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爆破技术以其灵活、方便、快速、经济的特点在我国大部分矿山生产中得到广泛应用。巷道掘进爆破设计的质量、速度直接影响到矿山生产的安全、质量、成本和工期,如何改变目前设计人员仅凭经验确定爆破参数、手工计算和手工绘图、计算不精确、调整修改困难、设计速度慢、施工信息管理和爆破效果评价体系落后的局面,已成为矿山巷道掘进爆破工程急待解决的问题之一。
自八十年代以来,计算机辅助系统己经成为计算机应用技术中最活跃的一个领域,其应用已经渗透到每个学科。同样,矿山爆破计算机设计信息系统在矿山爆破领域也得到了广泛的研究和应用。因此,研制出功能完善的矿山爆破设计信息系统,不仅具有重要的工程应用价值,而且在提高我国爆破设计水平、设计质量和设计速度的同时,更推动了爆破理论与应用数学和计算机技术的紧密结合。
本文针对目前巷道掘进爆破中的爆破参数选取、炮孔布置与绘图、计算速度慢、信息管理困难、缺乏合理的爆破效果评价体系、难以借鉴以往爆破资料指导后续设计等科学问题进行研究。论文根据矿山巷道掘进爆破设计与施工技术理论,利用Visual Basic6.0研制和开发了矿山爆破设计信息系统(Mine Blasting System简称MBS),用以快速进行爆破设计、施工信息管理及爆破效果评价。MBS系统是以矿山巷道掘进爆破设计、爆破施工分析、爆破效果评价的一体化思想为指导,以Visual Basic6.0为开发平台,综合运用AutoCAD二次开发技术、OLE(Object Linking and Embedding)技术、Access数据库、模糊数学等知识,完成了系统软件的研制与开发,并以大冶铁矿的巷道掘进爆破工程为例来验证该软件的可行性和可靠性。
矿山巷道掘进爆破信息系统主要包括爆破设计、爆破施工分析、爆破数据库、爆破效果评价、系统维护和系统帮助几个部分内容。
(1)巷道掘进爆破系统设计
采用Visual Basic6.0内部控件创建爆破系统界面,并利用Visual Basic语言实现各个控件的作用。通过输入巷道掘进爆破的地质情况及各种参数,选择相应的爆破方案。不同的爆破方案选择不同的爆破公式和参数,通过编辑代码与属性设置实现爆破参数的计算和结果输出功能。根据巷道的尺寸和形状,利用AutoCAD的二次开发技术绘制巷道爆破炮孔布置图。同时系统还可生成爆破设计说明书,并将爆破设计文件存档。
(2)爆破施工信息管理与分析
爆破施工信息管理与分析的主要功能是施工信息的录入与数据分析。施工信息的录入包括了巷道爆破施工的基本信息、施工人员信息、施工数据信息和爆破效果数据;数据分析包括了设计爆破参数和实际施工爆破参数之间的对比分析,预测爆破效果与现场爆破效果之间的对比分析。运用VisualBasic6.0控件技术生成爆破设计与爆破施工参数之间的对比曲线,有利于找出设计与施工之间的差距,真正实现“精心设计,信息施工”,力求提高爆破设计与施工的质量。
(3)爆破数据库管理
在矿山爆破过程中,为了使设计人员更能方便、准确的查找爆破的相关参数和实例,系统建立了爆破数据库管理模块。数据库包括了岩石数据库、炸药数据库、实例数据库。在岩石数据库中根据岩石的分类,确定各类岩石的名称、特性、容重、爆破性分级、抗压强度、岩石坚固性系数等。在炸药数据库中根据炸药的分类,确定工程中常用炸药名称、密度、猛度、爆力、殉爆距离等参数。利用现有的爆破实例和资料,收集以往的爆破资料,建立实例数据库,与系统设计的爆破各参数参考和类比,进行调整和修改。在以上各类数据库中通过对数据添加、保存、删除、修改命令实现对数据库的管理。
(4)爆破效果模糊综合评价
矿山巷道掘进爆破效果的优劣直接影响穿孔、铲装、运输和破碎设备的效率。在爆破过程中力求爆破成本最低,爆破施工进度快,充分保证爆破围岩的稳定性。矿山开展爆破效果的综合评价正是为了改善爆破设计、降低爆破综合成本服务。影响爆破效果的主要因素有:矿岩破碎质量、爆破对周围环境的有害效应(爆破效应)及技术经济效益(爆破综合成本)。而爆破效果的好坏具有一定的模糊性,论文通过应用模糊数学法对各爆破效果进行综合评价分析,并利用Visual Basic语言编写了相应的模块程序。
(5)系统维护管理
系统维护包括数据备份、数据恢复和用户管理等几部分。数据备份是对数据库中所有数据进行备份;数据恢复是对以前备份的数据进行恢复,以保证数据库的安全性和可靠性,避免因为数据意外丢失而造成不必要的损失;用户管理主要是系统用户信息的添加、修改、删除和权限管理。
(6)系统使用帮助
一个功能强大的系统使用帮助是软件易用性的重要体现。本系统分别制作了视频教程录像和*.chm格式的用户手册。通过观看视频教程和查阅用户手册,用户可在最短的时间内掌握软件的使用方法。
该系统具有界面友好、操作方便、通用性强且易维护等特点。通过实际使用证明矿山巷道掘进爆破设计信息系统的研究与开发,对现场爆破设计与施工都具有辅助指导作用,具有较高的实际应用价值。