基于分形理論礦巖爆堆塊度分布規(guī)律的研究

發(fā)布時間：2020-03-03 15:54

【摘要】：作為評價爆破效果的重要指標(biāo)之一，爆堆巖石塊度分布規(guī)律的研究對礦山后續(xù)生產(chǎn)工藝和采礦生產(chǎn)效益產(chǎn)生重要影響。現(xiàn)階段，常見的研究爆堆巖塊分布規(guī)律的方法有直接法、間接法兩大類，其中篩分法和經(jīng)驗函數(shù)法應(yīng)用最為普遍。盡管這些方法能夠在一定程度上對爆堆巖塊分布進(jìn)行有效的定量評價，但都存在一定缺陷和不足之處。在經(jīng)驗函數(shù)的基礎(chǔ)上，引入分形相關(guān)理論，并通過目前流行的攝影技術(shù)和圖片處理技術(shù)來研究爆堆巖塊塊度分布規(guī)律，旨在能更為便捷、科學(xué)地對爆堆塊度分布定量評價。本文在大量研究國內(nèi)外關(guān)于爆堆巖塊塊度分布規(guī)律相關(guān)參考文獻(xiàn)和礦山實際爆堆塊度的基礎(chǔ)上，比較常用的經(jīng)驗函數(shù)方法，選用Gates-Gaudin-Schumann經(jīng)驗函數(shù)為深入研究對象。為彌補(bǔ)該經(jīng)驗函數(shù)參數(shù)選定困難的缺陷，本文借助分形相關(guān)理論，引用分形維數(shù)這一能反映巖石塊度分布規(guī)律的特征值，建立起爆堆爆破塊度分形分布模型。本文通過采集實際巖樣，企圖通過實驗方式模擬爆堆攝影過程。依據(jù)所拍攝圖像，利用Matlab強(qiáng)大圖像處理工具功能，對圖像進(jìn)行二值化、去背景化、平滑濾波、銳化、邊緣檢測等技術(shù)處理，獲取爆堆巖塊塊度分布數(shù)據(jù)信息。對獲得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，研究得出能反映該爆堆巖塊塊度分布的分形維數(shù)值D=2.5247。依據(jù)研究出的分形維數(shù)值，完善之前構(gòu)建的塊度分布分形模型，并將分布規(guī)律以篩下積累百分量數(shù)據(jù)表的形式直觀的呈現(xiàn)出。本文利用攝影—圖像處理技術(shù)和Matlab軟件強(qiáng)大的圖像處理功能，較為方便準(zhǔn)確的確定能反映爆堆塊度信息的分形維數(shù)，實用性強(qiáng)，能較好的彌補(bǔ)篩分法耗時耗力的不足和傳統(tǒng)經(jīng)驗分布函數(shù)分布參數(shù)難以確定等缺陷。同時，針對研究結(jié)果進(jìn)行分析，并提出影響爆堆塊度分布的可能存在的誤差因素。望本次研究能積極推動分形理論在爆破領(lǐng)域的進(jìn)一步研究，并不斷完善爆堆巖塊塊度分布分形模型，從而能更精確的定量分析巖塊塊度分布情況。
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