Surpac軟件在急傾斜薄礦體回采中的應(yīng)用

Surpac軟件在急傾斜薄礦體回采中的應(yīng)用曹帥"，宋衛(wèi)東成(1.北京科技大學(xué)金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京100083,中國；2.北京科技大學(xué)土木與環(huán)境學(xué)院，北京100083,中國)摘要：在急傾斜薄礦脈回采過程中實現(xiàn)精細化采礦顯得尤為重要。以果洛龍洼金礦為工程背景，利用Surpac軟件分別建立礦體及巷道的三維模型并通過耦合圖形確定了二者對應(yīng)空間位置關(guān)系；同時采用ringdesign模塊進行爆破設(shè)計，應(yīng)用效果理想，為合理采礦提供了有效的科學(xué)依據(jù)。關(guān)鍵詞：Surpac軟件；三維模型；急傾斜薄礦脈；爆破設(shè)計TheapplicationofSurpacsoftwareformininginsharply-inclinedthinorebodyCAOShuaiU2,SONGWeidongh2(1.StateKeyLaboratoryofHigh-EfficientMiningandSafetyofMetalMines,MinistryofEducation(UniversityofScienceandTechnologyBeijing),Beijing100083,China；2.SchoolofCivilandEnvironmentEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China)Abstract:Meticulousminingisextremelyimportanttosharply-inclinedthinorebody.ThispaperconstructedthethreedimensionalmodeloftunnelsandorebodywhichwaslocatedinGuoluolongwagoldminethroughtheuseofSurpac,andcoupledmodelswereestimatedrespectivelytodeterminethespatialrelationship.Atthesametimethisarticleusedringdesignmodulefortakingblastingdesign.Itsapplicationresultwasideal,soitprovidedscientificbasesforreasonablymining.KeywordsSurpacsoftware;three-dimensionalmodel;sharply-inclinedthinorebody;ringdesign1引言礦床三維模型的構(gòu)建，對于直觀了解礦床實際賦存情況具有明顯的優(yōu)勢。當(dāng)前，國內(nèi)外在礦山三維模型的構(gòu)建過程中，應(yīng)用的主要有Surpac>3dmine和dimine等礦山軟件。其中，Surpac由于其模塊多、建模速度快等突出優(yōu)點，成為了國際主流三維礦山軟件。Surpac軟件是由澳大利亞SSI開發(fā)的大型礦山工程軟件，具有先進、強大的一整套三維建模工具，廣泛應(yīng)用于礦山勘探、測量及采礦設(shè)計等U-3］。2礦區(qū)三維模型構(gòu)建2.1礦區(qū)概況果洛龍洼礦區(qū)屬布爾漢布達山系，山脈走向近東西，海拔標(biāo)高一般為3600~4612m,礦帶走向近東西，傾向南，傾角陡、緩變化大，一般在45。?75。之間，主礦體一般在55。?75。之間。礦帶出露范圍東西長約3.0km,南北寬約1.0km,目前于6條金礦帶內(nèi)圈出大小金礦體52條。礦體形態(tài)簡單，呈脈狀、透鏡狀、囊狀、串珠狀，在走向及傾向上具分枝復(fù)合、尖滅再現(xiàn)、膨大收縮現(xiàn)象。礦體真厚度0.931~3.361m,平均厚度1.5m；金品位一般在1.30~13.61g/t,單樣最高110g/t,礦石及圍巖中等穩(wěn)固以上，水文地質(zhì)較為簡單34】。2.2礦體及巷道三維模型構(gòu)建礦體三維模型構(gòu)建目前，國內(nèi)礦山主要還是依靠二維CAD軟件進行采礦方案和礦體、巷道的建模工作。雖然可以在一定程度上顯示巷道和礦體的走向和寬度等信息，但無法表現(xiàn)礦體的傾角、傾向與巷道的位置關(guān)系。為克服二維建模的不足，必須轉(zhuǎn)變現(xiàn)有建模思路，由二維繪圖向三維建模進行轉(zhuǎn)變，因此選擇Surpac作為三維精細化建模軟件。相對CAD而言，Surpac軟件在復(fù)雜礦體建模過程中優(yōu)勢明顯，具體建模步驟如下所述：通過前期地質(zhì)工程師的編錄工作統(tǒng)計礦體的邊界及品位分布并用噴漆標(biāo)明礦體的邊界，利用Surpac軟件本身的數(shù)據(jù)庫建立功能得到.ddb文件，為后期礦體建模做好準(zhǔn)備。統(tǒng)計礦山已知測點坐標(biāo)，利用己經(jīng)校正過的全站儀對上述己標(biāo)注的礦體邊界進行實際測量，得到.xyz文件并進行存檔管理。通過前期構(gòu)建果洛龍洼金礦地質(zhì)數(shù)據(jù)庫.ddb和實際測量數(shù)據(jù).xyz文件，利用Surpac軟件實體模型功能，劃定礦體邊界品位0.9g/t,最終建立整個礦山礦體三維模型見圖1所示。圖1礦體Surpac三維模型圖Fig.lThesurpacthree-dimensionalmodeloforebody巷道三維模型構(gòu)建以礦區(qū)3840m-3880m中段開拓及采準(zhǔn)工程為例，采用平碉+斜坡道作為主要開拓巷道,分段高度確定為14m、13m和13m三個分段，即3840-3854m分段、3854m-3867m分段和3867m-3880m三個分段。各分段之間通過分段聯(lián)絡(luò)道進行溝通，由于礦體傾角陡、厚度薄等特點，設(shè)計采用脈內(nèi)采準(zhǔn)巷道滿足后期采礦要求，將cad巷道輪廓線導(dǎo)入Surpac軟件中先生成.str文件，通過圖層-編輯-運算等操作，最終得到3840m-3880m中段巷道模型見圖2所示。巷道及礦體耦合圖巷道與礦體的耦合圖形見圖3所示，能夠更為直觀的反應(yīng)礦體及巷道的三維空間關(guān)系，由圖中可以看出，礦體沿走向方向傾角變化較大，通過旋轉(zhuǎn)礦體三維模型，能夠直觀的進行分析，為下一步礦體開采提供更有效的信息。觀察發(fā)現(xiàn)，局部沿走向方向礦體水平厚度超過巷道寬度，因此在實際回采過程中需進行適當(dāng)?shù)呐鼛凸こ?，以保證后期采礦工作的順利開展。圖23840m-3880m中段巷道模型圖單位：(m)Fig.2Tunnelmodelbetween3840mto3880munit:(m)圖3巷道和礦體模型耦合圖Fig.3Thecoupledmodeloftunnelandorebody3基于三維建?；A(chǔ)的爆破設(shè)計3.1礦體和巷道耦合剖面構(gòu)建通過Surpac軟件建立的巷道和礦體的三維耦合圖形，需要進行進一步的實體驗證。通過實體模型一有效性驗證-驗證實體得到.not文件，檢驗實體的有效應(yīng)并同時報告礦體模型的實際體積。實體驗證通過后，利用軟件自帶的生成剖面功能，根據(jù)前期計算的放礦步距l(xiāng).2m沿中線進行剖面切分，剖面見圖4所示。

巷道巷道圖4巷道和礦體耦合剖面圖巷道巷道Fig.4Thesectionofcoupledmodelbetweentunnelandorebody3.2中深孔爆破設(shè)計利用Surpac軟件自帶的ringdesign功能，結(jié)合上述礦體和巷道耦合剖面圖，根據(jù)K41X鑿巖臺車的實際參數(shù)，設(shè)置鉆機參數(shù)、打眼參數(shù)、裝藥參數(shù)及炸藥屬性等具體數(shù)值。移動鉆桿并調(diào)整鉆孔方位角進行中深孔爆破設(shè)計，爆破設(shè)計炮孔布置剖面圖和平面圖見圖5所示。剖面伊體/邊界(b)840巷道840m區(qū)，售道圖5(a)爆破設(shè)計平面圖；(b)剖面伊體/邊界(b)840巷道840m區(qū)，售道Fig.5(a)Theplanargraphofblastingdesign;(b)Thesectionofblastingdesign3.3中深孔繪圖輸出完成爆破設(shè)計以后，為實際指導(dǎo)生產(chǎn)現(xiàn)場，實現(xiàn)精細化采礦。需要繪制出爆破設(shè)計剖面圖以及具體的炮孔裝藥系數(shù)，包括：裝藥參數(shù)、填塞長度、炮孔傾角、鉆桿數(shù)目及是否鉆透等一系列參數(shù)，能夠更好地配合現(xiàn)場鉆工的鑿巖工作。輸出的中深孔圖紙見圖6所示。GemccHnSoftwareInternationalJul05,2012中深孔設(shè)計報告中深孔1[7/13854ml:桔道/TT"數(shù)目鉆孔長度鉆桿數(shù)目平面角度是否鉆透hx炮孔16.57.271.4YIII1剖面6.5Page1of13840m圖6中深孔爆破設(shè)計輸出圖樣Fig.6Theplotresultofringdesign4結(jié)論目前國內(nèi)采用的CAD二維平面成圖，雖然一定程度上可以知道礦山實際生產(chǎn)，但要實現(xiàn)精細化采礦難度較大,Surpac軟件對于實現(xiàn)礦山三維建模及爆破設(shè)計具有重要的參考價值。礦山采用中深孔回采急傾斜薄礦脈，國內(nèi)較為少見。如何更好地控制礦石的損失貧化，利用爆破設(shè)計模塊能更好地掌握礦體及巷道的實際位置，為大規(guī)模采礦提供了有效的參考依據(jù)。參考文獻［1］楊承祥，羅周全.基于CMS精密探測技術(shù)在深井金屬礦山的應(yīng)用研究［J］.金屬礦山,2007:432-434［2］羅周全，劉曉明，蘇家紅.基于Surpac的礦床三維模型構(gòu)建［