MineSight軟件在大型磷礦山儲量管理的應用研究

姚 華 胡慶雄 余家龍 易思剛3

（1.貴州開磷有限責任公司；2.南昌致輝泰克科技有限公司）

近些年來，隨著礦業信息化、數字化及智能化觀念的普及，國內眾多礦山企業正在大力地建設數字礦山，并朝智能礦山的方向發展，以期待在礦山技術升級或轉型過程中盡可能地提高企業的經濟效益。

礦業活動的對象是埋藏在地下的礦產資源，礦產資源是礦物質在一定的地質條件下，經一定的地質作用聚集而成的不可再生資源。隨著地質勘探工程的不斷加密，礦產資源可分為推斷資源量、控制資源量和探明資源量，而控制資源量和（或）探明資源量中在當前生產技術條件下可經濟采出的部分，在考慮了可能的損失和貧化后即為礦石儲量［1］。

作為礦山生產直接面對的作業對象，如何快速、有效地管理礦石儲量，進而編制合理的采礦生產計劃，是礦山生產管理一直在探索的重要課題。

本研究以國內某大型磷礦山（以下簡稱“該礦”）為例，介紹該礦借助MineSight 軟件[2-3]進行儲量管理及應用的新途徑。

1 MineSight軟件簡介

MineSight 是一款由美國Mintec 公司于1974 年研發的涵蓋礦山測量、地質建模及資源估算、采礦設計、生產規劃和安全管理等的綜合性礦業軟件，它是中國國內最早用于數字礦山建設的三維礦業軟件之一。

2 儲量管理及應用

2.1 礦山簡介

作為國內大型地下開采的磷礦床，該礦礦層走向近南北向，總體傾向東，平均傾角約20°。礦層延展規模南北長約15 km，東西寬2～3.8 km，平均厚度約5.5 m。五氧化二磷（P2O5）平均品位約33%，目前保有的礦產資源量約10 億t，是我國磷礦石的重要生產基地。

2.2 礦體模型類別

為滿足礦山遠景規劃、中期計劃和短期計劃等的應用需求，該礦根據礦化信息的數據來源由少到多依次構建了勘探模型、開拓模型和備采模型3種類別的礦體模型[4]。

（1）勘探模型為地質普查、詳查和勘探階段施工的鉆孔構建的礦體模型。

（2）開拓模型為在勘探模型的基礎上，結合礦山開拓工程掘進時揭露的礦體中段水平地質界線構建而成的礦體模型。

（3）備采模型為在開拓模型的基礎上，結合礦山采礦時揭露的礦體分層水平地質界線構建得到的礦體模型。

如圖1所示，隨著采礦活動的不斷深入，礦山揭露的礦化信息也逐漸增多，由此構建的勘探模型、開拓模型和備采模型的精度和地質可信度也隨之提高。

礦體模型精度的高低，決定了其在礦山開發周期中服務的對象和范圍。如圖2所示，勘探模型精度最低，通常用于估算礦產資源量及礦山遠景規劃；開拓模型用于估算開拓礦量及作為中段/盤區井巷工程設計的依據；而精度最高的備采模型則用于估算備采礦量，并作為采場/采切工程設計、生產計劃編制和生產管理的依據。

2.3 礦體模型更新

通常，在礦山地質勘探活動結束后，若沒新增的探礦工程，勘探模型構建后可不再更新。而隨著礦山生產活動地不斷深入，該礦利用井巷工程掘進和采場采礦揭露的礦化信息修正勘探模型，并將之升級為開拓模型和備采模型。

該礦應用水平巷道礦化信息更新礦體模型的流程如下所述。

（1）掘進水平巷道。

（2）在橫穿礦體的石門中實測礦體頂、底板坐標點。

（3）將實測的礦體頂、底板坐標點導入MineSight軟件，結合勘探模型依次在各分層水平上修改礦體輪廓線，見圖3。

（4）根據更新后的分層水平礦體輪廓線，構建盤區/分層/采場的礦體模型及盤區斷層模型，見圖4。

為促進礦體模型的應用，該礦根據生產實踐編制了數字礦山技術規范，并定期對具備條件的區域進行礦體模型的更新，以不斷提高礦體模型的精度，為礦山儲量管理創造必要的條件。

圖5 和圖6 為不同礦體模型的對比，從中可知，3種類別礦體模型的形態差異較大，因此，及時構建、更新礦體模型，對礦山儲量的精確管理和應用有著重大的現實意義。

2.4 儲量動態更新

為便于儲量管理，該礦以盤區為單元、采場為最小管理對象，定義了“備采礦量、正在回采、已充填和不可采礦量”4 種采場現狀，并給每個采場的三維模型賦上相應的現狀屬性（圖7），在某個時間節點，每個采場有且只有一種現狀屬性［5］。

每個月底，礦山技術人員根據井下的生產實測圖，修改與上期（月）相比已發生變化的采場的現狀屬性，進而實現了采場生產現狀的更新及三維可視化。

基于更新的采場現狀，借助MineSight 軟件的查詢工具，可快速得到各盤區保有的備采礦量、正在回采的礦量、采空區需要的充填量等（圖8），并將其整理到電子表中，作為后續編制采礦生產計劃的依據。

與傳統的儲量估算方法（①在AutoCAD 平面圖上測量礦體各分層的平面厚度、計算礦體傾角；②通過電子表計算得到每個采場/盤區的礦量）相比，通過MineSight 軟件直接查詢三維采場模型要高效得多，這不僅為礦山技術人員節省了大量的時間，也縮短了礦山管理決策和計劃決策的時間。

由于備采模型是每月底定期更新一次，考慮到該礦采場回采的生產周期（切割工程—礦塊回采—空區充填）通常大于1個月，從這方面來說，該礦已實現了采場儲量的動態更新及管理。

3 結束語

（1）經過多年的數字礦山建設及應用實踐，該礦已成功探索出了一種儲量動態更新及應用的新途徑。

（2）該礦建立的3 種礦體模型，既為儲量的日常管理應用提供了基礎，也為礦山后續實現智能化開采創造了條件。

（3）借助先進的三維礦業軟件，該礦實現了便捷的三維礦體建模和三維可視化管理，有助于礦山工作人員快速理解、掌握井下的生產現狀，促進了數字礦山技術在該礦的普及應用。

（4）通過推廣應用3 種類別的礦體模型，可實現礦石儲量的動態更新及應用，為編制礦山采礦計劃提供準確的儲量依據，有助于提高礦山的生產效率、決策效率和管理效率，進而增強礦山在市場經濟中的競爭力。