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【摘 要】 本文遵循爆破设计和施工要做到技术可行、经济合理和安全可靠的原则，以大块率、爆破成本和爆破振动速度作为某铁矿爆破效果的评价指标，建立了各评价指标隶属函数和评价方法。建立了某铁矿爆破参数选择的综合评价模型，并根据目前的三项爆破方案的参数数据进行分析，确定其效果等级，选择出最合理的爆破方案。该评价模型的建立，为某铁矿调整爆破参数达到爆破效果最佳提供了一种有效的方法。
【关键词】 露天铁矿；爆破参数；模糊综合评价；爆破效果
1 引言
某露天铁矿位于太平乡北部，矿周边有一处村落，矿岩年爆破作业量约为200万方，今年该矿准备扩建加大矿岩的剥离，扩建后估计矿岩爆破作业量增加至350万方，对于这样一个常规化的爆破工程，爆破参数合理与否、爆破效果是否理想，不仅直接影响铲装、运输及破碎等作业，而且更是关系到周边村落安全的直接因素，并最终将影响到矿山的经济效益。本着工程爆破向科学化、精细化和数字化的发展方向，通过科学的方法选择合理的爆破参数，以改善爆破效果是非常必要的。但是，周所共知，最佳的爆破参数应有良好的爆破效果，而爆破效果的好坏又是由多项指标控制的，这就构成了一个综合评价问题。本文采用模糊综合评价法，评价该矿目前的爆破效果是否最佳，并提出合理爆破参数的选择方法[1]。
2 模糊综合评价模型的建立[2，3]
模糊综合评价是指对受多个因素影响的系统进行决策或评估的过程中，从多个评语构成的评价集中，优选出相对精确的评价或决策的一种模糊数学方法。
2.1评价指标的选择
爆破效果的好坏是由多项因素决定的，如大块率、炸药单耗、爆破成本、振动速度、爆堆形状、松散系数、有效抛掷率、抛掷距离及有无根底等，而各项指标对爆破效果的评价作用是不同的，又因各个不同的矿山，评价指标的选择又应视具体条件而定。对于某露天铁矿来说，从技术、经济和安全三方面分别选择了大块率、爆破成本和振动速度作为评价指标
2.1.1大块率
大块率是由岩石性质、炸药单耗、联接起爆方式等因素决定，而其不仅决定着二次爆破量的大小，而且直接影响铲装和破碎等工作，从而与矿山经济效益相辅相成关系密切，是评价爆破技术质量的基本指标。
2.1.2爆破成本
考虑到某露天铁矿的钻孔工作为外包工程，费用另算，并钻孔质量较好。这里爆破成本不含钻孔费用，那么爆破成本主要决定于爆破器材的使用量，而爆破器材的使用量很大程度上影响着爆破效果的各项指标，从而直接反映了矿山的经济效益，是评价矿山经济效益的基本指标。
2.1.3振动速度
考虑到某露天铁矿的周边环境，在爆破安全因素中主要考虑爆破振动速度，爆破振动速度是爆破地震强度的一个重要参数，根据周边环境准确地计算和控制好爆破振动速度对指导爆破作业有重要意义，同时也是避免人身事故，民事纠纷间接的提高矿山效益的重要因素。振动速度是评价安全性的首要指标。
2.2因素集和评价集
因素集U={u1，u2，…，un}，即被评价对象的各个因素组成的集合。本文因素集对应表示为为U={u1，u2，u3}，其中u1，u2，u3分别为大块率、爆破成本和振动速度。
评价集V={v1，v2，…，vm}，即所有可能出现的评语构成的集合。对于某露天铁矿爆破效果评价选为四级，则用评价集表示为V={v1，v2，v3}，其中v1，v2，v3分别为很好、较好、一般和较差。
2.3隶属函数的确定
2.3.1评价指标的一般情况
隶属函数主要依据经验和统计而定，从而建立符合某露天铁矿爆破效果的各因素与评价等级的评估模型，上述三项评价指标的一般情况为：
（1）大块率，对一般露天铁矿来说，要求控制在5%以下，大多数在2%～5%范围内。因此，若大块率低于2%，则认为是很好的；若高于5%，则认为是较差。
（2）爆破成本，对于大多铁矿为0.9–1.0元/m3，若小于0.9元/m3，则认为是很好的，若高于1.0元/m3，则认为是较差的。
（3）振动速度，针对某露天矿的周边环境为乡村住房，采用深孔毫秒延期爆破施工时距离爆破作业区最近的大都是砖结构的房屋，根据爆破振动安全允许标准，爆破振动速度允许范围为2.0–2.5cm/s，也就是若振动速度低于2.0cm/s，则认为是很好的；若高于2.5cm/s，则认为是较差的。
3 爆破方案的比选
某露天铁矿设计台阶高为12米，阿特拉斯115型钻机穿孔，采用露天乳化炸药，毫秒微差爆破。该矿岩石普氏系数f=10，根据该矿的条件及周边环境，进行了四种不同参数的爆破方案的实施爆破作业若干次，并对三项指标分别进行统计并取平均值，列于下表
从上表给出的评价指标来看，各种爆破方案的爆破效果从直观上评价都是比较好的，但是其程度是有差别的，而这种差别凭直观判断是难以得出合理结论的。因此，采用模糊综合评价的方法来评价各爆破方案的爆破效果，并根据评价结果确定最佳爆破方案，进而选择出该矿的合理爆破参数，以供爆破作业中应用。
根据上表给出的各爆破方案爆破效果的评价指标，有哈上述计算公式计算隶属度，经归一化处理后，得各方案的单因素评价矩阵如下：
R1=R2=
R3=R4=
可得各爆破方案的综合评价矩阵B1～B4对应为：
B1=B2=
B3=B4=
将综合评价矩阵评分等级矩阵相乘，可得各爆破方案爆破效果综合评价的评分为：W1=9.22 W2=8.92 W3=8.99 W4=9.15。
从以上评分结果可以看出，W1评分最高，第一方案优于其他三个方案，第四方案仅此于第一方案，方案二最差，所以在今后的爆破作业中应采取第一方案的爆破参数作为合理的爆破参数，在能保证安全生产的前提下又经济高效的理想爆破效果。
4 结语
从上述模糊综合评价方法可知，该方法通过对爆破效果的模糊预测，将评价结果反映回馈到对合理爆破参数的选择，以实现矿山的安全生产和最佳经济效益。另外，各矿在采用此法选择合理的爆破参数时，建议多采取几种爆破方案，并对每种方案实施3～4次爆破作业，并认真统计评价指标，以保证评价结果和可靠性。
参考文献：
[1]汪旭光，爆破设计与施工[M]，冶金工业出版社，2011.
[2]郭嗣琮，陈刚，信息科学中的软计算方法[M]，东北大学出版社，2001.
[3]张坤，模糊数学在湘乡水泥厂石灰石矿合理爆破参数选择中的应用[J].
作者简介：李响（1988-），男，辽宁抚顺人，助理工程师，2010年毕业于辽宁工程技术大学爆破技术与器材专业，现在在中国核电工程有限公司工作。
【关键词】 露天铁矿；爆破参数；模糊综合评价；爆破效果
1 引言
某露天铁矿位于太平乡北部，矿周边有一处村落，矿岩年爆破作业量约为200万方，今年该矿准备扩建加大矿岩的剥离，扩建后估计矿岩爆破作业量增加至350万方，对于这样一个常规化的爆破工程，爆破参数合理与否、爆破效果是否理想，不仅直接影响铲装、运输及破碎等作业，而且更是关系到周边村落安全的直接因素，并最终将影响到矿山的经济效益。本着工程爆破向科学化、精细化和数字化的发展方向，通过科学的方法选择合理的爆破参数，以改善爆破效果是非常必要的。但是，周所共知，最佳的爆破参数应有良好的爆破效果，而爆破效果的好坏又是由多项指标控制的，这就构成了一个综合评价问题。本文采用模糊综合评价法，评价该矿目前的爆破效果是否最佳，并提出合理爆破参数的选择方法[1]。
2 模糊综合评价模型的建立[2，3]
模糊综合评价是指对受多个因素影响的系统进行决策或评估的过程中，从多个评语构成的评价集中，优选出相对精确的评价或决策的一种模糊数学方法。
2.1评价指标的选择
爆破效果的好坏是由多项因素决定的，如大块率、炸药单耗、爆破成本、振动速度、爆堆形状、松散系数、有效抛掷率、抛掷距离及有无根底等，而各项指标对爆破效果的评价作用是不同的，又因各个不同的矿山，评价指标的选择又应视具体条件而定。对于某露天铁矿来说，从技术、经济和安全三方面分别选择了大块率、爆破成本和振动速度作为评价指标
2.1.1大块率
大块率是由岩石性质、炸药单耗、联接起爆方式等因素决定，而其不仅决定着二次爆破量的大小，而且直接影响铲装和破碎等工作，从而与矿山经济效益相辅相成关系密切，是评价爆破技术质量的基本指标。
2.1.2爆破成本
考虑到某露天铁矿的钻孔工作为外包工程，费用另算，并钻孔质量较好。这里爆破成本不含钻孔费用，那么爆破成本主要决定于爆破器材的使用量，而爆破器材的使用量很大程度上影响着爆破效果的各项指标，从而直接反映了矿山的经济效益，是评价矿山经济效益的基本指标。
2.1.3振动速度
考虑到某露天铁矿的周边环境，在爆破安全因素中主要考虑爆破振动速度，爆破振动速度是爆破地震强度的一个重要参数，根据周边环境准确地计算和控制好爆破振动速度对指导爆破作业有重要意义，同时也是避免人身事故，民事纠纷间接的提高矿山效益的重要因素。振动速度是评价安全性的首要指标。
2.2因素集和评价集
因素集U={u1，u2，…，un}，即被评价对象的各个因素组成的集合。本文因素集对应表示为为U={u1，u2，u3}，其中u1，u2，u3分别为大块率、爆破成本和振动速度。
评价集V={v1，v2，…，vm}，即所有可能出现的评语构成的集合。对于某露天铁矿爆破效果评价选为四级，则用评价集表示为V={v1，v2，v3}，其中v1，v2，v3分别为很好、较好、一般和较差。
2.3隶属函数的确定
2.3.1评价指标的一般情况
隶属函数主要依据经验和统计而定，从而建立符合某露天铁矿爆破效果的各因素与评价等级的评估模型，上述三项评价指标的一般情况为：
（1）大块率，对一般露天铁矿来说，要求控制在5%以下，大多数在2%～5%范围内。因此，若大块率低于2%，则认为是很好的；若高于5%，则认为是较差。
（2）爆破成本，对于大多铁矿为0.9–1.0元/m3，若小于0.9元/m3，则认为是很好的，若高于1.0元/m3，则认为是较差的。
（3）振动速度，针对某露天矿的周边环境为乡村住房，采用深孔毫秒延期爆破施工时距离爆破作业区最近的大都是砖结构的房屋，根据爆破振动安全允许标准，爆破振动速度允许范围为2.0–2.5cm/s，也就是若振动速度低于2.0cm/s，则认为是很好的；若高于2.5cm/s，则认为是较差的。
3 爆破方案的比选
某露天铁矿设计台阶高为12米，阿特拉斯115型钻机穿孔，采用露天乳化炸药，毫秒微差爆破。该矿岩石普氏系数f=10，根据该矿的条件及周边环境，进行了四种不同参数的爆破方案的实施爆破作业若干次，并对三项指标分别进行统计并取平均值，列于下表
从上表给出的评价指标来看，各种爆破方案的爆破效果从直观上评价都是比较好的，但是其程度是有差别的，而这种差别凭直观判断是难以得出合理结论的。因此，采用模糊综合评价的方法来评价各爆破方案的爆破效果，并根据评价结果确定最佳爆破方案，进而选择出该矿的合理爆破参数，以供爆破作业中应用。
根据上表给出的各爆破方案爆破效果的评价指标，有哈上述计算公式计算隶属度，经归一化处理后，得各方案的单因素评价矩阵如下：
R1=R2=
R3=R4=
可得各爆破方案的综合评价矩阵B1～B4对应为：
B1=B2=
B3=B4=
将综合评价矩阵评分等级矩阵相乘，可得各爆破方案爆破效果综合评价的评分为：W1=9.22 W2=8.92 W3=8.99 W4=9.15。
从以上评分结果可以看出，W1评分最高，第一方案优于其他三个方案，第四方案仅此于第一方案，方案二最差，所以在今后的爆破作业中应采取第一方案的爆破参数作为合理的爆破参数，在能保证安全生产的前提下又经济高效的理想爆破效果。
4 结语
从上述模糊综合评价方法可知，该方法通过对爆破效果的模糊预测，将评价结果反映回馈到对合理爆破参数的选择，以实现矿山的安全生产和最佳经济效益。另外，各矿在采用此法选择合理的爆破参数时，建议多采取几种爆破方案，并对每种方案实施3～4次爆破作业，并认真统计评价指标，以保证评价结果和可靠性。
参考文献：
[1]汪旭光，爆破设计与施工[M]，冶金工业出版社，2011.
[2]郭嗣琮，陈刚，信息科学中的软计算方法[M]，东北大学出版社，2001.
[3]张坤，模糊数学在湘乡水泥厂石灰石矿合理爆破参数选择中的应用[J].
作者简介：李响（1988-），男，辽宁抚顺人，助理工程师，2010年毕业于辽宁工程技术大学爆破技术与器材专业，现在在中国核电工程有限公司工作。