MineSight软件在大型磷矿山储量管理的应用研究

姚 华 胡庆雄 余家龙 易思刚3

（1.贵州开磷有限责任公司；2.南昌致辉泰克科技有限公司）

近些年来，随着矿业信息化、数字化及智能化观念的普及，国内众多矿山企业正在大力地建设数字矿山，并朝智能矿山的方向发展，以期待在矿山技术升级或转型过程中尽可能地提高企业的经济效益。

矿业活动的对象是埋藏在地下的矿产资源，矿产资源是矿物质在一定的地质条件下，经一定的地质作用聚集而成的不可再生资源。随着地质勘探工程的不断加密，矿产资源可分为推断资源量、控制资源量和探明资源量，而控制资源量和（或）探明资源量中在当前生产技术条件下可经济采出的部分，在考虑了可能的损失和贫化后即为矿石储量［1］。

作为矿山生产直接面对的作业对象，如何快速、有效地管理矿石储量，进而编制合理的采矿生产计划，是矿山生产管理一直在探索的重要课题。

本研究以国内某大型磷矿山（以下简称“该矿”）为例，介绍该矿借助MineSight 软件[2-3]进行储量管理及应用的新途径。

1 MineSight软件简介

MineSight 是一款由美国Mintec 公司于1974 年研发的涵盖矿山测量、地质建模及资源估算、采矿设计、生产规划和安全管理等的综合性矿业软件，它是中国国内最早用于数字矿山建设的三维矿业软件之一。

2 储量管理及应用

2.1 矿山简介

作为国内大型地下开采的磷矿床，该矿矿层走向近南北向，总体倾向东，平均倾角约20°。矿层延展规模南北长约15 km，东西宽2～3.8 km，平均厚度约5.5 m。五氧化二磷（P2O5）平均品位约33%，目前保有的矿产资源量约10 亿t，是我国磷矿石的重要生产基地。

2.2 矿体模型类别

为满足矿山远景规划、中期计划和短期计划等的应用需求，该矿根据矿化信息的数据来源由少到多依次构建了勘探模型、开拓模型和备采模型3种类别的矿体模型[4]。

（1）勘探模型为地质普查、详查和勘探阶段施工的钻孔构建的矿体模型。

（2）开拓模型为在勘探模型的基础上，结合矿山开拓工程掘进时揭露的矿体中段水平地质界线构建而成的矿体模型。

（3）备采模型为在开拓模型的基础上，结合矿山采矿时揭露的矿体分层水平地质界线构建得到的矿体模型。

如图1所示，随着采矿活动的不断深入，矿山揭露的矿化信息也逐渐增多，由此构建的勘探模型、开拓模型和备采模型的精度和地质可信度也随之提高。

矿体模型精度的高低，决定了其在矿山开发周期中服务的对象和范围。如图2所示，勘探模型精度最低，通常用于估算矿产资源量及矿山远景规划；开拓模型用于估算开拓矿量及作为中段/盘区井巷工程设计的依据；而精度最高的备采模型则用于估算备采矿量，并作为采场/采切工程设计、生产计划编制和生产管理的依据。

2.3 矿体模型更新

通常，在矿山地质勘探活动结束后，若没新增的探矿工程，勘探模型构建后可不再更新。而随着矿山生产活动地不断深入，该矿利用井巷工程掘进和采场采矿揭露的矿化信息修正勘探模型，并将之升级为开拓模型和备采模型。

该矿应用水平巷道矿化信息更新矿体模型的流程如下所述。

（1）掘进水平巷道。

（2）在横穿矿体的石门中实测矿体顶、底板坐标点。

（3）将实测的矿体顶、底板坐标点导入MineSight软件，结合勘探模型依次在各分层水平上修改矿体轮廓线，见图3。

（4）根据更新后的分层水平矿体轮廓线，构建盘区/分层/采场的矿体模型及盘区断层模型，见图4。

为促进矿体模型的应用，该矿根据生产实践编制了数字矿山技术规范，并定期对具备条件的区域进行矿体模型的更新，以不断提高矿体模型的精度，为矿山储量管理创造必要的条件。

图5 和图6 为不同矿体模型的对比，从中可知，3种类别矿体模型的形态差异较大，因此，及时构建、更新矿体模型，对矿山储量的精确管理和应用有着重大的现实意义。

2.4 储量动态更新

为便于储量管理，该矿以盘区为单元、采场为最小管理对象，定义了“备采矿量、正在回采、已充填和不可采矿量”4 种采场现状，并给每个采场的三维模型赋上相应的现状属性（图7），在某个时间节点，每个采场有且只有一种现状属性［5］。

每个月底，矿山技术人员根据井下的生产实测图，修改与上期（月）相比已发生变化的采场的现状属性，进而实现了采场生产现状的更新及三维可视化。

基于更新的采场现状，借助MineSight 软件的查询工具，可快速得到各盘区保有的备采矿量、正在回采的矿量、采空区需要的充填量等（图8），并将其整理到电子表中，作为后续编制采矿生产计划的依据。

与传统的储量估算方法（①在AutoCAD 平面图上测量矿体各分层的平面厚度、计算矿体倾角；②通过电子表计算得到每个采场/盘区的矿量）相比，通过MineSight 软件直接查询三维采场模型要高效得多，这不仅为矿山技术人员节省了大量的时间，也缩短了矿山管理决策和计划决策的时间。

由于备采模型是每月底定期更新一次，考虑到该矿采场回采的生产周期（切割工程—矿块回采—空区充填）通常大于1个月，从这方面来说，该矿已实现了采场储量的动态更新及管理。

3 结束语

（1）经过多年的数字矿山建设及应用实践，该矿已成功探索出了一种储量动态更新及应用的新途径。

（2）该矿建立的3 种矿体模型，既为储量的日常管理应用提供了基础，也为矿山后续实现智能化开采创造了条件。

（3）借助先进的三维矿业软件，该矿实现了便捷的三维矿体建模和三维可视化管理，有助于矿山工作人员快速理解、掌握井下的生产现状，促进了数字矿山技术在该矿的普及应用。

（4）通过推广应用3 种类别的矿体模型，可实现矿石储量的动态更新及应用，为编制矿山采矿计划提供准确的储量依据，有助于提高矿山的生产效率、决策效率和管理效率，进而增强矿山在市场经济中的竞争力。