基于Dimine 軟件的三維采礦設計

劉 鵬，李 鵬

（云南股份有限公司大屯錫礦，云南 個舊 661000）

云南錫業股份有限公司大屯錫礦30-22礦體，礦體賦存條件極度復雜，在二維狀態下分析根據理解不同，形態因人而異，存在較大的變化，因此運用二維CAD對其進行設計，難度相當巨大，現運用Dimine三維可視化軟件對其進行采礦方法的設計。

1 基于Dimine軟件的數據建立

設計之初對數據進行了大量的基礎數據的建立，包括地質方面的鉆孔數據庫、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據，根據平剖面圖，核對孔口坐標、鉆孔深度、測斜數據、樣品數據的信息，編制對應的孔口表、測斜表、樣品表，并導入DIMINE軟件，生成鉆孔數據庫。在建立的鉆孔數據庫的基礎上，在不同的剖面線上圈出礦體邊界線，或者通過導入矢量化的平剖面圖，連礦體時充分考慮地質構造和成礦規律、平剖面圖之間相互對應來連接相鄰礦體輪廓線，最后形成封閉的空間實體礦體、地層模型；為了便于對礦體進行品位估值及儲量計算，運用一定規格的小立方體一個疊一個，模擬出礦體的形態，根據地質估值方法（距離冪、克里格）依據鉆孔數據庫對每個位置的立方體進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行實際測量，最后通過步距法、雙線法、腰線法等直接生產巷道模型。

2 數據分析

基于Dimine軟件三維數據的基礎上，從各種角度進行切剖面分析礦體，在礦塊模型的基礎上，可以直觀的觀察到礦體各個位置的品位，為后續采礦方法、礦柱等方面的選擇提供了依據，以二維的角度分析礦體的三維形態，再根據礦巖的穩定性，區域內礦體地質條件、開采技術條件、工程地質和水文地質條件做了認真的調查和分析。結合大屯錫礦現所使用的開采設備，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：上向分層膠結充填法

3 采礦設計生成

3.1 上向分層膠結充填法

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充填法。

礦塊沿走向布置，自下而上逐一進行回采，分層高度4m，不留間柱和頂底柱。運用Dimine軟件鉛錘方向每隔4m切分礦體模型，共計9層礦體模型，分別對各層礦體模型繪制回采巷道，回采巷道規格4m×4m，巷道方向根據礦體走向變化而變化，規格根據礦體厚度進行調整，寬度調整幅度±1m，一條進路將一個分層礦體全部回采完畢，而且一定程度上減小貧化與損失，對應每層回采巷道設計聯接現有巷道的開拓斜坡道，以及通風聯道，二次通口等巷道模型，每個分層形成一套完整的生產系統，采場搬運方式為鏟運機及礦用汽車，每分層礦石回采結束后，用標號C15混凝土進行進路底層充填，然后充填接頂層，為了提高接頂層的充填接頂率，在充填接頂層時分段5m～7m進行接頂。

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，中段穩固，局部呈泥質、鈣質膠結破碎角礫巖，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，采礦方法選用全面采礦嗣后廢石充填法。運用Dimine軟件將礦體模型分割主運輸巷道保安礦柱，采場以保安礦柱為頂底柱或邊界，沿走向或垂直走向布置，并在礦體模型切出礦柱模型，礦柱根據礦體頂板穩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，采場內沿礦體底板上掘一條上山至上礦塊運輸平巷聯接，形成采場運輸礦石的通道及采場完整的通風風路，從主斜坡道至礦塊運輸道連通采場,形成采場人員，材料，鏟運機的通道?；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進行充填。

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的構筑物，采礦方法選用有底柱中深孔空場法。運輸平巷沿礦體走向布置于下盤，設置一條通風天井負責進回風。礦體下盤設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掘進一條出礦平巷，最后在礦塊邊部設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，每次崩落礦石松動出礦后繼續進行后續爆破作業，直至全采場均完成崩礦后才進行大量出礦作業。運用Dimine可進行中深孔設計，在鑿巖巷道上畫出每排排位線，切出相對應的每排剖面，炮孔設計之前設置炮孔參數：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,；鉆機參數：機身高度2m，鉆孔直徑0.07m，設置好后進行炮孔參數設定：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，炮孔最外側角度左45°、右45°，設置好后點擊自動布孔，所有的炮孔自動生成，手動對不合理的炮孔進行更改，然后對裝藥參數進行設置，完畢后可直接運用軟件輸出技術經濟指標（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 采礦方法經濟指標

序 項目名稱 單位 全面采礦嗣后 有底柱中深 上向分層膠號廢石充填法 孔空場法 結充填法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 礦塊生產能力 t/d 250.0 200.0 200.0

4 結論

借助于Dimine三維可視軟件進行設計在基礎數據建立的情況下相對于CAD有以下幾個優勢：①工作效率更高：將抽象的二維圖紙矢量可視化，開采技術條件分析更透徹，能更快的理解礦體，盡早進入設計狀態，并且設計更趨于精準。②人員投入減少：地測采三個專業基礎資料統一在一個模型上，設計時三個專業之間無須提圖，運用軟件即能對礦體進行儲量運算，并得到精確的儲量報告，有效減少地質、測量人員的投入；③設計審核時專家更直觀易理解設計。