Surpac軟件在烏努格吐山銅鉬礦露天采場最終境界設計中的應用

楊春雨

（中國黃金集團內蒙古礦業有限公司，內蒙古 呼倫貝爾 021400）

烏努格吐山銅鉬礦位于內蒙古自治區滿洲里市南西22km，礦區面積9.8平方公里，銅金屬儲量300萬噸，鉬金屬儲量60萬噸，為我國第四大銅鉬伴生礦床。采用露天開采的方式進行采剝生產，采選能力已達8萬噸/日，年處理礦量約2800萬噸，年產金屬銅7萬噸鉬6千噸，產值31.4億元。烏山露天礦采礦設計是在境界優化結果既Whittle輸出坑殼基礎上在保證最終邊坡角的前提下設置開采臺階、運輸系統等。文章重點研究如何運用Surpac軟件對露天采場進行有效的設計，其中包括臺階、公路方面的設計；應用軟件建立地表模型，進行建模設計前要了解設計要求，繪制編輯線能夠輸出為界限文件，將輸出文件匯總編輯完成境界模型。

1 數據準備

露天礦采礦設計前需要準備相應數據，需要準備的主要原始材料有：地表模型、境界優化坑殼、邊坡設計參數、地質資源模型等；設計前需要生成數據包括：臺階參考線、底部周界等。

1.1 臺階參考線

①打開選定的境界優化結果，例如，我們選擇7號.dtm。②做DTM的等值線，形成臺階參考線。

菜單選擇：DTM工具>>等值線>>做當前層DTM等值線。

在臺階參考線頁面中將最大、最小等值線完整填寫進去，重點關注內容為等值線的間隔，通常情況下，所輸入的臺階高度數值15m左右就可以，軟件輸出的參考線都有與之相對應的臺階。假設臺階高度發生較大的變化，在軟件中輸入的臺階高度數值要注意其是否在合理范圍。如出現公約數數值的臺階高度，可將非臺階高度線進行刪除處理，所得到的就是與高程臺階相匹配的參考線。獲得的臺階參考線如下，形成的線文件自動保存在等值線圖層（如圖1）。

圖1 等值線圖層

最上面的圖層為等值線圖層，對輸出的文件存儲成臺階參考線形式。每一個臺階參考線其實都是str內的一部分，整體來看較為混亂，對其進行區分較為困難，因此需要將這些臺階線按照高程進行劃分。菜單選擇：線文件工具>>組合>>分割文件選項>>劈切范圍內線文件。填寫步驟如下，其中起始線串編號就是劈分完成后線文件的線串編號；公差選擇15（臺階高度）即可。

1.2 底部周界

最終境界設計時應用Surpac軟件，第一步要先確定底部周界，確定邊坡角度，保證臺階高度數據準確。依照礦區的底部寬度及礦區開采深度來劃定底部周界。應用Surpac軟件時，所得到輸出的參考模型是經過境界優化的結果，同時獲取了對應臺階高度的最終參考線，可以將礦區開采深度數據確定下來。①根據底部周界臺階參考線，繪制底部周界限。②將圖中繪制底部周界限進行平滑處理。經過DTM工具>>等值線>>平滑文件中的線串，此操作保證了原有點的位置不發生改變，并將線串做了圓滑，并使用底部周界圓滑替換底部周界文件。

2 采礦境界設計

2.1 設計參數確定

露天采礦最終境界設計邊坡角也是一個重要的考慮因素，根據地質構造、礦巖性質、巖石力學指標等條件確定開采邊坡角，保證巖體的穩定性，避免出現安全隱患。

設計邊坡角通過選擇設計>>露天采礦設計>>確定坡面角的方式確定，近地表30m臺階邊坡角45°、其余作業臺階邊坡角65°。

2.2 公路編輯與擴展

公路設置。

（1）根據底部周界確定出口位置和公路寬度等內容。公路的寬度和運輸機車的選型確定為26.5m。然后確定公路的出口位置，在選定的出口位置處，通過創建>>通過選擇畫圓。繪制一個半徑等于公路寬度的圓。

（2）獲得參考圓以后，經過捕捉點，移動點等編輯功能調整底部周界上的點，確定出口。

（3）創建公路，單擊設計>>露天采場設計>>創建公路。然后選擇基坑確定的基坑出口位置兩端，在彈出窗中錄入如下信息：任意命名公路名稱、公路號，公路類型順時針，在考慮了車輛寬度、公路安全擋墻等因素后確定公路寬度26.5m，車輛爬坡能力等條件，確定公路的坡度，坡度的定義方式為：1:12.5，根據內邊線確定坡度，平盤出口在坡底，平盤尖滅距離20。

（4）擴展段：確定了底部邊界、公路設置、臺階的參數等內容后，可以開始進行露天坑設計，菜單選擇>>設計>>擴展段>>根據臺階高度，選擇底部周界的線串，彈出窗口，設置臺階高度、Z方向向上、水平方向擴展，形成結果。

（5）創建平臺寬度，形成了一個臺階高度后，需要建立一個平盤，選擇設計>>擴展段>>根據平盤寬度，然后選擇線串，也就是臺階的坡底線，彈出窗口，在彈出窗口錄入：擴展方式為總是，默認平盤寬度5，平盤梯度0，水平寬度擴展，擴展結果（如圖2）。

圖2 根據平盤寬度拓展結果

（6）調整平臺寬度，調入同標高臺階參考線，依據同標高臺階參考線調整平臺寬度線，并設置新的出口。

（7）重復設置創建公路>>擴展段>>創建平臺寬度>>調整平臺寬度，線圈高于地表結束（如圖3）。

圖3 拓展結果與地表

2.3 地表處理

①新建DTM模型：調入最后模型，執行DTM工具>>由當前層，拒絕執行斷線檢測，新建完成DTM文件，并保存。②新建封閉圈，DTM工具>>DTM間剪切與相交>>DTM相交線，在第一個DTM圖層中選擇新建的DTM模型，第二個DTM圖層選擇地表模型，輸出層為封閉圈，生成結果為封閉圈str文件（如圖4）。

圖4 封閉圈

2.4 開采境界

①開采境界確定，DTM工具>>DTM間剪切與相交>>用線剪切DTM，選擇要剪切的三角網，在選擇封閉圈用于剪切新建DTM；彈出對話框后選擇邊界線內部保留三角形，新邊界層為開采境界。②按照上述步驟完成三個坑殼開采境界繪制，將三個坑殼合并成最終開采境界文件（如圖5）。

圖5 最終開采境界

2.5 工程量計算

①將文件導航器中的地質資源模型.mdl雙擊調入到圖形工作區，選擇塊體模型>>報告，彈出塊模型報告格式文件對話框，格式文件名錄入“工程量”、輸出報告文件名“工程量”，報告的文件格式“csv-逗號分隔。②塊體模型報告，報告屬性選擇“cu質量平均”、“cu質量合計”“mo質量平均”“mo質量合計”,密度屬性選擇比重“sg”,屬性分組“礦巖類型”。③輸入約束：在約束類型選擇“DTM”,DTM文件選擇“最終開采境界.dtm”、“向上”；點擊“添加”；點擊“執行”。④報表文件（如表1）。

表1 最終開采境界工程量

本文描述烏山銅鉬礦露天采場最終境界設計其重點在于運輸系統設計、臺階角度控制、開采境界圈定等部分，借助計算機強大的計算能力以及優秀的優化能力，進行最終境界設計過程簡單結果精確。設計出一個合理且精確的最終開采境界，為指導露天礦山生產起到極其重要的作用。