迪迈排产平台在露天矿山采剥计划编制中的应用*

罗来林，陈鑫，梁超

(1.江西铜业股份有限公司 城门山铜矿, 江西 九江市 332100；2.长沙迪迈数码科技股份有限公司， 湖南 长沙 410083)

0 引言

城门山铜矿是国内智能矿山建设先行者，目前已完成智能化矿山一期建设，正逐步开展二期建设。在采矿智能化方面，城门山铜矿早期已引进迪迈数字采矿软件，应用于地质、测量、采矿等方面并取得了一定的成效。根据城门山铜矿智能化矿山建设规划要求，基于迪迈数字采矿软件并依据城门山铜矿生产实际情况，定制开发了一套采矿作业设计及流程化排产平台，排产平台在品位控制模型建设、计划编制方面优势明显。

1 DIMINE排产平台的数据澈流程

DIMINE排产平台建设主要围绕城门山品位控制模型体系（综合地质勘探和炮孔数据，质量控制可靠程度高），保证采剥均衡、供矿品位均衡为前提，开展自动及人工干预式计划编制，系统流程如图1所示。

1.1 核心基础数据—品位控制模型体系

不同类型的生产计划对矿山的生产指导意义不同，中长期计划的编制具有战略指导意义，涉及范围广，不确定因素多，考虑的是矿山整个生命周期；短期计划的编制涉及范围小，考虑的是实时段采剥平衡和矿石质量达标，更容易把控。针对这种情况，统一整理了城门山矿2008年以来的生产勘探数据和历史地质勘探数据，为形成城门山品位控制模型体系提供了数据基础，品位控制模型包含3个品位模型，不同的品位模型有不同的数据来源，并指导不同类型的排产计划，具体情况见表1。

图1 排产平台系统流程

表1 品位控制模型体系组成

1.2 重要过渡数据—价值模型

价值模型是排产计划自动编制的直接对象，由一键报量功能约束块段模型生成，形体上，由若干个方块垒叠而成，且大小不一的方块保证了价值模型能完全拟合高低不平的地表现状，提高了整体直观性；本质上，它是一个数据的载体，其数据就是整合矿段模型数据所得，并储存在其实体属性里面，数据包含了计划编排时需要统计的坐标、岩性、品位、矿石量、废石量等所有地质要素，如图2所示。

图2 价值模型

1.3 丰富的成果数据—图纸、报表和模型

DIMINE排产平台支持报表、模型一键生成，且报表格式可配置，提供工程制图窗口，支持导出任意切割剖面的布局图，如图3、图4所示。各类成果数据可以附件形式随生产计划上传至矿山数据中心，实现数据系统管理（见图5）。

图 3 2020年度计划统计报表

图 4 某计划三维模型与现状地表

图 5 上传计划表至数据中心

2 排产平台计划编制流程与应用

2.1 排产平台计划编制的主要流程

（1）年计划编制流程。年度采剥计划编制流程如图6所示。

图6 年度采剥计划编制流程

在现状等高线（台阶线）的基础上，设计开采区域的年度终了境界台阶线，再以现状地表、设计台阶线和开采范围线为约束条件，对台阶预测模型进行一键报量，所得价值模型和统计报表即为该年度的排产计划。

（2）中长期计划编制流程。中长期计划编制与年计划类似，将各年度终了台阶线设计出来，然后分别用一键报量生成价值模型，汇总所有价值模型到一个文件中（分图层存放各年度的价值模型）。

在计划编制时，各年度框选价值模型，分别打开各年度的价值模型图层框，将各年度的价值块进行区分，中长期计划价值模型管理如图7所示。（3）短期计划编制流程。短期计划是在价值模型上进行短时间、周期性计划自动编排。自动编制计划分为6步完成，顺序如图8所示。

图 7 中长期计划价值模型管理

图8 短期计划自动编制流程

首先，确定计划名称与类型等；然后，设置每个周期的目标值，包括统计元素的目标品位、总矿量与总剥离量等；最后，设置每个台阶的约束参数，尽可能地按现场实际情况来自动排计划，满足工程需求，参数设置完成后，直接执行计划即可，系统会根据目标要求和约束限制求得最优解，生成计划。

（4）人工干预计划编制。任何类型的计划编制出来后，都支持人工干预调整计划，人工圈定价值块，进行“多退少补”时，可自动更新所排计划的采剥量、预计品位、氧化率等数据，如图9所示。

图 9 人工干预计划操作界面示意

2.2 排产平台遇到的问题及解决方法

排产平台自上线运行以来，在计划编制方面取得了很多喜人成果，但是也同样遇到了很多问题，主要问题及解决方式如下。

（1）炮孔数据缺失。在对炮孔取样化验编录的过程中，会因多种因素导致一些炮孔数据丢失，当该位置的块段模型需要更新时，没有所依靠的炮孔数据。针对这种情况，采用了2个解决方法，一是通过扩大属性更新控制范围，让距离该位置较近的炮孔对其直接更新；二是利用该位置上下几个台阶已有的炮孔数据生成“局部模型”，再根据模型情况推断“空白区域”的岩性、品位等信息，手工录入生成该区域的炮孔数据后更新。

（2）属性更新功能参数设置的不确定性。在属性更新功能中，虽然提供了各方位及任意距离的更新参数设置，但在实际设置中，往往没有可靠的依据进行指导，为解决该问题，结合所有能利用的数据，最大限度获取参数信息，包括矿体模型、二次圈定图以及利用上水平若干台阶的炮孔数据。

（3）在建立价值模型过程中，价值块缺失。价值模型是依据块段模型、设计线、范围线、参数设置等约束条件，运用特定算法全自动生成，在生成过程中任何一项数据出错都有可能出现价值块缺失问题，在排产平台上线前，价值块缺失问题成为了主要的技术瓶颈。块段模型在更新过程中出错导致了部分地质数据缺失，最终会导致价值块缺失。

（4）每日现状线如何实现快速更新。每日现状的更新是确保配矿计划准确的重要保障，安排测量人员每日更新现状图工作量很大，不符合智能化矿山建设要求，通过每日作业量统计推算剩余矿量、手持GNSS终端取点2种方式可有效解决此问题。

2.3 排产平台的主要优势

与传统的运用CAD软件进行计划编制的方式相比，迪迈排产平台在计划编制方面优势明显，主要体现在以下4个方面。

（1）计划编制的便捷性。利用排产平台进行计划编制更加方便快捷，其快捷性主要体现在采剥设计方面，DIMINE软件及其排产平台提供了掘沟、矿岩自动圈定、一键报量、自动+人工干预编制计划等多种工具，在计划编制过程中运用这些工具，能够大大提高计划编制效率，避免了CAD编制计划过程中人工修图、计算等繁琐工作。

（2）编制过程的直观性。排产平台作为基于DIMINE软件深度定制的计划编制系统，计划编制三维可视化是其一大亮点。传统CAD软件为二维软件，计划编制过程中需要将三维实体转化为二维，并体现在CAD图中，这个过程较为耗时，且在现状复杂区域容易出错。而排产平台三维可视化计划编制则不存在这个问题，整个编制过程直观，编制效率大大提升。

（3）产品指标的准确性。根据城门山铜矿实际情况，开发出了“自动编制计划+人工干预”计划编制功能，能有效控制计划指标。传统CAD计划编制过程中，最为耗时的就是核算最终产品指标，需要依据上一层炮孔品位图手工圈定矿岩界限并计算品位，耗时极长。而排产平台可在采剥范围圈定完毕后即可自动核算计划指标与预计指标，快捷精准。

（4）计划成果的可操作性。排产平台编制的计划直观、准确，可快捷地分解为日计划，依据日计划指导生产实际，大大提升计划的执行率。

2.4 排产平台运用效果

自2019年11月排产平台正式运行以来，在计划可操作性及执行率等方面，取得了初步成效，主要体现在以下3个方面。

（1）工程布局更加科学合理。计划编制过程中，通过方便快捷的采矿设计、矿岩自动圈定、一键报量等功能，极大地优化了工程布局，对于计划指标的完成起到了决定性作用。

（2）计划直观准确，便于理解，指导性强。通过三维软件展示，运行工段对于计划理解更加深刻，计划执行率大大提升。

（3）产品指标超额完成计划值。2020年上半年通过采剥计划指导，各项计划指标、对标指标均超额完成。

3 结语

采矿作业设计与流程化排产平台是城门山铜矿智能化矿山建设项目之一，也是采矿智能化的基础。在项目建设过程中，城门山铜矿采矿场技术人员全程参与了排产平台开发、完善、运用全过程。排产平台自2019年11月初运行以来，取得了诸多喜人成果，较传统的计划编制软件在各方面都有了明显提升，智能化矿山二期将继续完善排产平台日计划功能及爆破设计功能，助力城门山铜矿智能化矿山建设。