基于爆区管理系统的矿石台帐管理研究

2019-03-18刘平旭宋自平

采矿技术 2019年4期

关键词：爆区自卸车矿石

刘平旭，宋自平

基于爆区管理系统的矿石台帐管理研究

刘平旭，宋自平

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川成都 610072)

莱比塘露天铜矿项目依托GPS智能调度系统成功开发了爆区管理系统，并成功应用于爆区矿石台帐管理，实现了矿石管理动态可视化，比原人工矿石台账管理更加精确、快捷，更好地实现了矿石台帐管理自动化，可为类似工程的应用提供借鉴和参考。

露天铜矿；爆区管理系统；矿石台帐管理；动态可视化；自动化

1 工程概述

莱比塘露天铜矿项目是中缅经济合作的一个大型项目。中国电力建设股份有限公司中标承建了该项目的前期基建剥离及生产期前10年采剥工作，由其子公司水电十局有限公司与水电三局有限公司组成联营体，具体实施该项目。

2017年，项目成功引入爆区管理系统对矿山各个爆区实现自动化管理。“爆区管理系统”又叫“配矿管理系统”，是GPS智能调度系统的子系统，由系统供应商东方测控针对莱比塘铜矿项目的需求而开发的，属国内首次运用。爆区管理系统的主要功能包括爆区状态、设计方量、爆区物料以及矿石台帐等的管理。

2 原矿石台帐人工管理存在的问题

认真做好矿石台帐管理是为更好促进矿山合理开发和生态环境保护，为矿产资源集约利用与持续发展发挥重要作用。在2017年以前，莱比塘铜矿项目的矿石台帐管理是通过人工统计记录进行的。主要工作流程如下：

（1）爆区矿石圈定报告：地质部门根据爆区设计及从穿爆作业部门获取的爆区信息（包括爆区编号、炮孔位置及编号等），对爆区内各个炮孔进行岩粉取样送化验室化验，根据岩粉样品化验结果在爆区设计图中画出各矿石区域，并计算出各爆区矿石量以及平均品位，形成爆区矿石圈定报告。

（2）现场划界：地质部门根据爆区矿石圈定报告，在现场按爆区对爆堆进行实地放点拉线，圈定出矿石区域。并向采矿作业部门进行交底，采矿作业部门再对铲装设备操作手进行交底。

（3）记录铲装设备工作爆区编号：地质部门每天记录每台铲装设备的工作爆区编号。

（4）自卸车司机填写工作卡：自卸车司机在每次装车的同时填写工作卡。填写内容包括自卸车编号、为其装车的铲装设备编号、物料类型（由铲装设备操作手通过事先约定好的鸣笛次数传达给自卸车司机）、物料卸载位置（由现场调度员指令）。

（5）统计各爆区矿石：统计员在第二天根据收集到的前一天挖掘机的工作位置，以及自卸车工作卡，统计出前一天各爆区的矿石装运量和卸载地点。

（6）报表形成：根据每日统计结果，计算出各个爆区矿石余量、采矿贫化损失率、堆浸场自卸车直接入堆矿石量和金属量、经破碎站加皮带机入堆矿石量和金属量。

这种人工记录的方式虽然有效，但是随着采剥规模的不断扩大，现场设备持续增加，而生产要求也越来越精细，人工记录的工作强度越来越高，记录的准确性和效率降低，已不能满足现场大规模生产需求，究其原因主要有：

（1）爆区设计与穿爆作业部门提供的爆区信息可能不一致，导致取样位置偏差，从而导致矿石圈定不准确，增大矿山采矿贫化损失率造成资源浪费；

（2）爆区信息经过多级交底传达，管理路径冗长，导致错误率高、工作效率低；

（3）大型铲装设备工作范围较大、铲装设备临时调动、现场爆区之间界限不明显，可能导致地质人员记录各台铲装设备工作的爆区编号不准确，导致爆区矿石台帐不准确，进而影响各爆区矿石余量以及各卸载点矿石品位统计的准确性；

（4）铲装设备操作手给出的鸣笛次数信号模糊、调度员给出的指令模糊导致卡车司机卸载错误；

（5）卡车司机在填写工作卡时可能出现失误，导致矿石台帐统计不准确；

（6）统计员面对的记录信息多，统计工作强度高，记录本字迹潦草等，导致统计结果错误率高，影响统计结果的准确性；

（7）矿石台帐统计时间及周期较长，对矿石管理不能实现及时性。

综上所述，有必要对矿石台帐的管理方式进行升级，以适应大规模生产的需要。

3 爆区管理系统

从2017年开始，莱比塘露天铜矿项目逐渐进入达产期，采剥生产规模达到了设计规模的69000 kt/a，采矿设备也达到了100多台，其中有79台TR100（载重91 t）自卸车、10台NTE260（载重236 t）电动轮自卸车、12台液压挖掘机（其中，2台6.5 m³正铲、3台11 m³正铲、4台12 m³反铲和2台22 m³正铲）及6台牙轮钻机（穿孔直径250 mm），如此多的设备势必导致矿石管理工作更加复杂和困难。为解决因规模增大带来的人工管理矿石台帐的各种问题，准确把握矿石信息，提高生产效率，降低生产成本，莱比塘露天铜矿采矿项目利用GPS智能调度系统的爆区管理系统进行矿石台帐管理。其操作流程为：

（1）爆区矿石圈定报告：穿爆作业部门将设计爆区信息上传至爆区管理系统，钻机操作手根据设计数据定位穿孔。穿孔时，钻机车载GPS智能调度系统终端的高精度定位功能自动记录实际钻孔位置、深度等信息，并自动上传到GPS智能调度系统服务器。地质部门只需直接下载钻机实际爆区信息，根据该信息进行岩粉取样和样品化验，然后圈定爆区矿石区域，计算矿石储量和平均品位，并上传到爆区管理系统，形成矿石圈定报告。

（2）现场划界：地质部门根据爆区矿石圈定报告，在现场按爆区对爆堆进行实地放点拉线，圈定矿石区域，完成现场划界。并向采矿作业部门进行爆区矿石现场划界交底。

（3）设备调度：GPS智能调度系统调度室根据现场生产情况，在爆区管理系统里为铲装设备分配爆区，为铲装设备分配自卸车，为自卸车分配卸载位置。

（4）报表形成：设备上的GPS智能调度系统车载终端会自动记录设备工作情况并上传到GPS智能调度系统服务器，实时形成矿石台帐信息，包括：爆区矿石余量、采矿贫化损失率、堆浸场自卸车直接入堆矿石量和金属量、经破碎站加皮带机入堆矿石量和金属量。

爆区管理系统实现了爆区管理信息可视化，精确统计爆区信息，满足了大规模生产的矿石台帐管理需求，比人工矿石台帐管理方法智能快捷。爆区从创建开始直至施工完成后，在生产的各个阶段所产生的所有信息均存储在爆区管理系统中形成了完整的生产数据库。用户和管理人员可以登录GPS智能调度系统的报表管理中心，查询或生成下载不同长度时间段的矿石台帐信息。

利用爆区管理系统管理矿石台帐解决和优化了以下几个问题：

（1）钻机车载终端系统自动生成的钻孔实际信息更准确及时，利于岩粉取样工作。

（2）上传的所有爆区信息均为二维可视，且同一信息在系统里具有唯一性，避免了重复和错误的发生，不仅可以在GPS智能调度系统调度室的计算机查看，还可以在车载终端系统和相关管理人员的PC、手机上显示。操作简便，沟通及时，省去了层层交底传达的重复工作，避免了交底走样甚至错误的情况，缩短了管理路径，提高了工作效率。

（3）依托GPS智能调度系统的可视化和高精度定位功能，操作手可以实时查看并及时更新所处的工作爆区以便及时更新采掘物料的信息，避免了爆区选择错误以及配矿错误的情况。

（4）GPS智能调度系统的报警模块，可以及时明确传达调度指令，实时监控自卸车运输物料的路径，一旦出现错误，系统将自动报警并提醒操作手重新确定物料信息，以改正错误。

（5）建立数据库自动形成矿石台帐相关报表，避免了人工统计错误和计算错误。

（6）实时查看任何时间段的矿石台帐信息，满足管理决策者快速获取最新矿石台帐信息或历史矿石台帐信息的需求。

莱比塘露天铜矿项目开发的爆区管理系统经过2年的实践，证明能够较好的满足大规模生产情况下矿石台帐管理的需求，但也存在不足需要继续研究和优化：一是该系统尚未形成三维可视化动态图；二是该系统对爆区采掘后还不能对矿体建模进行自动印证，对后期研究矿体形成规律的指导意义还不足。