对开发铜矿峪矿二期工程出矿计划编制软件系统的认识

2012-01-27文留海

中国矿业 2012年1期

文留海

(柳州华锡有色设计研究院有限责任公司，广西柳州545005)

自然崩落法是一种规模大、效率高、成本低的采矿方法，放矿控制是其成功的关键。出矿计划编制是放矿控制的重要内容之一，经过多年的实践和完善，铜矿峪矿拥有一整套较完备的自然崩落法的出矿计划编制软件系统。随着矿山年产量的增加和开采深度的加深，矿床模型、出矿设备等都发生了的变化，原有的排产原则已不适应目前的生产条件。因此，针对该矿二期工程生产的具体要求，有必要在总结原有科研成果的基础上，创新性地重新开发出矿计划编制软件系统，以适应该矿二期工程的生产条件。

1 重新研发的必要性

1.1 原有系统成果

原有的软件系统达到了以下目的：

1）在研究过程中充分考虑了一期工程的实际状况，保证了放矿模型在一期工程的可行性。

2）安排计划时，服从于矿山生产的整体要求，使出矿品位计算结果符合实际，贫化损失达到最佳的指标值。

3）能够根据需要和可能，合理地按排年、季、月的排产计划，并对损失贫化等指标进行计算。

4）具备随机输出不同时期各种纵横放矿剖面图的功能，地表线、崩落线、矿岩接触线在图形上都能反映。

5）具有输出各种效率指标图表的功能，包括台班效率、台日效率、电耙台效等指标。

6）能直接读入矿床模型的成果。

1.2 原有系统的不足

原有的软件系统对于一期工程具有很好的适应性，但对于二期工程却存在明显的不足，现简要总结如下：

1）人机对话功能与交互性差，不能充分发挥现有软硬件系统的优势。

2）拓展功能、通用功能和可移植性差，不能运用到二期工程和其它生产条件类似的矿山生产中去。

3）只能用平面图形而不能以立体图形的方式更直观地反映开采过程或终了的矿岩图形界面，辅助决策功能较差。

4）针对一期工程的电耙出矿方式开发，不能适用于铲运机的出矿方式。

5）只适用于单个矿体，没有多矿体之间配矿功能，不能满足下部中段的需求。

6）严格按照矿石崩落面和矿岩接触面45°斜面进行推进，没有考虑到市场铜金属价格对编制生产计划的影响，在控制出矿品位的灵活性方面显得不够。

7）地质品位模型中，品位值按10m×10m×10m块逐个进行赋值，拓展功能和灵活性均较差，不能满足15m×15m×15m块和其他品位块的要求。

8）一期工程的出矿方式为电耙出矿，漏斗间距为10m×10m；二期工程中漏斗间距为15m×15m，出矿方式以铲运机出矿为主，两者的放矿椭球体大小、岩移规律和放矿过程中的贫化点都不相同。

9）排产品位计算模型没有完全数学化，只是运用手工量取结果进行相应运算，计算结果存在较大误差，有必要对15m×15m×15m块排产品位计算，建立完全数学化的计算模型。

10）原有的矿床模型中的相关参数必须进行修正，以适应各中段内矿体的实际形态。

3 必要的前期工作

开发软件系统之前，必须通过一系列试验测出软件系统需要的相应参数，确定排产编制原则等等。

3.1 放矿物理模拟试验

采用一定的放矿几何模拟比，按照铜矿峪矿各类岩石区不同崩落块度的百分比组成，进行室内的单斗和多斗试验，达到下列试验目的。

1）放矿椭球体几何参数的确定：漏斗间距变为15m×15m之后，放出体大小形态发生了变化，放矿椭球体的长短轴、偏心率等几何参数也发生了改变，需要重新确定。

2）在新的放矿椭球体中，贫化开始点需要重新确定，随着放矿工作的进行，废石混入量的多少及其变化规律需要进一步研究。

3）在新的出矿底部结构下，放矿损失率、贫化率等出矿指标的重新评价。

3.2 矿岩松散系数的确定

通过单斗放矿或者多斗同时放矿情况下，不同的放矿高度和松散系数之间的关系，进而达到以下的试验目标。

1）确定待崩矿体与已崩矿体之间的松散隔离带。根据不同情况下矿岩的松散系数，合理确定隔离带的相对位置和隔离带内各出矿点的放出矿量，防止已崩矿体上方的废石混入待崩矿石下面，造成损失和贫化。

2）根据松散系数的变化规律，准确确定各出矿点的放矿量，避免过量放矿在崩落面与崩落矿堆之间出现大的空隙，或者放矿量不足在底部结构产生过大应力集中的情况发生。

3）依据松散系数与不同矿堆高度的关系，利用计算机系统准确绘制、显示和打印输出采场内矿岩接触面的三维图形，及时指导放矿控制工作，为放矿控制起辅助决策作用。

3.3 放矿控制原则的确定

出矿计划编制软件开发之前，必须确定以下的放矿控制原则。

1）排产模型的建立。

2）排产品位计算模型的建立(数学化)。

3）约束条件的确定与排产的优化。

4）隔离带的相对位置的判断与放矿约束。

5）多目标放矿优化方法及多矿体配矿原则的确立。

3.4 相关的计算机技术的实现

要实现以下计算机技术：

1）根据放矿控制原则建立数学模型。

2）非正常漏斗标记方法的确定。

3）图形技术的计算原则与实现方法。

4）数据接口技术的研究与实现方法。

5）排产常数、崩落指数等输入、修改方法的确定。

4 出矿计划编制软件的研发

软件系统除实现必需的功能外，还要在易用性、通用性、可移植性和可拓展方面充分地予以考虑。因此，必须选择操作简单、技术先进和性能稳定的操作系统，选择语言框架简单、通俗易懂、运行效率高、具有三维图形功能和可移植性、可拓展性强的编程语言，采用多种较先进的软件技术进行系统的研发。

1）操作系统：WindowsXP(或 Windows7)。

2）编程工具：可视化语言VisualC++(6.0或2010版）。

3）图形工具：OpenGL(或 VisualC++.NET)三维图形系统。

4）主要采用的软件技术：DLL（动态链接库）技术、与AutoCAD的接口技术、MDI技术、三维图形处理等等。

5）除实现原有软件系统具有的功能外，还应增加以下功能：①建立15m×15m×15m矿块的品位计算数学模型，利用动态链接库技术完成排产矿量和排产品位的计算；②多矿体同时放矿条件下的配矿功能及多目标优化功能的开发；③增强型的数据统计分析和数据链接功能；④实现软件与矿床品位模型、报表统计模块间数据的无缝链接，实现高效便捷；⑤利用OpenGL(或VisualC++.NET)实现放矿过程中，矿石崩落面、矿岩接触面和放矿终了等三维图形的可视化及打印输出；⑥排产常数通过对话框中的属性页方法输入，崩落指数通过图形界面输入；⑦系统帮助功能，把帮助文件存储为*.chm或*.hlp格式，方便查阅；⑧各种表格和三维图形的所见，即所得打印预览及打印输出功能；⑨AutoCAD接口；⑩移植和拓展工作的前期准备。