一种基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法，包括以下步骤：S1、准备爆破区三维模型，构建爆破真实三维场景；S2、在三维场景中绘制辅助线：在三维场景上绘制确定预定爆破区域，绘制坡顶线、坡底线、目标面、超深面；S3、基于爆破经验公式计算布孔孔距排距；S4、进行炮孔布孔计算；S5、输出炮孔参数。本发明专利技术采用逐排逐孔距离衰减的方式，使爆破最后一排炮孔呈直线分布，控制了爆破后新台阶的形状规则。一方面使得布孔更加科学合理，另一方面可使爆破后形成的新台阶更加规则，降低后续爆破设计难度，总体提升了布孔设计效率，降低了布孔设计难度。布孔设计难度。布孔设计难度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法


[0001]本专利技术涉及一种基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法。

技术介绍

[0002]在传统露天台阶爆破设计中，布孔设计方法一般采用专家给出固定的孔距排距，进而进行布孔设计，且逐次的爆破过程中一般不会针对每次爆破的地形特点进行动态调整，爆破后形成的新台阶形状无法得到有效的控制，炸药用量、爆破效果也无科学的管控，基本是依据专家经验进行随缘爆破。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用逐排逐孔距离衰减的方式，使爆破最后一排炮孔呈直线分布，控制了爆破后新台阶的形状规则，使得布孔更加科学合理，爆破后形成的新台阶更加规则的基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法，包括以下步骤：
[0005]S1、准备爆破区三维模型，构建爆破真实三维场景：对爆破区域进行倾斜摄影航飞或激光雷达扫描，获取爆破区域三维模型；并使用地理信息引擎加载三维场景形成爆破区域的真实三维场景，作为后续步骤的工作区；
[0006]S2、在三维场景中绘制辅助线：在三维场景上绘制确定预定爆破区域，绘制坡顶线、坡底线、目标面、超深面；
[0007]预定爆破区域：计划要爆破区域的范围；
[0008]坡顶线：爆破台阶斜坡处的坡顶沿线；
[0009]坡底线：爆破台阶斜坡处的坡低沿线；
[0010]目标面：预计爆破目标平面；
[0011]超深面：为自定义的确定个炮孔超深的辅助面；
[0012]S3、基于爆破经验公式计算布孔孔距排距：
[0013]S31、计算设计台阶爆破炸药单耗q＝k1·
k2·
k3·
k4·
q0，q0为标准条件下的炸药单耗基数、k1为岩体风化破碎影响系数、k2为炸药威力影响系数、k3为装药夹制条件影响系数、k4为效果要求对爆破的调整系数；
[0014]S32、输入设计孔径D、设计台阶高度H、设计超深h、填塞长度l，装药密度ρ，并计算单孔炸药量Q＝(L
‑
l)
·
3.14
·
(D/2)2
·
ρ/1000，计算孔深L＝H/sinα+h，α为设计的炮孔倾角；
[0015]S33、输入炮孔密集系数m，按公式S＝Q/(q
·
H)、计算孔距a、排距b
[0016]S4、进行炮孔布孔计算；
[0017]S5、输出炮孔参数。
[0018]所述步骤S4包括以下子步骤：
[0019]S41、确定炮孔排数，以坡顶线为基准线，向爆破区域延伸，按固定排距确定下一排炮孔，直到排满爆破区域，统计炮孔排数，记为r；
[0020]S42、确定逐孔平面坐标位置：布孔要求为第一排炮孔平行于坡顶线，最后一排炮孔呈直线；从第一排开始逐排执行弯曲衰减，具体衰减步骤如下：
[0021]S421、按孔距和排距确定规则布孔的各孔位坐标，并将每一排、每一列进行连线，获得排和列的直线，设排线为A1、A2、A3.....An，列线为B1、B2、B3.....Bn，排线与坡顶线首尾两点连线平行，排线和列线及坡顶线相互产生的一系列交点为规则条件下的炮孔位置点，记为A1B1、A1B2、A1B3....A2B1、A2B2、....、AnBn，坡顶线和每个列线参数的交点记为P1、P2、P3、....、Pn，为炮孔在坡顶线沿线上的孔位；
[0022]S422、以P1、P2、P3、....、Pn为起点，沿着各列线的方向计算各炮孔的排距，如P1对应各排距如下P1
‑
A1B1、A1B1
‑
A1B2、...、A1Bn
‑1‑
A1Bn，计算总排距即P1
‑
A1Bn，记为R，R
‑
(r*孔排距)记为P1对应列的排距的总体偏移量
△
R；
[0023]S423、计算P1对应列各排对应炮孔逐排偏移量，按总体偏移量平均分配给各排计算每排偏移量为
△
R/r，记为
△
r，P1对应列逐排炮孔排距等于排距+
△
r，沿P1对应列线依次调整炮孔位置，并按此方式调整其余列炮孔炮孔，得到每个炮孔位置，具体为各炮孔孔口的X、Y、Z坐标值，其中炮孔Z坐标根据其X、Y坐标确定的平面位置正射投影在三维模型上获取的Z值；
[0024]S424、依据上述步骤将坡顶线换成坡底线，以坡底线为基准按相同的计算步骤计算炮孔底部坐标位置，对应炮孔孔口坐标与孔底坐标连线即可确定方向，沿着炮孔方向延伸直至超深面，其交点为最终炮孔孔底位置，炮孔孔口到炮孔孔底的直线、炮孔孔径为半径形成的圆柱体为设计炮孔实体；
[0025]S43、确定逐孔计算后的孔深、超深、倾角、倾向；
[0026]孔深：以炮孔孔口坐标为起点，沿着炮孔倾斜方向及倾斜角度发射射线，当射线与超深面相交时，交点到孔口的距离即为炮孔孔深；
[0027]超深：以炮孔孔口坐标为起点，沿着炮孔倾斜方向及倾斜角度发射射线，当射线与超深面相交时记交点为A，射线与目标面相交时记交点为B，A到B的距离为炮孔超深；
[0028]炮孔倾角：以炮孔中心线与炮孔倾斜方向形成的夹角为倾角，炮孔孔口为角的顶点；
[0029]炮孔倾向：即炮孔倾斜方向，以正北为0度，顺时针为正角度，炮孔倾斜方向与正北形成的夹角即为炮孔倾向。
[0030]本专利技术的有益效果是：本专利技术采用爆破区域实景三维模型作为设计底板，可极大增加设计效率与设计准确性。利用台阶边坡坡顶线、坡底线数据进行辅助计算孔位，布孔计算采用逐排逐孔距离衰减的方式，使爆破最后一排炮孔呈直线分布，控制了爆破后新台阶的形状规则，基于炮孔各项参数可完全确定各炮孔在空间中的真实设计形态。一方面使得布孔更加科学合理，另一方面可使爆破后形成的新台阶更加规则，降低后续爆破设计难度，总体提升了布孔设计效率，降低了布孔设计难度。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的台阶爆破布孔设计方法的流程图；
[0032]图2为布孔参数说明示例图；
[0033]图3为本专利技术实际使用时的炮孔孔口布孔效果图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图进一步说明本专利技术的技术方案。
[0035]如图1所示，本专利技术的一种基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法，包括以下步骤：
[0036]S1、准备爆破区三维模型，构建爆破真实三维场景：对爆破区域进行倾斜摄影航飞或激光雷达扫描，获取爆破区域三维模型；并使用地理信息引擎加载三维场景形成爆破区域的真实三维场景，作为后续步骤的工作区；
[0037]S2、在三维场景中绘制辅助线：在三维场景上绘制确定预定爆破区域，绘制坡顶线、坡底线、目标面、超深面；这些辅助线可以直接在三维场景上绘制，也可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、准备爆破区三维模型，构建爆破真实三维场景：对爆破区域进行倾斜摄影航飞或激光雷达扫描，获取爆破区域三维模型；并使用地理信息引擎加载三维场景形成爆破区域的真实三维场景，作为后续步骤的工作区；S2、在三维场景中绘制辅助线：在三维场景上绘制确定预定爆破区域，绘制坡顶线、坡底线、目标面、超深面；预定爆破区域：计划要爆破区域的范围；坡顶线：爆破台阶斜坡处的坡顶沿线；坡底线：爆破台阶斜坡处的坡低沿线；目标面：预计爆破目标平面；超深面：为自定义的确定个炮孔超深的辅助面；S3、基于爆破经验公式计算布孔孔距排距：S31、计算设计台阶爆破炸药单耗q＝k1·
k2·
k3·
k4·
q0，q0为标准条件下的炸药单耗基数、k1为岩体风化破碎影响系数、k2为炸药威力影响系数、k3为装药夹制条件影响系数、k4为效果要求对爆破的调整系数；S32、输入设计孔径D、设计台阶高度H、设计超深h、填塞长度l，装药密度ρ，并计算单孔炸药量Q＝(L
‑
l)
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3.14
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(D/2)2
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ρ/1000，计算孔深L＝H/sinα+h，α为设计的炮孔倾角；S33、输入炮孔密集系数m，按公式S＝Q/(q
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H)、计算孔距a、排距bS4、进行炮孔布孔计算；S5、输出炮孔参数。2.根据权利要求1所述的基于三维实景模型的台阶爆破布孔设计方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下子步骤：S41、确定炮孔排数，以坡顶线为基准线，向爆破区域延伸，按固定排距确定下一排炮孔，直到排满爆破区域，统计炮孔排数，记为r；S42、确定逐孔平面坐标位置：布孔要求为第一排炮孔平行于坡顶线，最后一排炮孔呈直线；从第一排开始逐排执行弯曲衰减，具体衰减步骤如下：S421、按孔距和排距确定规则布孔的各孔位坐标，并将每一排、每一列进行连线，获得排和列的直线，设排线为A1、A2、A3.....An，列线为B1、B2、B3.....Bn，排线与坡顶线首尾两点连线平行，排线和...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜云晨，杨春，徐林，周立，
申请(专利权)人：成都瀚涛天图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：