[发明专利]一种基于Voronoi网格剖分的等面积炮孔布置方法

说明书

本发明涉及一种基于Voronoi网格剖分的等面积炮孔布置方法，首先针对目标爆破区域进行三角形网格划分，然后针对目标爆破区域经三角形网格划分后的所有节点，获得目标爆破区域中的各个Voronoi多边形，最后获得目标爆破区域中各个Voronoi多边形的中心点位置，即为目标爆破区域中各个炮孔开挖位置；整个设计方法，只需要对非规则爆破区域进行简单的二维三角形网格划分，即可构造出Voronoi多边形区域，能够获得合理的炮孔布置方案，在爆破范围内均匀布置炮孔，保证每个炮孔所控制的爆破区域相等，大大提高了炸药爆炸能量的利用率，改善爆破块度的均匀性，以及爆堆的松散度。

技术领域

本发明涉及一种基于Voronoi网格剖分的等面积炮孔布置方法，属于岩土工程、爆破工程施工技术领域。

背景技术

在岩土工程施工中，爆破是土石方开挖最直接最有效和使用最为广泛的手段，而爆破中炮孔的布置形式在很大程度上决定了爆破效果的好坏，从而影响着后续一系列生产效率。传统的炮孔位置标定方法是利用采集到的爆破区域的参数，在现场进行炮孔位置标定，由于现场实际条件的有限性及复杂性，传统的炮孔布置方法存在很多弊端，例如：炮孔位置标定更多地凭经验完成，炮孔的间距和深度只能粗略估计等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于Voronoi网格剖分的等面积炮孔布置方法，能够获得合理的炮孔布置方案，大大提高了炸药爆炸能量的利用率，改善爆破块度的均匀性，以及爆堆的松散度。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于Voronoi网格剖分的等面积炮孔布置方法，用于针对目标爆破区域实现炮孔分布的布置，包括如下步骤：

步骤A.利用二维Delaunay化，按边长为a的正三角形，针对目标爆破区域进行三角形网格划分，然后进入步骤B；

步骤B.针对目标爆破区域经三角形网格划分后的所有节点，由最外围的任意一个节点起，按顺时针方向或逆时针方向依次针对各个节点做如下操作：

针对该节点所在的各个正三角网格区域，将该各个正三角网格区域的中心点位置，按顺时针方向或逆时针方向依次串联，构成Voronoi多边形；

完成针对目标爆破区域内所有节点的操作后，获得目标爆破区域中的各个Voronoi多边形，然后进入步骤C；

步骤C.获得目标爆破区域中各个Voronoi多边形的中心点位置，即为目标爆破区域中各个炮孔开挖位置。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤A中，利用二维Delaunay化，按预设边长为a的正三角形，针对目标爆破区域进行三角形网格划分。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤C之后，还包括步骤D如下，执行完步骤C之后，进入步骤D；

步骤D.针对目标爆破区域中的各个Voronoi多边形，删除其中边数小于4个的Voronoi多边形，更新目标爆破区域中的各个Voronoi多边形，然后获得目标爆破区域中各个Voronoi多边形的中心点位置，即为目标爆破区域中各个炮孔开挖位置。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤A中，根据目标爆破区域面积S，以及目标爆破区域预设炮孔数目n，按如下公式：

获得针对目标爆破区域进行三角形网格划分中、正三角形的边长a；

所述步骤C之后，还包括步骤D如下，执行完步骤C之后，进入步骤D；

步骤D.针对目标爆破区域中的各个Voronoi多边形，删除其中边数小于4个的Voronoi多边形，更新目标爆破区域中的各个Voronoi多边形，然后获得目标爆破区域中各个Voronoi多边形的中心点位置，即为目标爆破区域中各个炮孔开挖位置。