基于Dimine 軟件的三維采礦設(shè)計(jì)

劉 鵬，李 鵬

（云南股份有限公司大屯錫礦，云南 個(gè)舊 661000）

云南錫業(yè)股份有限公司大屯錫礦30-22礦體，礦體賦存條件極度復(fù)雜，在二維狀態(tài)下分析根據(jù)理解不同，形態(tài)因人而異，存在較大的變化，因此運(yùn)用二維CAD對其進(jìn)行設(shè)計(jì)，難度相當(dāng)巨大，現(xiàn)運(yùn)用Dimine三維可視化軟件對其進(jìn)行采礦方法的設(shè)計(jì)。

1 基于Dimine軟件的數(shù)據(jù)建立

設(shè)計(jì)之初對數(shù)據(jù)進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立，包括地質(zhì)方面的鉆孔數(shù)據(jù)庫、礦塊模型、礦體模型、地層模型等，測量方面的巷道模型。收集所有原始資料，主要是鉆孔和坑道等探礦工程數(shù)據(jù)，根據(jù)平剖面圖，核對孔口坐標(biāo)、鉆孔深度、測斜數(shù)據(jù)、樣品數(shù)據(jù)的信息，編制對應(yīng)的孔口表、測斜表、樣品表，并導(dǎo)入DIMINE軟件，生成鉆孔數(shù)據(jù)庫。在建立的鉆孔數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，在不同的剖面線上圈出礦體邊界線，或者通過導(dǎo)入矢量化的平剖面圖，連礦體時(shí)充分考慮地質(zhì)構(gòu)造和成礦規(guī)律、平剖面圖之間相互對應(yīng)來連接相鄰礦體輪廓線，最后形成封閉的空間實(shí)體礦體、地層模型；為了便于對礦體進(jìn)行品位估值及儲(chǔ)量計(jì)算，運(yùn)用一定規(guī)格的小立方體一個(gè)疊一個(gè)，模擬出礦體的形態(tài)，根據(jù)地質(zhì)估值方法（距離冪、克里格）依據(jù)鉆孔數(shù)據(jù)庫對每個(gè)位置的立方體進(jìn)行品位體重等屬性賦值，最后形成礦塊模型；巷道模型的建立需要對井下巷道進(jìn)行實(shí)際測量，最后通過步距法、雙線法、腰線法等直接生產(chǎn)巷道模型。

2 數(shù)據(jù)分析

基于Dimine軟件三維數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，從各種角度進(jìn)行切剖面分析礦體，在礦塊模型的基礎(chǔ)上，可以直觀的觀察到礦體各個(gè)位置的品位，為后續(xù)采礦方法、礦柱等方面的選擇提供了依據(jù)，以二維的角度分析礦體的三維形態(tài)，再根據(jù)礦巖的穩(wěn)定性，區(qū)域內(nèi)礦體地質(zhì)條件、開采技術(shù)條件、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件做了認(rèn)真的調(diào)查和分析。結(jié)合大屯錫礦現(xiàn)所使用的開采設(shè)備，采礦方法選擇如下：

A、礦厚1m～5m緩傾斜：全面采礦嗣后尾砂充填法。

B、礦厚8m以上緩傾斜：有底柱中深孔空場法

C、厚度2m～5m急傾斜礦體：上向分層膠結(jié)充填法

3 采礦設(shè)計(jì)生成

3.1 上向分層膠結(jié)充填法

該部分礦位于花崗巖與大理巖接觸帶上，走向北18°東，厚度2至5米，傾角0°至79°，礦石量5.8萬噸，平均錫品位1.55%，礦石下盤花崗巖較為松散，不宜采用留礦法，礦石品位較高，最終確定上向分層膠結(jié)充填法。

礦塊沿走向布置，自下而上逐一進(jìn)行回采，分層高度4m，不留間柱和頂?shù)字?。運(yùn)用Dimine軟件鉛錘方向每隔4m切分礦體模型，共計(jì)9層礦體模型，分別對各層礦體模型繪制回采巷道，回采巷道規(guī)格4m×4m，巷道方向根據(jù)礦體走向變化而變化，規(guī)格根據(jù)礦體厚度進(jìn)行調(diào)整，寬度調(diào)整幅度±1m，一條進(jìn)路將一個(gè)分層礦體全部回采完畢，而且一定程度上減小貧化與損失，對應(yīng)每層回采巷道設(shè)計(jì)聯(lián)接現(xiàn)有巷道的開拓斜坡道，以及通風(fēng)聯(lián)道，二次通口等巷道模型，每個(gè)分層形成一套完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，采場搬運(yùn)方式為鏟運(yùn)機(jī)及礦用汽車，每分層礦石回采結(jié)束后，用標(biāo)號(hào)C15混凝土進(jìn)行進(jìn)路底層充填，然后充填接頂層，為了提高接頂層的充填接頂率，在充填接頂層時(shí)分段5m～7m進(jìn)行接頂。

3.2 全面采礦嗣后廢石充填法

該部分礦呈緩傾斜，厚度1至5米，下盤圍巖花崗巖，呈松散砂土夾碎塊石類，上盤為層狀大理巖，中段穩(wěn)固，局部呈泥質(zhì)、鈣質(zhì)膠結(jié)破碎角礫巖，容易垮塌。礦石量13.3萬噸，平均錫品位0.67%，考慮到日后不形成空區(qū)，采礦方法選用全面采礦嗣后廢石充填法。運(yùn)用Dimine軟件將礦體模型分割主運(yùn)輸巷道保安礦柱，采場以保安礦柱為頂?shù)字蜻吔?，沿走向或垂直走向布置，并在礦體模型切出礦柱模型，礦柱根據(jù)礦體頂板穩(wěn)定情況盡量選在礦石品位較低的位置（Dimine軟件能直觀的觀察到各個(gè)位置品位情況），采場長40m～60m，寬度為10m～16m，高為礦體厚度，采場內(nèi)沿礦體底板上掘一條上山至上礦塊運(yùn)輸平巷聯(lián)接，形成采場運(yùn)輸?shù)V石的通道及采場完整的通風(fēng)風(fēng)路，從主斜坡道至礦塊運(yùn)輸?shù)肋B通采場,形成采場人員，材料，鏟運(yùn)機(jī)的通道?；夭晒ぷ髅孀圆蓤鲆欢讼蛄硪贿叿痔荻斡缮现料轮鸩酵瞬?，采場開采完畢是將廢石填至采場內(nèi)進(jìn)行充填。

3.3 有底柱中深孔空場法

該部分礦呈緩傾斜，厚度8米以上，上下盤為層狀大理巖，中段穩(wěn)固。礦石量6.4萬噸，平均錫品位0.96%，因礦體厚度較大，上部不存在需要保護(hù)的構(gòu)筑物，采礦方法選用有底柱中深孔空場法。運(yùn)輸平巷沿礦體走向布置于下盤，設(shè)置一條通風(fēng)天井負(fù)責(zé)進(jìn)回風(fēng)。礦體下盤設(shè)置兩條沿走向鑿巖巷道及出礦巷道，在出礦巷道上每隔12.5m掘進(jìn)一條出礦平巷，最后在礦塊邊部設(shè)置切割天井和切割平巷。切割天井為自由面開掘切割槽，然后以切割槽為自由面逐步崩落采場礦石，采場分多次擠壓爆破崩落礦石，每次崩落礦石松動(dòng)出礦后繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)爆破作業(yè)，直至全采場均完成崩礦后才進(jìn)行大量出礦作業(yè)。運(yùn)用Dimine可進(jìn)行中深孔設(shè)計(jì)，在鑿巖巷道上畫出每排排位線，切出相對應(yīng)的每排剖面，炮孔設(shè)計(jì)之前設(shè)置炮孔參數(shù)：孔底距2m，孔底距容差2m，最小孔口距0.2m，邊界容差-0.5，最大孔深30m,；鉆機(jī)參數(shù)：機(jī)身高度2m，鉆孔直徑0.07m，設(shè)置好后進(jìn)行炮孔參數(shù)設(shè)定：炮孔類型扇形孔（其他類型還有平行孔、單孔、塹溝炮孔），炮孔方向向上，炮孔最外側(cè)角度左45°、右45°，設(shè)置好后點(diǎn)擊自動(dòng)布孔，所有的炮孔自動(dòng)生成，手動(dòng)對不合理的炮孔進(jìn)行更改，然后對裝藥參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，完畢后可直接運(yùn)用軟件輸出技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（炮孔深度、裝藥長度、炸藥消耗、崩落礦量、礦石品位、損失礦量、每米崩礦量、炸藥單耗、損失率、貧化率）。

3.4 采礦方法經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

序 項(xiàng)目名稱 單位 全面采礦嗣后 有底柱中深 上向分層膠號(hào)廢石充填法 孔空場法 結(jié)充填法1 損失率 % 19.35 15.93 5.00 2 貧化率 % 12.69 13.66 6.50 3 采切比 m/kt 7.90 10.82 6.54 m3/kt 97.08 89.19 80.58 4 副產(chǎn)礦石率 % 27.95 8.16 15.12 5 采切廢石率 % 5.75 17.71 12.62 6 礦塊生產(chǎn)能力 t/d 250.0 200.0 200.0

4 結(jié)論

借助于Dimine三維可視軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立的情況下相對于CAD有以下幾個(gè)優(yōu)勢：①工作效率更高：將抽象的二維圖紙矢量可視化，開采技術(shù)條件分析更透徹，能更快的理解礦體，盡早進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)，并且設(shè)計(jì)更趨于精準(zhǔn)。②人員投入減少：地測采三個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)資料統(tǒng)一在一個(gè)模型上，設(shè)計(jì)時(shí)三個(gè)專業(yè)之間無須提圖，運(yùn)用軟件即能對礦體進(jìn)行儲(chǔ)量運(yùn)算，并得到精確的儲(chǔ)量報(bào)告，有效減少地質(zhì)、測量人員的投入；③設(shè)計(jì)審核時(shí)專家更直觀易理解設(shè)計(jì)。