利用三维建模软件降低二步骤回采矿石的贫化率实践
2021-06-30罗准
罗 准
(瓮福(集团)有限责任公司,贵州 福泉 550508)
1 背景
某地下磷矿采用上向分层充填采矿法,以隔一采一的顺序进行回采,一步骤先采奇数矿房,实施充填后,再采二步骤偶数矿房。二步骤偶数矿房回采时,受顶板废石和充填体的影响,回采矿石的贫化率较一步骤有明显升高[1]。
通过对上一年度一步骤和二步骤矿房贫化率统计,测算一步骤回采矿房矿石的平均贫化率为5%,二步骤回采矿房矿石的平均贫化率高达9%。因此,亟需对如何降低二步骤回采矿石的贫化率进行研究。
2 现状调查
通过一步骤和二步骤采矿示意图对比可知,二者采矿方法相同,顶底板围岩情况一样,唯一不同点在于一步骤矿房回采矿石的矿柱为矿体,二步骤回采矿石时,矿柱为充填体(图1 2步骤采矿示意图)。
图1 矿石的矿柱填充示意图
分析结论:导致二步骤回采矿石贫化率升高的主要原因为充填体的混入,充填体混入的多少,是降低二步骤回采矿石贫化率的症结所在[2]。充填体的混入是由于回采时爆破振动垮塌所致,所以二步骤回采的爆破参数不能沿用一步骤回采参数,应对二步骤回采的爆破参数进行优化。
3 研究实践
3.1 利用三维建模软件Dimine建立850~865分段矿体模型
测量技术员利用全站仪对850~865分段采切巷道开展实测上图,地质技术员对850~865分段矿体进行编录,实施巷道刻槽取样,按照化验分析结果绘制出顶底板界限,并利用三维建模软件Dimine建立850~865分段矿体模型。
采矿技术员利用850~865分段矿体模型,编制一步骤、二步骤回采矿房设计,地质技术员按照设计估算矿房矿量及品位,并按照矿山要求三率计算出单矿房采出矿石量及采出品位。
3.2 利用三维空区激光扫描设备Blss-PE建立二步骤矿房模型
现场按照一步骤矿房设计回采后,采矿技术员及时利用三维空区激光扫描设备Blss-PE对一步骤回采空区进行扫描测量,填写空区档案,建立二步骤矿房模型,并编制充填计划[3]。地质技术员利用回采矿石统计报表和空区档案,核算采出矿石量、回采率、损失率及贫化率。充填技术员根据充填计划,对一步骤回采空区实施充填。
3.3 二步骤矿房分排边界控制爆破实验
采矿技术员利用三维建模软件Dimine,对二步骤矿房回采编制单体设计,炮孔底边界离充填体分别预留0.5、1、1.5、2m的分排爆破设计(图三维空区扫描仪显示空区示意图、三维模型设计钻孔参数示意图)[4]。施工现场按照爆破单体设计实施穿孔爆破作业,采矿技术员对爆破实施过程进行跟踪,利用三维空区激光扫描设备Blss-PE建立单排空区模型,核算充填体垮塌量(表1二步骤矿房分排边界控制充填体垮塌量统计表)。
图2 三维空区扫描仪显示空区示意图
图3 三维模型设计钻孔参数示意图
表1 二步骤矿房分排边界控制充填体垮塌量统计表
地质技术员对单排回采矿石量进行统计,核算采出矿石量、回采率、损失率及贫化率(表2二步骤矿房回采率、贫化率核算表)。
表2 二步骤矿房回采率、贫化率核算表
通过分排爆破设计实验结果对比,最终得出最优爆破边界值为1.5米,二步骤矿房矿石的贫化率平均值为6.8%,优于优化前二步骤矿房回采矿石平均贫化率9%。
3.4 二步骤矿房1.5m预留边界推广实验
对二步骤矿房全面实施1.5m预留边界爆破试验,并对试验数据进行收集,计算二步骤矿房矿石可采2.69万吨,地质平均品位25.93%,统计采出矿石量2.56万吨,采出平均品位24.46%,计算回采率达到95.17%,贫化率为5.6%(表3二步骤矿房回采率、贫化率试验数据统计表)[5]。
表3 二步骤矿房回采率、贫化率试验数据统计表
4 结论
通过利用三维建模软件Dimine和三维空区激光扫描设备Blss-PE建立三维模型,精准控制一步骤、二步骤矿房边界,统计和优化矿房爆破参数,取得了优异的成果,成功解决了二步骤回采矿石的贫化率高的难题。同时,矿山推行和深化数字化三维软件应用,不断提升精益管理水平,促进了矿山高质量发展。