[发明专利]一种露天台阶爆破智能化设计方法

权利要求书

1.一种露天台阶爆破智能化设计方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1：输入台阶爆破区域点云、台阶坡顶轮廓线和台阶坡底轮廓线，针对台阶坡顶轮廓线和台阶坡底轮廓线内所有点要素生成初始的爆破区域底平面和坡顶线，包括以下子步骤：

s1.1：输入台阶坡顶轮廓线和台阶坡底轮廓线与缓冲阈值，将台阶坡顶轮廓线投影到台阶坡底轮廓线所在平面，并且根据缓冲阈值将台阶坡顶轮廓线和台阶坡底轮廓线与未开挖区域边界部分合并，生成台阶底平面；

s1.2:将台阶坡顶轮廓线两段延长与爆区边界线相交并超出小段；

S2：以步骤S1所生成台阶底平面为爆破区域，然后借助台阶坡顶轮廓线向爆区内推生成炮孔布置辅助线，然后在炮孔布置辅助线上等距截取炮孔中心坐标，包括以下子步骤：

s2.1通过台阶高度、炮孔直径、炸药密度以炸药单耗计算孔距；

s2.2根据台阶底平面，以上一步确定的孔距等间距将台阶坡顶轮廓线内推生成炮孔布置辅助线，直到布满整个爆破区域底平面，超出底平面以外部分裁掉；

s2.3在上一步生成的炮孔布置辅助线上，等排距依次截取每个炮孔中心的坐标位置，直到每条炮孔布置辅助线完成此操作，保存所有炮孔中心位置坐标；

S3：以步骤S2所生成炮孔中心位置坐标为中心，对爆破区域生成voronoi网格，将网格沿炮孔轴向拉伸与爆区点云DEM相交生成voronoi体，每个voronoi体即为每个炮孔所负担的体积，进一步计算每个炮孔的装药量，包括以下子步骤：

s3.1:对含有炮孔坐标的爆破区域底平面，以炮孔坐标为中心生成voronoi网格；

s3.2:根据输入的爆破区域点云生成DEM，将voronoi网格沿炮孔轴向拉伸与爆区点云DEM相交生成voronoi体，计算每个voronoi体体积并保存；

s3.3:用每个voronoi体体积与炸药单耗作乘，计算每个炮孔的装药量；

S4：根据每个炮孔中心在爆破区域底平面的坐标找到它们在爆区点云上的投影坐标，利用两坐标值及炮孔超深值计算每个炮孔长度值；

S5：根据连续耦合装药原理利用每个炮孔装药量计算相应炮孔装药长度，再用炮孔长度和装药长度值计算每个炮孔填塞长度，并保存计算结果；

S6：汇总炮孔中心坐标值、相应炮孔装药量、炮孔长度及填塞长度，输出爆破参数汇总表。

2.如权利要求1所述的露天台阶爆破智能化设计方法，其特征在于：步骤S2所述炮孔自动布置实现如下:

通过台阶高度、炮孔直径、炸药密度以炸药单耗计算孔距，根据步骤s1.1生成的台阶底平面；以步骤s2.1确定的孔距等间距将台阶坡顶轮廓线内推生成炮孔布置辅助线，直到布满整个爆破区域底平面，超出底平面以外部分裁掉；在步骤s2.2生成的炮孔布置辅助线上，等排距依次截取每个炮孔中心的坐标位置，直到每条炮孔布置辅助线完成此操作，保存所有炮孔中心位置坐标，最后将爆破区域底平面上所有炮孔中心位置坐标投影到爆区点云，炮孔中心位置坐标在爆区点云上的投影即为炮孔最终位置坐标。

3.如权利要求1所述的露天台阶爆破智能化设计方法，其特征在于：步骤S3所述每个炮孔的装药量自动精确计算实现如下:

对含有炮孔坐标的爆破区域底平面，以炮孔坐标为中心生成voronoi网格；根据输入的爆破区域点云生成DEM，将voronoi网格沿炮孔轴向拉伸与爆区点云DEM相交生成voronoi体，计算每个voronoi体体积；用每个voronoi体体积与炸药单耗作乘，计算每个炮孔的装药量。

4.如权利要求1所述的露天台阶爆破智能化设计方法，其特征在于：所述每个炮孔长度自动精确计算如下:

根据每个炮孔中心在爆破区域底平面的坐标找到它们在爆区点云上的投影坐标，利用两坐标值及炮孔超深值计算每个炮孔长度值。

5.如权利要求1或2或4所述的露天台阶爆破智能化设计方法，其特征在于：根据连续耦合装药原理利用每个炮孔装药量计算相应炮孔装药长度，再用炮孔长度和装药长度值作差计算每个炮孔填塞长度。