基于3DMine三維可視化的礦山開拓系統布置研究初探

王偉 趙艷軍 趙立瑰 張艷飛

摘 要：三維礦山軟件在很多礦山、設計院、地勘單位得到越來越多的應用。本文運用國產三維礦業軟件3DMine，對湖州南太湖產業集聚區長興分區廢棄礦地綜合治理PPP項目進行礦山開拓系統布置，達到三維可視化效果。

關鍵詞：3DMine;開拓系統;三維可視化

1.前言

隨著計算機軟硬件不斷發展，三維礦山工程設計軟件在很多礦山、設計院、地勘單位得到越來越多的應用，三維軟件有著許多傳統二維設計軟件不具備的優勢。目前國內外常用的三維礦業軟件有Datamine、Micromine、Surpac、3DMine、Dmine等。

本文通過3DMine軟件的簡單應用，期望在日后礦山項目中能深入挖掘和應用軟件功能，為項目帶來便捷和效益。

2.工程概況

項目位于湖州南太湖產業集聚區長興分區范圍內，規劃紅線面積l854511m2，折合2781.75畝，主要進行山體開挖、礦坑回填、邊坡留設及邊坡生態恢復。場地平整后獲得可利用土地面積1707432m2，折合2561畝。根據招標文件，項目總開挖量1048×l04m3（進場復核后增至1307×l04nl3），總回填量786×l04nl3，富余262×l04ni3石灰巖礦供給南方水泥廠。

項目最高點位于治理區中部開挖區四的+115m處，最低點位于治理區南東側回填區三的-24.31m處。根據治理范圍、地形地貌及邊坡出露高度，將治理區劃分為5個開挖區，編號依次為開挖區一～開挖區五，5個回填區，編號依次為回填區一～回填區五。

3.開拓系統布置方案

3.1開挖區三東部

位于治理區東南，為近東西向條形山脈，東西長520m，底寬120m，面積約6×l04m2，頂寬40m，山頂海拔標高約+lOOm，總設計工程量245.3×l04m3，巖性主要為三疊系青龍組（T1q）石灰巖和花崗閃長斑巖。

本區首先修筑上山施工便道，坡度控制在25%以內，供挖機、鉆機出入。通過挖機直接向下甩渣的方式將整個山頂標高降至+80m后，開始進行開拓系統布置，上山道路白西向東，緊鄰回填區三布設，按照凈寬15m進行修筑，此期間重點對條形山脈北部進行爆破、開挖。

開挖區三東部臺階高度12m，采用自上而下、組合臺階分層開挖，布置+80m、+65m、+52m、+40m、+28m、+16m穿孔爆破和鏟裝運輸平臺。施T高峰期多個平臺同時進行施工作業。

3.2開挖區四

位于治理區中部，為治理區內海拔最高的一座形如網臺體的孤峰，底部直徑240m，面積約10×l04m2，頂部直徑85m，頂部海拔標高105m—115m，總設計T程量393.6×104m3，巖性主要為二疊系長興組（P2e）石灰巖。

考慮到上山山坡局部發育不穩定地質體，不具備折返路的修筑條件，故前期挖機山頂作業以向下甩渣為主，在將山頂標高整體降至+90m后，重點對西部區域進行爆破、開挖，在西部逐漸形成寬約40m的+76平臺后，將原上山的簡易便道進行拓寬、路基換填，保證凈寬15m。道路修筑完畢后汽車直接在+76m平臺進行裝車。

整個開挖區布置+90m、+76m、+64m、+52m、+40m、+28m、+16m穿孔爆破和鏟裝運輸平臺。

3.3開拓系統布置參數合理性分析

《廠礦道路設計規范》（GBJ22-87，以下簡稱《規范》）針對礦山生產企業的生產干線、支線和聯絡線的道路修筑，廢棄礦地治理項目具有一定參考意義。通過對照規范并進行單向行車密度計算，道路等級參照規范中三級露天礦山道路，項目道路行車速度、路面寬度等參數基本滿足要求，規范中三級道路最大縱坡不大于9%，基本滿足要求（表1）。

4.結語

（1）開拓系統需提前規劃和設計，合理的布置可大大提高開挖效率，降低生產運輸成本，為項目帶來巨大經濟效益。（2）通過3DMine的地表模塊、露天設計模塊，實現了礦山開拓系統建設的三維可視化。3DMine作為國內一款三維礦業軟件，其鉆孔數據庫模塊、實體模塊、塊體模塊、地下設計模塊功能強大，與其他軟件兼容性好，適合國內礦山企業的日常使用。

參考文獻：

[1]柳波，陳廣平.基于3DMine的賈家堡鐵礦三維地質建模技術研究[J].金屬礦山，2010，（增刊）：729-732.

[2]北京三地曼礦業軟件科技有限公司.3DMine礦業工程軟件地質工程師教程.北京：北京三地曼礦業軟件科技有限公司，2009：42-56.