金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (9): 13-25.
徐振洋1,2,3 刘 鑫1,2,4,5 ,郭连军6 ,柴青平7 ,黄明健8
XU Zhenyang1,2,3 LIU Xin1,2,4,5 GUO Lianjun6 CHAI Qingping7 HUANG Mingjian8
摘要: 矿石由爆破至机械破磨等环节的能耗控制,是贯穿整个矿石生产的重要系统工程问题。针对大型露天 金属矿山多工序协同增效的迫切需求,在回顾与总结国内外研究进展的基础上,结合团队近10 a围绕大型矿山多工 序联动方面的研究积累,提出了露天金属矿矿石破碎的能耗流转理念,目的在于破解矿石开采工序割裂问题,实现全 流程能耗优化与矿石质量稳定供给。据此分别阐述了钻进智能感知技术的矿岩破碎能耗建模方法、爆破块度三维信 息提取方法、爆破块度空间分布特征指导铲装与配矿、基于可爆性差异的矿石破碎效率联动控制以及爆破振动能量 演化特征等方面的研究进展。研究表明:① 基于现场钻进参数构建的岩体破碎能量模型,并结合能时密度指标与效 率评价函数,可有效表征岩体属性,为爆破、破碎、磨矿工序间的能耗合理调控奠定基础;② 通过融合三维激光扫描、 3D高斯泼溅及机器学习算法,实现了爆破块度从二维图像到三维几何特征的提取与体积计算,为破碎能耗计算与破 碎机参数优化提供了关键数据支撑;③ 基于爆堆自适应分层模型、改进的路径规划算法及多目标智能配矿系统,形成 了块度空间分布、铲装路径优化和多矿区协同配矿的精细化作业链条,有效支撑了铲装效率提升与矿石质量稳定;④ 基于可爆性分区的炸药与岩石匹配及考虑块度特征的破碎效率联动控制,可以实现炸药能量高效利用、降低全流程 能耗;⑤ 爆破振动能量指标对岩体结构响应敏感,可将爆破振动这一有害效应转化为反演待爆区岩体信息的有效辅 助手段。在此基础上,展望了“十五五”乃至更长一段时间该领域重点研究方向,认为未来需聚焦地形地质品位模型 构建与可爆性精细分区、基于可爆性分区的炸药与岩石智能匹配与现场混装技术、基于可爆性差异的矿石破碎效率 全过程联动控制、爆破振动能量指标表征岩体结构与损伤特征等方面开展攻关,以期形成全流程能耗优化与矿石质 量稳定供给的系统性解决方案,为大型露天矿山实现绿色、高效、智能开采提供理论依据与技术支撑。
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