DIMINE软件在安徽开发矿业精矿盘存中的应用

肖丽娟 黄 辉

(五矿矿业控股有限公司，安徽 合肥 230000)

0 引言

铁矿石、铁精矿是安徽开发矿业公司主要生产产品，库存铁矿石、铁精矿是流动资产重要组成部分，其盘存管理是企业正常生产经营活动的基础工作之一。安徽开发矿业公司铁精矿生产能力为280万t/a。为了及时、准确掌握矿山生产活动，每个月对精矿进行4次盘存工作，作为衡量矿山生产活动和生产工艺的重要依据。

安徽开发矿业公司选矿厂分两个系列,即磁铁矿系列和镜铁矿系列。选矿厂精矿矿仓分镜铁矿和磁铁矿两个矿仓，镜铁精矿月底库存约为10万t，磁铁精矿月底库存约5万t。铁精矿堆放分为仓内和仓外两部分，镜铁矿矿仓长88.5m，宽17.2m，深：西面6.8m，东面5.8m，东面距地面3.15m；磁铁矿矿仓长48m，宽17.2m，深：西面6.8m，东面5.8m，

东面距地面3.15m，均呈半地下式，仓内铁精矿由于呈半封闭状态，上有天车轨道，周边大部分由墙壁包围，精矿堆放常超出外墙数米，GPS和全站仪无法进入。仓外堆矿场宽阔平整，能够使用RTK和全站仪进行盘存。

1 矿山铁精矿盘存传统方法

传统的矿山铁精矿盘存方法是实测计算期初和期末各生产台阶推进区段的坡顶线、坡底线，上下平台的高程和地质界线。矿堆结存的矿量可以直接在实地进行剖面测量，剖面间距宜为5～10m,剖面上的高程变化点应测高程；也可以用极坐标法测出矿堆顶线、底线、平台及矿堆表面高程，根据矿堆表面的变化情况一般每50～100m2应测一个高程点。

对于较规则的工作平台，体积计算宜采用水平截面法，结存的矿堆高度变化不大时，也可采用水平截面法；形状比较复杂，高度变化较大的矿区，宜采用垂直剖面法计算体积。

2 目前铁精矿盘存方法

目前，安徽开发矿业精矿盘存方法，由于仓外堆矿场宽阔平整，一般采用全站仪或RTK测量，利用CASS软件直接计算出精矿体积。而仓内由于通视条件受限，且细部点无法有效跟踪，所以根据矿仓特点，人为设置测量断面线，断面间距一般为5～10m，以精矿仓内(西)侧墙壁顶点作为斜角的测距仪，在固定位置测得断面上各个特征点的角度和距离，利用正负号区分其方向，每个断面上取8～12个特征点为准。内业将所采集数据导入AutoCAD中，采用逐个点手工输入的方法，且每绘一条直线都须手工切换起点。绘制最终断面图见图1。各断面图经绘制完成后，根据CAD软件查询出各断面面积及断面间距，采用平行断面法计算精矿仓内精矿体积。

图1 CAD中绘制的断面图

采用以上测量和计算方法来盘存精矿库存量，采用方法正确，过程合理，能够真实放映铁精矿库存情况。但在操作过程中，繁琐的手工输入的内业处理工作占用了整个铁精矿盘存工作更多的工作量，也给内业处理工作带来诸多麻烦，无法对输入过程可视化，完成后也需要反复核对输入过程的准确性，以确保内业过程不出错，这样增加了因人为因素产生盘存误差的几率。

3 DIMINE软件在铁精矿盘存中的应用

DIMINE数字矿山管理软件系统由中南大学数字矿山研究中心的矿业及软件专家们共同研究开发出的新一版基于数字矿山整体解决方案的矿山数字化软件系统，达到了国际领先水平，在全国矿山也得到有效和广泛的应用。以安徽开发矿业公司2018年7月底精矿仓盘存数据为实例,采用传统盘存方法采集断面的数据，结合DIMINE软件特有的计算功能，在软件中生成模型和计算体积。DIMINE软件在处理精矿仓内数据的主要流程包括数据采集与处理、模型建立和填挖方量计算。

——数据采集与处理：因矿仓内特殊环境，无法直接生成坐标数据，仍采用以往铁精矿盘存中设置的辅助断面线，以及断面线控制点坐标采集方法，在固定位置测得断面上各个特征点的角度和距离，利用正负号区分其方向。坐标系统采用相对坐标系统，以矿仓地面西北角为本相对坐标系统原点(0,0,0)，矿仓长度方向为X轴，从北向南为正，宽度方向为Y轴，由西向东为正，矿仓高为Z轴，由下向上为正。

在铁精矿盘存过程汇总，把野外采集的数据(斜距和角度)编辑成表格形式(见表2、3)，利用Excel的公式编辑器功能，根据三角函数分别算出断面线各特征点相对坐标。例如：已知点的1相对坐标为(16.50，0，6.80)待求点2的角度和距离分别为(5.15，55.2°)，通过正弦定理公式计算出待求点ΔX、ΔY、ΔZ的坐标增量，最后待定点2的坐标可按X2=X1+ΔX;Y2=Y1+ΔY;Z2=Z1+ΔZ计算(如图2、3)。

图2 ΔY计算表

图3 ΔZ计算表

由上述方法计算出的各断面线特征点相对坐标点，编辑生成.dat或.csv文本形式(如图4)。

图4 特征点坐标点一览表

——三维模型建立：选矿厂铁精矿堆放因堆放场地而异，分为精矿仓内和仓外两部分。精矿仓内铁精矿三维实体模型由两部分组成：矿仓模型和由仓内铁精矿储矿堆采集的断面数据点生成的模型。

首先，根据精矿仓的形状和规格，生成精矿仓模型。然后，在DIMINE数字矿山软件中，导入经由Excel编辑生成的断面数据点.csv文件，在软件中进行数据转换，建立由仓内铁精矿储矿堆采集的断面数据点生成的三维实体模型(见图5)。

DIMINE矿业软件对测量控制点进行科学处理，模型建立快速、精确，能较好的把现状展示出来，与实际比较贴切，实现了从平面图到三维模型的转换。相对于平面图，测量数据可以更加直观的在三维空间反映。具体操作流程见图6。

图5 矿仓及镜铁精矿实体模型复合图

图6 三维实体模型建立流程图

——DIMINE软件填挖量的计算：矿山测量业务中填挖方量的计算主要是通过在不同时间段对同一工作区进行不同控制点的测量，通过计算前后的体积变化得出填挖方量。

精矿仓计算过程中，当设置参数比较合理，尽量多采用几种方法计算进行对比分析时，最终结果的精度可大幅提高。DIMINE软件给使用者提供了四种计算方法，分别是三角网法、剖面法、网格法与块段法。每种方法适用范围不同，精度标准也不一样。由于安徽开发矿业公司精矿仓的结构和精矿堆积的现状的特殊性，结合实际测量考虑出发，块段法是比较贴合生产需求，我们先在已建立好的精矿仓模型的基础上，圈定需要拓展的实体模型区域，分别选择这两个表面和需要计算的区域，软件能方便计算并直观的显示生成的填挖实体，所以说选择块段法进行计算是最方便有效的方法。

4 应用结果分析

——计算结果：通过目前所采用的铁精矿传统盘存方法以及DIMINE矿业软件块段方法计算，传统方法盘存结果为31 326t，DIMINE矿业软件块段方法计算盘存结果为32 364t，误差1 038t，相对误差3.31%。

——误差分析：根据《冶金矿山测量规范》中规定，矿、岩量验收测量的允许较差：5万吨以下不超过5%；5～10万t不超过4%；10～20万t不超过3%；20万t以上不超过2%。经比较，结果控制在允许较差范围之内。能够作为铁精矿盘存的依据。

5 结语

通过论证，我们日常工作中精矿仓盘存工作是将测距仪测量的断面点距离和角度通过手工录入的方式输入CAD中，进而求出体积。虽然数据采集和处理能够满足日常铁精矿盘存要求，但繁琐的内业处理工作量，给整个盘存工作带来了庞杂的内业处理工作，且需要更多的检核输入过程，有效减少了人为因素带来的误差的出现几率。采用DIMINE矿业软件时，可通过Excel和DIMINE矿业软件建模，提高铁精矿盘存工作效率和计算准确度，还能在三维状态下，真实反映铁精矿堆放情况，检验计算体的形态与事实之间的差别。所以，采用DINIME软件自动建模及计算铁精矿库存量是可行的，也为同类矿山铁精矿的盘存工作，提供了一种快速有效的测量方法。