王昱琛 杨仕教 郭钦鹏 尹 裕②

①南华大学资源环境与安全工程学院(湖南衡阳，421000)

②中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司(安徽马鞍山，243000)

引言

露天煤矿主要利用抛掷爆破拉斗铲倒堆工艺进行开采，抛掷爆破后的堆形(爆堆形态)是分析爆破效果的关键指标[1]。一方面，通过抛掷爆破技术将剥离岩土直接抛入采空区，减少二次剥离倒堆量，大幅度降低煤矿开采成本，提高拉斗铲倒堆工艺效率[2]；另一方面，爆堆形态反映爆破设计参数是否合理[3-4]，直接影响煤矿拉斗铲倒堆工艺流程的成本和效率，也为爆破参数优化提供必要的依据，可用于指导和优化爆破方案设计。因此，研究爆堆形态对煤矿开采具有重要的工程意义。

对爆堆形态的研究方法经历了从传统的经验分析到线性回归方程，再发展到仿真模拟及智能预测。目前，专家学者在爆堆几何形态研究中已取得一定进展。李胜林等[5]通过无人机摄影测量技术，采用Weibull概率分布曲线拟合爆堆轮廓，并与实际爆堆曲线进行对比，得到Weibull模型两个控制参数的取值范围；齐留洋等[6]建立了基于Weibull函数的爆堆形态神经网络预测模型，在巴润露天矿的现场应用结果表明，该方法相对误差小于10%，符合实际工程要求；韩亮等[7]为探究影响爆堆几何形态的主控因素，通过Weibull分布函数对爆堆参数进行量化，利用灰色关联度分析主次关系，认为适当提高炸药单耗可以获得理想的爆堆形态；李志航等[8]为提高爆堆形态的预测精度，提出了BP神经网络与Weibull模型相结合的预测方法，预测绝对误差未超过15%；……