基于Dimine 软件的三维采矿设计

刘 鹏，李 鹏

（云南股份有限公司大屯锡矿，云南 个旧 661000）

云南锡业股份有限公司大屯锡矿30-22矿体，矿体赋存条件极度复杂，在二维状态下分析根据理解不同，形态因人而异，存在较大的变化，因此运用二维CAD对其进行设计，难度相当巨大，现运用Dimine三维可视化软件对其进行采矿方法的设计。

1 基于Dimine软件的数据建立

设计之初对数据进行了大量的基础数据的建立，包括地质方面的钻孔数据库、矿块模型、矿体模型、地层模型等，测量方面的巷道模型。收集所有原始资料，主要是钻孔和坑道等探矿工程数据，根据平剖面图，核对孔口坐标、钻孔深度、测斜数据、样品数据的信息，编制对应的孔口表、测斜表、样品表，并导入DIMINE软件，生成钻孔数据库。在建立的钻孔数据库的基础上，在不同的剖面线上圈出矿体边界线，或者通过导入矢量化的平剖面图，连矿体时充分考虑地质构造和成矿规律、平剖面图之间相互对应来连接相邻矿体轮廓线，最后形成封闭的空间实体矿体、地层模型；为了便于对矿体进行品位估值及储量计算，运用一定规格的小立方体一个叠一个，模拟出矿体的形态，根据地质估值方法（距离幂、克里格）依据钻孔数据库对每个位置的立方体进行品位体重等属性赋值，最后形成矿块模型；巷道模型的建立需要对井下巷道进行实际测量，最后通过步距法、双线法、腰线法等直接生产巷道模型。

2 数据分析

基于Dimine软件三维数据的基础上，从各种角度进行切剖面分析矿体，在矿块模型的基础上，可以直观的观察到矿体各个位置的品位，为后续采矿方法、矿柱等方面的选择提供了依据，以二维的角度分析矿体的三维形态，再根据矿岩的稳定性，区域内矿体地质条件、开采技术条件、工程地质和水文地质条件做了认真的调查和分析。结合大屯锡矿现所使用的开采设备，采矿方法选择如下：

A、矿厚1m～5m缓倾斜：全面采矿嗣后尾砂充填法。

B、矿厚8m以上缓倾斜：有底柱中深孔空场法

C、厚度2m～5m急倾斜矿体：上向分层胶结充填法

3 采矿设计生成

3.1 上向分层胶结充填法

该部分矿位于花岗岩与大理岩接触带上，走向北18°东，厚度2至5米，倾角0°至79°，矿石量5.8万吨，平均锡品位1.55%，矿石下盘花岗岩较为松散，不宜采用留矿法，矿石品位较高，最终确定上向分层胶结充填法。

矿块沿走向布置，自下而上逐一进行回采，分层高度4m，不留间柱和顶底柱。运用Dimine软件铅锤方向每隔4m切分矿体模型，共计9层矿体模型，分别对各层矿体模型绘制回采巷道，回采巷道规格4m×4m，巷道方向根据矿体走向变化而变化，规格根据矿体厚度进行调整，宽度调整幅度±1m，一条进路将一个分层矿体全部回采完毕，而且一定程度上减小贫化与损失，对应每层回采巷道设计联接现有巷道的开拓斜坡道，以及通风联道，二次通口等巷道模型，每个分层形成一套完整的生产系统，采场搬运方式为铲运机及矿用汽车，每分层矿石回采结束后，用标号C15混凝土进行进路底层充填，然后充填接顶层，为了提高接顶层的充填接顶率，在充填接顶层时分段5m～7m进行接顶。

3.2 全面采矿嗣后废石充填法

该部分矿呈缓倾斜，厚度1至5米，下盘围岩花岗岩，呈松散砂土夹碎块石类，上盘为层状大理岩，中段稳固，局部呈泥质、钙质胶结破碎角砾岩，容易垮塌。矿石量13.3万吨，平均锡品位0.67%，考虑到日后不形成空区，采矿方法选用全面采矿嗣后废石充填法。运用Dimine软件将矿体模型分割主运输巷道保安矿柱，采场以保安矿柱为顶底柱或边界，沿走向或垂直走向布置，并在矿体模型切出矿柱模型，矿柱根据矿体顶板稳定情况尽量选在矿石品位较低的位置（Dimine软件能直观的观察到各个位置品位情况），采场长40m～60m，宽度为10m～16m，高为矿体厚度，采场内沿矿体底板上掘一条上山至上矿块运输平巷联接，形成采场运输矿石的通道及采场完整的通风风路，从主斜坡道至矿块运输道连通采场,形成采场人员，材料，铲运机的通道。回采工作面自采场一端向另一边分梯段由上至下逐步退采，采场开采完毕是将废石填至采场内进行充填。

3.3 有底柱中深孔空场法

该部分矿呈缓倾斜，厚度8米以上，上下盘为层状大理岩，中段稳固。矿石量6.4万吨，平均锡品位0.96%，因矿体厚度较大，上部不存在需要保护的构筑物，采矿方法选用有底柱中深孔空场法。运输平巷沿矿体走向布置于下盘，设置一条通风天井负责进回风。矿体下盘设置两条沿走向凿岩巷道及出矿巷道，在出矿巷道上每隔12.5m掘进一条出矿平巷，最后在矿块边部设置切割天井和切割平巷。切割天井为自由面开掘切割槽，然后以切割槽为自由面逐步崩落采场矿石，采场分多次挤压爆破崩落矿石，每次崩落矿石松动出矿后继续进行后续爆破作业，直至全采场均完成崩矿后才进行大量出矿作业。运用Dimine可进行中深孔设计，在凿岩巷道上画出每排排位线，切出相对应的每排剖面，炮孔设计之前设置炮孔参数：孔底距2m，孔底距容差2m，最小孔口距0.2m，边界容差-0.5，最大孔深30m,；钻机参数：机身高度2m，钻孔直径0.07m，设置好后进行炮孔参数设定：炮孔类型扇形孔（其他类型还有平行孔、单孔、堑沟炮孔），炮孔方向向上，炮孔最外侧角度左45°、右45°，设置好后点击自动布孔，所有的炮孔自动生成，手动对不合理的炮孔进行更改，然后对装药参数进行设置，完毕后可直接运用软件输出技术经济指标（炮孔深度、装药长度、炸药消耗、崩落矿量、矿石品位、损失矿量、每米崩矿量、炸药单耗、损失率、贫化率）。

3.4 采矿方法经济指标

序 项目名称 单位 全面采矿嗣后 有底柱中深 上向分层胶号废石充填法 孔空场法 结充填法1 损失率 % 19.35 15.93 5.00 2 贫化率 % 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 副产矿石率 % 27.95 8.16 15.12 5 采切废石率 % 5.75 17.71 12.62 6 矿块生产能力 t/d 250.0 200.0 200.0

4 结论

借助于Dimine三维可视软件进行设计在基础数据建立的情况下相对于CAD有以下几个优势：①工作效率更高：将抽象的二维图纸矢量可视化，开采技术条件分析更透彻，能更快的理解矿体，尽早进入设计状态，并且设计更趋于精准。②人员投入减少：地测采三个专业基础资料统一在一个模型上，设计时三个专业之间无须提图，运用软件即能对矿体进行储量运算，并得到精确的储量报告，有效减少地质、测量人员的投入；③设计审核时专家更直观易理解设计。