Vol.28 No.4 璩世杰等：一种基于加权聚类分析的岩体可爆性分级方法 ·329 对于任何一实例，当知道其指标值=[x1 (3)由于岩石的冲击动载强度与岩石单轴静 x2x3x4时，即可通过其与标准样本的距离系数 载抗压强度和抗拉强度都具有较高的线性相关 D(i=L,2,,7)来判断其类别.D最小即表示 性，故在采用岩石的静载强度作为衡量岩体可爆 该样本属第i个类别.例如某一岩体样本的四个 性的指标的前提下，冲击动载强度的影响可忽略 指标值分别为Y=26184g°m-3,G,=9.3MPa 不计. sHPs=270MPa,7=07802,经与标准样本归一 (4)岩体完整性系数反映了岩体中节理裂隙 化处理得指标矩阵： 的发育程度，它是与岩石的其他物理力学特性参 X=[0.01660.14120.250009710. 数不具有必然联系的独立变量.在一般情况下， 岩体越破碎，爆破单位质量岩体所需要的能量就 计算它与7个标准样本的加权距离系数，得 距离系数矩阵： 越少.因此，岩体的完整性系数是反映岩体可爆 Dg=[0.27040.18450.15270.1573 性的一个不可或缺的重要指标. 021470.27650.3484. (5)采用聚类分析方法，可以在采用多个指 标时有效衡量岩体的可爆性. 由于距离系数0.1527在所有加权距离系数 中为最小值，故可将此样本岩体的可爆性视为属 参考文献 于表5中的第3类，即该岩体属较易爆岩体，其可 【刂玻世杰.露天矿爆破设计与模拟BLAST下一CODE模型及其 爆性指数为095. 在水厂铁矿的应用.工程爆破，2001(2)：18 【2习王文龙.钻眼爆破.北京：煤炭工业出版社，1984 6 结论 【到张志呈.爆破基础理论与设计施工技术。重庆：重庆大学出 版社，1994 (1)岩石的静载抗压强度或抗拉强度均可作 [4刘殿中.工程爆破实用手册.北京：治金工业出版社，1999： 为评价岩体可爆性的一个主要指标，而采用后者 182 似更为合理. [5 Jorgenson J K,Chung S H.Blast simulation surface and ur derground w ith the SA BREX modd.CIM Bull,1987.80:37 (2)岩石容重决定了爆破过程中岩块位移消 【(于亚伦，王德胜，璩世杰.水厂铁矿的岩石爆破性分区.岩 耗能量的多少.因此，除岩石静载抗拉强度外，有 石力学与工程学报，1990(3)：195 必要将岩石容重作为描述岩体可爆性的另一指 [7姜翠萍.陈瑜.岩体可爆性分级的加权聚类分析方法.爆 标 破，20001)：7 A method for rock-mass blastability classifcation based on weighted clustering analy sis QU Shijie,MAO Shilong,LV Wensheng",XIN Mingyin2,GONG Yongjun2),JIN Xiaoyuan2 1)Civil and Envimnmental Engimeering School.University of Science and Techmlogy Beijng.Beijing 100083.Chim 2)Bengang Mining Industry Company,Benxi 117000.China ABSTRACT Based upon comprehensive analy ses of the rock property parameters that may affect blastabil- ity,linear correlation analysis was made on the data obt ained from the tests of static and dy namic proper- ties,specific gravity and integrity coefficient of 14 types of rock.The result show ed that the static tensile strength and specific gravity of rock,together with the integrity coefficient of rock-mass are lightly,or merely not,correlated.It was proposed that these three parameters,together with dynamic compressive strength,could be used to serve as the basic indexes for quantitative description of blastability of common rock-masses.Thereafter weighted clustering analysis was conducted and a new rock blastability classifica- tion method was established for an open pit mine of Ben-gang Mining Industry Company. KEY WORDS rock-mass blasting;blastability classification;correlation;weighted clustering analy sis对于任何一实例, 当知道其指标值 Xj =[ x 1 x 2 x 3 x 4] 时, 即可通过其与标准样本的距离系数 Dij( i =1, 2, …, 7)来判断其类别.Dij最小即表示 该样本属第 i 个类别.例如某一岩体样本的四个 指标值分别为 γ=2.618 4 g·cm -3 , σt =9.3 M Pa, σSHPB =270 MPa, η=0.780 2, 经与标准样本归一 化处理得指标矩阵: Xj =[ 0.016 6 0.141 2 0.250 0 0.971 0] . 计算它与 7 个标准样本的加权距离系数, 得 距离系数矩阵: Dij =[ 0.270 4 0.184 5 0.152 7 0.157 3 0.2147 0.276 5 0.348 4] . 由于距离系数 0.152 7 在所有加权距离系数 中为最小值, 故可将此样本岩体的可爆性视为属 于表 5 中的第 3 类, 即该岩体属较易爆岩体, 其可 爆性指数为 0.95 . 6 结论 ( 1) 岩石的静载抗压强度或抗拉强度均可作 为评价岩体可爆性的一个主要指标, 而采用后者 似更为合理. ( 2) 岩石容重决定了爆破过程中岩块位移消 耗能量的多少 .因此, 除岩石静载抗拉强度外, 有 必要将岩石容重作为描述岩体可爆性的另一指 标. ( 3) 由于岩石的冲击动载强度与岩石单轴静 载抗压强度和抗拉强度都具有较高的线性相关 性, 故在采用岩石的静载强度作为衡量岩体可爆 性的指标的前提下, 冲击动载强度的影响可忽略 不计 . ( 4) 岩体完整性系数反映了岩体中节理裂隙 的发育程度, 它是与岩石的其他物理力学特性参 数不具有必然联系的独立变量.在一般情况下, 岩体越破碎, 爆破单位质量岩体所需要的能量就 越少 .因此, 岩体的完整性系数是反映岩体可爆 性的一个不可或缺的重要指标 . (5) 采用聚类分析方法, 可以在采用多个指 标时有效衡量岩体的可爆性. 参 考 文 献 [ 1] 璩世杰.露天矿爆破设计与模拟 BLAS T-CODE 模型及其 在水厂铁矿的应用.工程爆破, 2001( 2) :18 [ 2] 王文龙.钻眼爆破.北京:煤炭工业出版社, 1984 [ 3] 张志呈.爆破基础理论与设计施工技术.重庆:重庆大学出 版社, 1994 [ 4] 刘殿中.工程爆破实用手册.北京:冶金工业出版社, 1999: 182 [ 5] Jorgenson J K, Chung S H .Blast simulation surface and un￾derground w ith the SABREX model.CIM Bull, 1987, 80:37 [ 6] 于亚伦, 王德胜, 璩世杰.水厂铁矿的岩石爆破性分区.岩 石力学与工程学报, 1990( 3) :195 [ 7] 姜翠萍, 陈瑜.岩体可爆性分级的加权聚类分析方法.爆 破, 2000( 1) :7 A method for rock-mass blastability classifcation based on weighted clustering analysis QU Shijie 1) , MAO Shilong 1) , L V Wensheng 1) , XIN Mingyin 2) , GONG Yongjun 2) , J IN Xiaoyuan 2) 1) Civil and Environment al Engineering S chool, Uni versit y of Science and Tech nology Beijing, Beijing 100083, C hina 2) Bengang Mining Industry Company, Benxi 117000, China ABSTRACT Based upon comprehensive analy ses of the rock property parameters that may affect blastabil￾ity , linear correlation analysis w as made on the data obtained from the tests of static and dy namic proper￾ties, specific gravity and integrity coefficient of 14 types of rock .The result show ed that the static tensile strength and specific gravity of rock, together w ith the integ rity coefficient of rock-mass are lightly, or merely not, co rrelated .It w as proposed that these three parameters, together with dynamic compressive strength, could be used to serve as the basic indexes for quantitative descriptio n of blastability of common rock-masses .Thereafter weighted clustering analysis was conducted and a new rock blastability classifica￾tion method w as established for an open pit mine of Ben-gang Mining Industry Company . KEY WORDS rock-mass blasting ;blastability classification ;correlation ;w eighted clustering analy sis Vol.28 No.4 璩世杰等:一种基于加权聚类分析的岩体可爆性分级方法 · 329 ·