一种不规则爆区铁矿石品位估算方法与流程

本发明涉及矿物学，尤其涉及一种不规则爆区铁矿石品位估算方法。

背景技术：

1、在现代化大型矿山的建设和生产过程中，及时准确的获取矿石品位对提高矿山的生产效率具有重要作用。此外，铁矿石品位的高低直接影响着矿山的经济效益。目前国内矿山铁矿石的品位的检测主要采用化学分析法和加权平均法。化学分析法作为铁矿石品位获取的基本方法，它的操作流程规范，检验结果准确，但同时也存在很多缺点，如检验成本高、送取样过程繁琐、检验耗费时间长、结果反馈慢等。加权平均法统计铁矿石品位，检验的及时性较差，且适用于矿石品位变动幅度较小的情况，不利于对矿山爆区矿石品位及时准确的获取。传统的布孔方式主要为单排与多排布孔，多用于比较规则的爆区，故而对不规则爆区边界的处理效果不佳。

2、为此，我们提出一种不规则爆区铁矿石品位估算方法。

技术实现思路

1、本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种不规则爆区铁矿石品位估算方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，包括以下步骤：s1：计算不规则爆区面积并初步确定爆区所需炮孔个数；s1.1：连接整体爆区不规则多边形内不相邻顶点，将多边形划分为四个三角形，将各个三角形面积进行求和可得整体爆区面积，s1.2、计算炮孔担负面积；s1.3：初步确定炮孔数目；s2、利用泰森多边形对整体不规则爆区进行均匀化单元块划分；s2.1、不规则爆区单元块划分；s2.2、定位爆区炮孔的位置坐标；s3、依据形成后的均匀化单元块和炮孔位置；s3.1、分割整体不规则爆区，在s2的基础上，依据形成后的均匀化单元块和炮孔位置，在临近范围内平均合理分配炮孔并划分出对应的单元块区域，s3.2、定位各爆区形心位置；s3.3、规划整体不规则爆区目标单元块；s4、根据各目标单元块内所包含的各个炮孔铁矿粉品位值，估算得到各目标单元块的铁矿石品位；s4.1、采用图像处理技术测算各个炮孔铁矿粉品位；s4.2、通过对各个目标单元块的铁矿石品位计算得到整体爆区的铁矿石品位。

3、作为优选，所述s1.1中，采用海伦公式求解各个三角形面积，计算公式如下：

4、

5、s＝s1+s2+……+sn

6、式中：si为单个三角形面积，㎡；p为三角形周长的一半，m；a、b、c为三角形边长，m；s为整体爆区面积；测量边长b＝5m，由公式计算可得s1＝150/4＝37.5㎡；最终可得s＝300㎡。

7、作为优选，所述s1.2中计算炮孔担负面积为：p＝m*n，公式中：p为炮孔担负面积，㎡；m为孔距，m；n为排距，m由公式p＝m*n可得：p＝4×2.5＝10㎡。

8、作为优选，所述s1.3中，炮孔数目计算公式为：

9、n为炮孔数目。

10、作为优选，所述s2.1中，利用泰森多边形将采场爆破区域划分为若干个均匀化单元块，以整体爆区边界左下角为坐标原点，根据区域边界点坐标绘制爆破区域边界，在边界区域内随机布设30个点位，作为炮孔的初始分布，由s1.3中初步确定的炮孔点，在边界区域内随机布设相应个数的点位，作为炮孔的初始分布。

11、作为优选，所述s2.2中定位爆区炮孔的位置坐标，具体过程如下：根据voronoi形成原理，以初始离散点构建delaunay三角网，对初始离散点和形成的三角形进行编号，统计每个炮孔点所连接的三角形编号，按照顺时针排序，并将这些三角形归为一组，通过计算每一组中所有三角形外接圆圆心，按照顺时针方向连接这些圆心，对于边界处的处理，可用距离边界最近的狄洛尼边作垂直平分线的方法与边界相交，最终形成泰森多边形，并计算出初始的泰森多边形质心坐标；利用lloyd算法对每个泰森多边形包含的炮孔位置进行移动，直到与对应泰森多边形中的质心位置重叠。

12、作为优选，所述s3.2中通过s1.1方法求得各爆区面积，然后依据单纯形积分法，求得爆区形心坐标位置，此处以爆区甲为例进行计算，具体计算过程如下：利用s1.1方法求得爆区甲的面积为：a1＝57.68㎡；爆区乙、丙、丁、戊的面积计算过程同爆区甲，计算可得：a2＝57.98㎡、a3＝61.76㎡、a4＝58.59㎡、a5＝63.99㎡；

13、xc＝(∫∫xdσ)/a

14、yc＝(∫∫ydσ)/a

15、式中，a为爆区面积，㎡；xc为形心横坐标；yc为形心纵坐标；x为重心横坐标；y为重心纵坐标。

16、作为优选，所述s4.1中，采用距离幂次反比法对目标单元块的铁矿石品位进行估算，从而得到目标单元块的铁矿石品位。

17、作为优选，所述s4.2中，再次使用距离幂次反比法计算得到整体爆区的铁矿石品位，计算过程如下：xc＝(∫∫xdσ)/s，其中，s为整体爆区面积，㎡；xc为形心横坐标；yc为形心纵坐标；x为重心横坐标；y为重心纵坐标，整体爆区为不规则图形，则图形形心为中心，因此选择不规则图形一点为原点，依据公式xc＝(∫∫xdσ)/s可求得形心x轴坐标，利用公式yc＝(∫∫ydσ)/s可求得形心y轴坐标，确定整体不规则爆区中心后，测量各个目标单元块中心到整体不规则爆区中心的距离，利用公式和公式计算得到整体不规则爆区铁矿石品位，式中，γj为权系数；gj为第j个目标单元块的铁矿石品位值；dj为第j个目标单元块距待估整体不规则爆区中心的距离；g为待估整体不规则爆区的铁矿石品位。

18、有益效果

19、本发明提供了一种不规则爆区铁矿石品位估算方法。具备以下有益效果：

20、该一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，利用泰森多边形对整体不规则爆区进行均匀化单元块划分，以此来定位爆区炮孔的坐标位置；依据形成后的均匀化单元块和炮孔位置，在临近范围内平均合理分配炮孔数目并划分出相应的单元块区域，从而对整体爆区进行分割，定位分割后的各爆区形心位置，二次利用泰森多边形均匀化划分得到目标单元块，根据各目标单元块内所包含的各个炮孔铁矿粉品位值，采用距离幂次反比法估算得到各目标单元块的铁矿石品位，利用各目标单元块铁矿石品位再次使用距离幂次反比法计算得到整体不规则爆区的铁矿石品位，使得不规则爆区铁矿石品位的测定更加的精确，且具有参数设定少，计算简单等优点。

技术特征：

1.一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：计算不规则爆区面积并初步确定爆区所需炮孔个数；s1.1：连接整体爆区不规则多边形内不相邻顶点，将多边形划分为四个三角形，将各个三角形面积进行求和可得整体爆区面积，s1.2、计算炮孔担负面积；s1.3：初步确定炮孔数目；s2、利用泰森多边形对整体不规则爆区进行均匀化单元块划分；s2.1、不规则爆区单元块划分；s2.2、定位爆区炮孔的位置坐标；s3、依据形成后的均匀化单元块和炮孔位置；s3.1、分割整体不规则爆区，在s2的基础上，依据形成后的均匀化单元块和炮孔位置，在临近范围内平均合理分配炮孔并划分出对应的单元块区域，s3.2、定位各爆区形心位置；s3.3、规划整体不规则爆区目标单元块；s4、根据各目标单元块内所包含的各个炮孔铁矿粉品位值，估算得到各目标单元块的铁矿石品位；s4.1、采用图像处理技术测算各个炮孔铁矿粉品位；s4.2、通过对各个目标单元块的铁矿石品位计算得到整体爆区的铁矿石品位。

2.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s1.1中，采用海伦公式求解各个三角形面积，计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s1.2中计算炮孔担负面积为：p＝m*n，公式中：p为炮孔担负面积，㎡；m为孔距，m；n为排距，m由公式p＝m*n可得：p＝4×2.5＝10㎡。

4.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s1.3中，炮孔数目计算公式为：

5.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s2.1中，利用泰森多边形将采场爆破区域划分为若干个均匀化单元块，以整体爆区边界左下角为坐标原点，根据区域边界点坐标绘制爆破区域边界，在边界区域内随机布设30个点位，作为炮孔的初始分布，由s1.3中初步确定的炮孔点，在边界区域内随机布设相应个数的点位，作为炮孔的初始分布。

6.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s2.2中定位爆区炮孔的位置坐标，具体过程如下：根据voronoi形成原理，以初始离散点构建delaunay三角网，对初始离散点和形成的三角形进行编号，统计每个炮孔点所连接的三角形编号，按照顺时针排序，并将这些三角形归为一组，通过计算每一组中所有三角形外接圆圆心，按照顺时针方向连接这些圆心，对于边界处的处理，可用距离边界最近的狄洛尼边作垂直平分线的方法与边界相交，最终形成泰森多边形，并计算出初始的泰森多边形质心坐标；利用lloyd算法对每个泰森多边形包含的炮孔位置进行移动，直到与对应泰森多边形中的质心位置重叠。

7.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s3.2中通过s1.1方法求得各爆区面积，然后依据单纯形积分法，求得爆区形心坐标位置，此处以爆区甲为例进行计算，具体计算过程如下：利用s1.1方法求得爆区甲的面积为：a1＝57.68㎡；爆区乙、丙、丁、戊的面积计算过程同爆区甲，计算可得：a2＝57.98㎡、a3＝61.76㎡、a4＝58.59㎡、a5＝63.99㎡；

8.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s4.1中，采用距离幂次反比法对目标单元块的铁矿石品位进行估算，从而得到目标单元块的铁矿石品位。

9.根据权利要求1所述的一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，其特征在于：所述s4.2中，再次使用距离幂次反比法计算得到整体爆区的铁矿石品位，计算过程如下：xc＝(∫∫xdσ)/s，其中，s为整体爆区面积，㎡；xc为形心横坐标；yc为形心纵坐标；x为重心横坐标；y为重心纵坐标，整体爆区为不规则图形，则图形形心为中心，因此选择不规则图形一点为原点，依据公式xc＝(∫∫xdσ)/s可求得形心x轴坐标，利用公式yc＝(∫∫ydσ)/s可求得形心y轴坐标，确定整体不规则爆区中心后，测量各个目标单元块中心到整体不规则爆区中心的距离，利用公式和公式计算得到整体不规则爆区铁矿石品位，式中，γj为权系数；gj为第j个目标单元块的铁矿石品位值；dj为第j个目标单元块距待估整体不规则爆区中心的距离；g为待估整体不规则爆区的铁矿石品位。

技术总结本发明涉及矿物学技术领域，且公开了一种不规则爆区铁矿石品位估算方法，包括以下步骤：S1：计算不规则爆区面积并初步确定爆区所需炮孔个数；S2、利用泰森多边形对整体不规则爆区进行均匀化单元块划分；S3、依据形成后的均匀化单元块和炮孔位置；S4、根据各目标单元块内所包含的各个炮孔铁矿粉品位值，估算得到各目标单元块的铁矿石品位。本发明中，利用泰森多边形对整体不规则爆区进行均匀化单元块划分，以此来定位爆区炮孔的坐标位置；依据形成后的均匀化单元块和炮孔位置，在临近范围内平均合理分配炮孔数目并划分出相应的单元块区域，从而对整体爆区进行分割，使不规则爆区铁矿石品位的测定更加精确，具有参数设定少，计算简单优点。技术研发人员：谢守冬,李萍丰,张兵兵,慕子薇,栾丽华受保护的技术使用者：宏大爆破工程集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2