为了对岩石爆破破碎块度进行有效预测,设计开展了混凝土试件钻孔爆破试验,得到不同试验条件下的破碎块度归一化值分布,最终选取试块尺寸40 mm以上进行研究。采用Spearman相关系数分析各试验条件参数之间的相关性,再采用蚁群算法(ACO)优化BP神经网络的初始权值和阈值,构建ACO-BP模型。结合现场试块爆破破碎块度数据对模型进行了训练和测试,并将预测模型与BP神经网络模型、随机森林(RF)模型、极限梯度提升(XGboost)模型进行了对比。结果表明,ACO-BP模型预测爆破块度均方根误差为0.13,平均绝对误差为0.11,决定系数为0.92,预测精度和适用性更高,能够更准确地预测岩石爆破破碎块度。

将饥饿游戏搜索算法(HGS)与神经网络算法(ANN)相结合，开发了一种新的混合模型HGS-ANN，用来预测爆破振动。分别基于数据分组处理方法(GMDH)、支持向量机(SVM)、神经网络算法(ANN)以及萨道夫斯基经验公式建立了4种不同预测模型，并与HGS-ANN模型进行对比，评估模型性能。从某露天矿山收集了32组爆破数据，选择爆心距、最大单段药量、总药量、抵抗线、孔距、孔数、孔深等7个自变量作为输入参数，选择质点振动速度作为输出参数，以均方根误差(RMSE)和决定性系数(R₂)作为模型性能评价指标，对所建立的模型性能进行对比。结果表明，HGS-ANN模型的RMSE和R₂分别为0.833和0.963，性能优于其他4种模型。HGS-ANN模型可以作为一个辅助工具来优化爆破设计，降低爆破地震效应。

采用数值模拟方法建立单孔装药的爆破模型，采取不同填塞长度模拟并利用Otsu算法进行阈值分割后，提取岩体的破裂面积比、孔隙分形维数、块度数据等进行对比分析，研究填塞长度对深孔爆破损伤效果的影响。结果表明，分形维数和破裂面积比随填塞长度增加呈现先增后降的变化趋势，填塞长度3.0 m时分形维数达到最大值，填塞长度1.7 m时破裂面积比达到极大值。填塞长度2.2 m左右时碎块数量取得最大值，填塞长度2.0 m时碎块平均面积为最小，填塞长度2.0~2.2 m时可达到较优的岩石破碎效果。随着填塞长度增加，抛出的岩石从小块为主转向大块，位移距离降低。研究成果对爆破作业填塞参数选取具有一定参考价值。

为解决隧(巷)道光面爆破中参数选择困难的问题，构建了基于随机森林算法的隧(巷)道光面爆破参数选择模型。模型以围岩质量分级BQ、隧(巷)道断面面积、炮眼直径为输入参数，以最小抵抗线长度、炮眼间距、炮眼深度为输出参数。使用了24个训练样本、7个测试样本进行模型训练及测试，结果表明，炮眼间距、最小抵抗线长度、炮眼深度3个输出参数值与测试样本对应参数值之间的平均相对误差分别为17%、8.8%、22%，可见模型对于最小抵抗线长度的选择效果较好，对炮眼间距、炮眼深度的选择效果欠佳。

采用LS-DYNA软件建立数值模型，模拟分析了预裂缝宽度分别为3 cm和5 cm时对爆破效果的影响。结果表明，预裂缝越宽，减振效果越好，相差比例最高可达46%。选择不同孔径预裂爆破进行现场爆破振动监测试验，验证了数值模拟所得规律的正确性。预裂爆破参数的选取需结合现场实际工况和周围建(构)筑物的保护进行综合分析。

为确定地下垂直长深孔爆破时合理的空气间隔长度，基于爆轰波理论，分析了多段间隔装药爆破条件下孔壁冲击压力随间隔长度变化的内在分布规律函数；依据Mises准则，得出了不同岩性时合理的间隔长度参考值，并通过数值模拟和现场爆破试验进行了验证。结果表明，空气间隔段孔壁冲击压力沿炮孔轴线从两端向中间骤降，但在中点周围略微增大，压力曲线呈两端大、中间小、中点周围略微凸起的“W”形对称分布。

为了提高露天矿山爆破参数选取精度，基于采场生产成本建立了露天台阶爆破参数数学模型，并利用改进的麻雀搜索算法对爆破参数进行优化。结果表明，改进的麻雀搜索算法用于爆破参数优化，有效改善了露天矿台阶爆破的效果，提高了采矿施工效率。以西藏玉龙矿业为例，通过优化最终得出该矿的爆破参数为：孔间距a=6.2 m、排距b=4.9 m、炸药单耗q=0.32 kg/t，在该参数条件下，采场生产成本为11.06元/t，采场生产成本降低了7.5%，大块率控制在10%以内。

以铜绿山试验采场为例，采用九孔掏槽爆破法，结合现场实际情况，并利用补偿空间理论、裂隙区理论等对中深孔爆破掏槽方式进行研究，优化其首圈掏槽爆破炮孔布置方式，并利用LS-DYNA软件建立了4种首圈炮孔布置方式模型，进行爆破仿真计算，利用RHT本构模型模拟岩石爆破效果。结果表明，空孔数量越多(即补偿空间越大)，掏槽区爆破效果越好; 空孔位置的均匀程度(即补偿空间的均匀程度)也会影响爆破效果。现场试验所得爆后槽区断面与高度均满足设计要求，证实首圈掏槽爆破炮孔布置方式合理。

针对白音诺尔铅锌矿爆破大块率高的问题，应用ANSYS/LS-DYNA软件对扇形中深孔爆破时炸药单耗和排间延时进行数值模拟分析。依据Von Mises屈服准则，分析记录单元有效应力、振速峰值和岩石损伤面积，结果表明，炸药单耗1.16 kg/m³和排间延时100 ms时记录单元的有效应力、振速峰值和岩石损伤面积均满足设计要求。将优化后的炸药单耗和排间延时应用于现场爆破，采用交错布孔的方式，实施空间交错装药结构，对爆后爆堆采用Split-Desktop 4.0进行块度分析，结果显示，爆破大块率降至4.34%，爆破大块度问题得到有效控制。

以内蒙古三贵口铅锌矿为背景,利用理论分析、图像处理和工程试验等技术手段对地下深孔切割槽爆破块度影响因素及参数优化开展研究。首先针对现场粉矿率高、平均块度小等问题,开展了爆破块度影响因素试验并采集现场数据,利用Split-Desktop 4.0软件处理试验爆堆图像; 然后运用灰色关联理论确定影响爆破块度的主次因素; 最后利用趋势分析法并结合现场实际情况,确定爆破参数优化方案,并进行工程试验验证。结果表明,该矿山切割槽粉矿率主要受排间延期时间和孔距影响,平均块度主要受孔距和排数影响; 优化后的爆破参数为: 孔距1.2 m,排距1.5 m,抵抗线0.8 m,爆破排数3排,4孔孔间延期时间分别为13、0、9、18 ms,排间延期时间42 ms,该参数条件下爆破粉矿率降低了27.19%,平均块度提高了62.89%。

为了提高露天矿山深孔台阶爆破质量，通过对某矿区现有台阶爆破参数和大块率进行现场调研，提出压渣爆破技术方案，结合LS-DYNA软件仿真分析与理论计算，得到适宜的孔网参数和压渣厚度，并将该参数应用于现场爆破试验。结果表明，压渣厚度5 m、孔间距5 m、抵抗线4 m为适宜爆破参数，该条件下现场爆破试验平均大块率小于7%，取得了良好的爆破效果。

将鲸鱼优化算法(WOA)与支持向量机(SVM)算法结合，建立了一个预测爆破振动的WOA-SVM混合模型，使用均方根误差和决定系数作为模型性能评价指标，基于司家营铁矿爆破振动数据，对比了WOA-SVM模型、SVM模型、萨道夫斯基模型和USBM模型的预测结果，综合评估结果表明，WOA-SVM模型在预测精度方面优于其他模型。

针对传统爆破漏斗体积测量方法在测量精度和效率上的不足,对传统基准平面垂直断面法进行了改进,并以高峰矿深部矿体单孔爆破漏斗试验为例,分别采用三维激光扫描法与改进基准平面垂直断面法测量其体积,综合对比结果表明,三维激光扫描法在测量精度、效率以及操作性上均有较大优势。研究内容为爆破漏斗体积的精准测量提供了一种新思路。

为研究爆破地震波传播时的能量分布规律,以某基坑爆破工程为工程背景,利用EEMD-Hilbert工具,分析了同一测点不同方向、同直线不同爆心距以及同爆心距离不同最大段药量的爆破振动信号。结果表明,垂向信号能量主要集中在中频带,水平径向信号能量在中、低频带均有分布,水平切向信号能量主要集中在高频带; 同次监测下,随着爆心距增大,信号高频能量衰减得更快,信号能量分布占比从高频向低频转移; 爆心距相等的情况下,增加单段最大药量会促进信号低频能量占比增加,药量显著增大时,低频信号占比增加更为显著。

提出了一种扇形组合孔短延时爆破的构想，即在常规的每排扇形崩落孔中间增加一排致裂孔，崩落孔与致裂孔之间短延时间隔起爆。使用ANSYS/LS-DYNA对不同延时时间及不同围压加载条件下的爆破方案进行数值模拟研究，发现高应力环境下常规扇形孔爆破无法形成有效爆破漏斗，扇形组合孔短延时爆破则损伤破裂更加有效、破岩效果更好。此外对不同围压条件下的裂纹扩展进行分析，爆破裂纹扩展趋向于最大主应力方向。数值模拟及现场工程实践证实，当最大主应力方向与扇形崩落排孔成一定小角度，即平行崩落排孔方向加载较大围压、垂直排孔方向加载较小围压时，扇形组合孔短延时爆破不仅可以改善岩石破碎效果，也可以有效保护后排炮孔和保留岩体。

研究了爆破振动对石灰岩矿山边坡的影响，通过现场爆破振动测试，结合现场地质条件进行了爆破振动特性及规律研究。结果表明，基于M.A萨道夫斯基拟合公式的2次现场爆破振动数据中质点振动速度具有明显的衰减趋势; 基于高程效应修正的M.A萨道夫斯基拟合公式的相关系数达到了0.94，比传统M.A萨道夫斯基公式拟合效果好; 采用本文得到的修正拟合公式，结合靠帮设计起爆药量，对石灰岩边坡各台阶最大振动速度进行预测时发现，爆破设计应重点考虑振源临近台阶造成的影响。