基于模糊综合评价的露天矿山爆破作业优化

王 员 董兴德

(四川宇泰特种工程技术有限公司)

基于模糊综合评价的露天矿山爆破作业优化

王 员 董兴德

(四川宇泰特种工程技术有限公司)

露天矿山台阶爆破作业作为露天矿山采矿的主要工艺，爆破作业的质量、经济和安全控制水平直接制约着露天矿山开采的安全稳定运行。根据矿山爆破开采的相关理论及综合评价理论，采用模糊综合评价方法对露天矿山爆破作业进行综合评价，从评价的角度寻找矿山爆破作业的薄弱控制环节并进行优化，达到提高矿山爆破作业水平的目的。

矿山爆破 模糊综合评价 优化

露天矿山爆破作业的质量、安全和经济性控制水平是确保露天矿山爆破开采稳定运行的重要因素，不同的矿山对质量、安全和经济性的要求不尽统一[1-4]。针对国内某大型露天铁矿的具体特点和需求，建立了一套相对完整的矿山爆破作业综合评价体系，包括权重确定体系、隶属函数确定体系和方案综合评价体系。露天矿山爆破作业评价的目的在于提出矿山爆破作业的优化方案，在科学选取评价方案的同时对评价方法进行优化，以寻找矿山爆破作业的薄弱控制环节。

1 露天矿山爆破作业模糊综合评价

1.1 评价流程

露天矿山爆破作业评价及优化流程见图1。

图1 模糊综合评价流程

1.2 评价指标体系

根据各单位的综合需求，确立了露天矿山爆破作业模糊综合评价的指标体系如图2所示。

1.3 评价权重体系构建

采用模糊综合评价方法，在露天矿山爆破作业综合评价体系的基础上确定各级指标权重值。由于在构造判断矩阵时存在一定的主观性，因此在对不同单位，不同需求的人群进行调查的基础上，构建了判断矩阵。根据该矿山管理的特点，按照指标选取的原则，经综合考虑后选取5名专家：①业主单位生产科主任，分管配矿等工作；②总承包单位项目经理，分管生产、计量等工作；③施工单位项目经理，负责爆破作业整体流程的实施；④矿山开采专家，研究方向为采矿流程的优化；⑤土石方爆破施工专家，研究方向为安全科学与技术。各位专家根据对矿山爆破施工情况的理解，按照层次分析法确定判断矩阵的原则，客观、公正的填写判断矩阵表，通过计算平均值的方法，得到该矿山爆破作业模糊综合评价的权重体系。

图2 露天矿山爆破作业模糊综合评价指标体系

2 评价结果分析

2.1 评价结果

该矿山模糊综合评价的总分为10分，根据现场实际情况及模糊评价的原则，邀请上述专家对矿山爆破作业的综合水平进行评估，结果见表1。

由表1可知，此次爆破作业的综合评分为7.14分，得分率为71.4%，爆破综合水平为一般。

表1 模糊综合评价得分

2.2 评价结果综合分析

此次综合评价只有综合得分，仅体现此次爆破的综合水平，不能体现各指标的具体控制情况。为了给后期优化方案提供方向，找到各指标的具体控制情况，定义了如下概念：①指标得分权重，即为各指标评分占综合评价得分的百分比；②指标权重偏差，即指标得分权重与原指标的权重偏差。据此，权重平均值及指标得分权重偏差对比见图3。

图3 权重平均值及指标得分权重偏差

2.3 评价结论

(1)矿石级配、防护成本、爆破冲击波和噪音、边坡稳定性等指标得分权重高于专家预期的权重，取得较为满意的效果；而根底、后冲和延米爆破量等指标得分权重低于专家预期权重，未取得满意的评价效果。

(2)矿山火工品成本较高，但由于实现了炸药现场混装，价格相对较低，因此获得了较满意的评价效果。

(3)后期爆破作业时，应通过优化爆破设计方案、改进施工手段等措施，改善根底、后冲和延米爆破量等指标，提高爆破作业水平。

3 基于评价结果的爆破作业优化

(1)根底问题。据该矿山爆破施工的特点，分别从炸药与岩石的匹配性、装药结构合理性、施工质量等方面，采用了爆速测试仪、QED软件、炮孔测偏仪等设备及软件进行测试分析，认为根底问题主要是由于施工时打孔精度差及装药结构不合理造成的。可通过提高打孔精度以及合理优化装药结构来解决根底问题。

(2)后冲问题。采用加大排间延时的方法改善后冲问题，实践证明，该方法对后冲问题有一定的缓解作用。

(3)延米爆破量。延米爆破量主要由单孔负担面积(孔距×排距)决定，其优化受到炸药单耗的限制。但针对该矿山目前的爆破方式及炸药单耗情况，可以适当加大排距增加单孔负担面积，来提高延米爆破量，降低单位方量的钻孔成本。但在考虑延米爆破量的同时，应通盘考虑后期破碎等环节的综合成本。

4 结 语

在现场调研的基础上，利用模糊综合评价方法对某露天矿山爆破作业进行综合评价，对薄弱控制的指标进行了分析和优化，达到了提高矿山爆破作业质量、安全和经济性控制水平的目的。

[1] 许名标，彭德红，陈宝心.层次分析法在爆破方案优化选择中的应用[J].西部探矿工程，2004(4)：118-120.

[2] 袁 梅，王作强，张义平.基于模糊数学-层次分的露天矿深孔爆破效果评价研究[J].矿业研究与开发，2010(4)：81-84.

[3] 王德胜，龚 敏.露天矿山台阶中深孔爆破开采技术[M].北京：冶金工业出版社，2007.

[4] 周 磊.台阶爆破效果评价及爆破参数优化研究[D].武汉：武汉理工大学， 2012.

2015-02-05)

王 员(1986—)，男，工程师，硕士，610031 四川省成都市二环路北一段18号嘉立大厦5楼。