CMS技術(shù)及Surpac軟件在礦山損貧中的應(yīng)用

1、CMS技術(shù)及Surpac軟件在礦山損貧中的應(yīng)用礦區(qū)地質(zhì)及開(kāi)采簡(jiǎn)況山金礦業(yè)公司果洛龍洼礦區(qū)礦帶走向近東西，傾向南，傾角陡、緩變化大，一般在45°75°。礦帶出露范圍東西長(zhǎng)約30km，南北寬約10km，礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，呈脈狀、透鏡狀、囊狀、串珠狀，在走向及傾向上具有分支復(fù)合、尖滅再現(xiàn)、膨大收縮現(xiàn)象。礦體真厚度為093336m，平均厚度15m;金品位一般在1301361g/t，平均金品位350g/t;礦石及圍巖中等穩(wěn)固以上，水文地質(zhì)較為簡(jiǎn)單。采用平硐斜坡道開(kāi)拓，礦區(qū)開(kāi)采以40m為1個(gè)階段，共分為38403854m、38543867m及38673880m3個(gè)分段，通過(guò)聯(lián)絡(luò)道與斜坡道聯(lián)

2、通。38403854m分段以西已經(jīng)回采完畢，開(kāi)始著手準(zhǔn)備廢石回填，其他分段沿脈巷正在進(jìn)行掘進(jìn)?，F(xiàn)場(chǎng)探測(cè)以38403854m分段以西5157線采空區(qū)為研究對(duì)象，由于空區(qū)較大，設(shè)計(jì)采用架設(shè)支撐桿方式對(duì)空區(qū)進(jìn)行掃描，通過(guò)帶起重器的主桿結(jié)合其他豎直支撐桿撐緊巷道上下頂板進(jìn)行固定，將架設(shè)好掃描探頭的水平桿放在水平托桿上，前托后壓。由于CMS探測(cè)激光沿直線傳播，在探測(cè)過(guò)程中如遇阻擋或遮擋，部分區(qū)域無(wú)法測(cè)到進(jìn)而出現(xiàn)探測(cè)盲區(qū)。因此，對(duì)于試驗(yàn)采場(chǎng)內(nèi)復(fù)雜的邊界，利用已有的384051穿脈、384053穿脈、384055穿脈及384057穿脈共4條穿脈出口作為儀器架設(shè)點(diǎn)進(jìn)行探測(cè)。電源電纜線從空心水平桿內(nèi)部穿出，連接

3、儀器并接通電源進(jìn)行初始化。待儀器參數(shù)設(shè)定完成后進(jìn)行掃描，掃描完畢后，保存數(shù)據(jù)并進(jìn)行儀器自動(dòng)復(fù)位，而后利用全站儀測(cè)量CMS上部及水平桿上靶標(biāo)中心十字絲進(jìn)行定位。探測(cè)完成后，儀器整理完畢后歸位。數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理過(guò)程：現(xiàn)場(chǎng)掃描完成后，通過(guò)CMSV400輸出的xyz文件經(jīng)過(guò)編輯生成只含有y、x、z坐標(biāo)值的txt文件直接導(dǎo)入Surpac軟件中生成str線文件。具體處理步驟見(jiàn)圖1，需要指出的是CMSV400本身具有空區(qū)體積計(jì)算功能，但為了便于統(tǒng)一進(jìn)行后處理，空區(qū)實(shí)體也通過(guò)Surpac軟件來(lái)完成建模。建立三維實(shí)體模型：1)空區(qū)實(shí)體模型。CMSV400掃描完成后輸出xyz文件通過(guò)編輯生成txt文件導(dǎo)入Surp

4、ac軟件中，因Surpac軟件采用的是西方礦業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即北向字母用y，東向用x5，在此過(guò)程中注意輸入字段及坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)，否則將生成錯(cuò)誤的線文件，導(dǎo)入后對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)生成的空區(qū)部分掃描圖如圖2和3所示，需要指出的是全站儀輸出的數(shù)據(jù)導(dǎo)入生成的線文件會(huì)自動(dòng)將這些散點(diǎn)連接成線。將CMS在4個(gè)架設(shè)點(diǎn)所得掃描圖進(jìn)行合并，為簡(jiǎn)化處理過(guò)程可將合并線文件按照炮孔設(shè)計(jì)排距作剖面進(jìn)行處理，最終得到空區(qū)線文件，在合并后的線文件處理過(guò)程中應(yīng)注意到掃描點(diǎn)數(shù)較少的區(qū)段實(shí)際上是不可靠的點(diǎn)，在不影響模型整體性的前提下進(jìn)行適當(dāng)取舍是允許的。將處理完成后的線文件通過(guò)三角網(wǎng)化創(chuàng)建實(shí)體并驗(yàn)證其是否有效，通過(guò)驗(yàn)證后最終得到空區(qū)實(shí)體模型。2)巷道實(shí)

5、體模型。針對(duì)礦體特殊的賦存條件，山金礦業(yè)公司采用脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道沿礦體走向進(jìn)行掘進(jìn)。礦體整體沿走向產(chǎn)狀變化較大，多呈急速?gòu)澢?。采用全站儀通過(guò)之前布置的基準(zhǔn)點(diǎn)每隔10m進(jìn)行巷道邊界實(shí)測(cè)，分別是頂?shù)装甯?個(gè)點(diǎn)，兩幫各1個(gè)點(diǎn)，在遇到拐彎處或巷道分岔口處時(shí)調(diào)整為每隔05m測(cè)1次巷道邊界，編輯全站儀采集數(shù)據(jù)名稱(chēng)為HD(巷道)進(jìn)行存儲(chǔ)，將最終測(cè)量得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Surpac軟件并經(jīng)處理最終得到巷道及切割井耦合實(shí)體模型。3)礦體實(shí)體模型。在礦體邊界實(shí)測(cè)之前，安排人員對(duì)頂板礦體進(jìn)行了沖洗及邊界噴漆標(biāo)注。需要指出的是，在進(jìn)行上分段巷道礦體邊界實(shí)測(cè)過(guò)程中，要想通過(guò)測(cè)量巷道底板礦體邊界是很難實(shí)現(xiàn)的，重新編輯全站儀采集

6、數(shù)據(jù)名稱(chēng)為KT(礦體)進(jìn)行存儲(chǔ)。由于礦體較薄，礦體邊界的精確測(cè)量就顯得尤為重要。在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，平均間隔02m測(cè)量1次礦體邊界，遇到有礦體分岔及斷層地段時(shí)更需要精確測(cè)量以期保證后期模型建立的準(zhǔn)確性。同上述建立巷道實(shí)體模型的操作過(guò)程類(lèi)似，經(jīng)處理后最終得到礦損貧指標(biāo)計(jì)算1)采礦損失率計(jì)算。通過(guò)建立的礦體實(shí)體模型與空區(qū)實(shí)體模型，利用實(shí)體工具里相交并去除公共部分這一操作步驟，最終得到爆破完成后未采下的礦體模型(見(jiàn)圖7);通過(guò)Surpac軟件報(bào)告實(shí)體體積功能得出38403854m分段以西5157線礦體體積為653m3，爆破完成后未采下的礦體體積為18m3，依據(jù)采礦損失率計(jì)算公式6:=Vw/Vf

7、15;100%(1)式中:為采礦采損失率(%);Vw為爆破完成后未采下的礦體體積(m3);Vf為38403854m分段以西5157線礦體體積(m3)。最終計(jì)算得出采礦損失率為276%，運(yùn)輸過(guò)程中造成的礦石損失是很少量的，計(jì)算中忽略其對(duì)損失率的影響。2)礦石貧化率計(jì)算。應(yīng)用Surpac軟件對(duì)礦體、上下分段巷道及總空區(qū)實(shí)體模型進(jìn)行布爾運(yùn)算處理，設(shè)計(jì)采場(chǎng)剖面及空區(qū)實(shí)際剖面見(jiàn)圖8和圖9。由剖面圖可以看出礦體較薄，CMS空區(qū)探測(cè)儀在進(jìn)行空區(qū)掃描時(shí)上分段巷道的邊界會(huì)掃描不完全，如按照單純的模型體積相減將會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)果。因此，設(shè)計(jì)采用上分段巷道底板切割礦體和空區(qū)實(shí)體模型，得到包括3840m分段巷道在內(nèi)的空

8、區(qū)體積為1301m3，下分段巷道體積為463m3，最終得采空區(qū)體積為838m3。根據(jù)礦石貧化率計(jì)算公式6:=(VcVf)/Vc×100%(2)式中:為礦石貧化率(%);Vf為38403854m分段以西5157線礦體體積(m3);Vc為采空區(qū)體積(m3)。最終計(jì)算得出礦石貧化率為2208%。44計(jì)算結(jié)果對(duì)比根據(jù)山金礦業(yè)公司提供的資料，試驗(yàn)采場(chǎng)礦石地質(zhì)品位為35g/t，針對(duì)試驗(yàn)采場(chǎng)計(jì)算其采出礦石品位，根據(jù)金屬量平衡關(guān)系得到其計(jì)算公式:=(1Vf×/Vc)×35(3)式中:為采出礦石品位(g/t);為礦石貧化率(%);Vf為38403854m分段以西5157線礦體體積(

9、m3);為采礦損失率(%);Vc為采空區(qū)體積(m3)。最終計(jì)算得出采出礦石品位為265g/t。試驗(yàn)采場(chǎng)采出的礦石集中運(yùn)往山金礦業(yè)公司選礦廠，根據(jù)選礦廠的浮選設(shè)備，取浮選回收率為90%，金精礦品位為60g/t，計(jì)算得入選礦石平均品位為254g/t。由計(jì)算結(jié)果可以看出，采出礦石品位與入選礦石品位較為吻合，充分說(shuō)明了在礦山損貧指標(biāo)分析過(guò)程中CMS探測(cè)技術(shù)與Surpac軟件聯(lián)合處理方法是完全可行的。結(jié)論1)通過(guò)后期數(shù)據(jù)的處理，最終得到試驗(yàn)采場(chǎng)采礦損失率為276%，礦石貧化率為2208%，與選礦廠計(jì)算的損貧指標(biāo)數(shù)據(jù)較為吻合，對(duì)山金礦業(yè)公司后期礦石回采及相應(yīng)指標(biāo)的計(jì)算具有一定的參考價(jià)值。2)CMS空區(qū)探測(cè)系統(tǒng)和Surpac軟件的綜合應(yīng)用在控制采礦損貧指標(biāo)方面其重要作用十分明顯。CMS空區(qū)激光掃描儀為精確了解采空區(qū)形態(tài)提供了可能，尤其針對(duì)地質(zhì)環(huán)境惡劣、人員無(wú)法進(jìn)入的情形，較普通全站儀測(cè)點(diǎn)相比，精度及效率更高，同時(shí)又能保證人員安全，具有極其重要的作用;Surpac軟件在礦體和巷道實(shí)體建模及后期損貧指標(biāo)計(jì)算