确定度为0.25,为“较好”的确定度为0.14,最终确定了该矿山采场爆破的效果分级等级为“好”。