閻 靖

（攀鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司，四川 攀枝花 617000）

1 引言

朱家包包鐵礦共分為Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ六個礦帶，礦帶為中高品位礦石、低品位礦石、表外礦和巖石伴生，構(gòu)造較為復(fù)雜。根據(jù)生產(chǎn)情況的不同，計算需分為穿爆前的實體量和經(jīng)穿爆后的虛體量，其中虛體計算因爆堆不規(guī)則，測量、制圖和計算方式相對實體計算都較為繁瑣，且與實體計算結(jié)果差距較大。但是，礦山生產(chǎn)過程中要即時了解爆破量、采剝量和爆破結(jié)存量，開采前和開采過程中經(jīng)常要按需計算礦巖量，以配合計劃、統(tǒng)計和生產(chǎn)組織需要。由于爆破后虛體的形狀不同，加之鏟裝推進(jìn)區(qū)域過程中導(dǎo)致虛體形狀的不規(guī)則變化，形成的各種參數(shù)有別，會給測量帶來不便，進(jìn)而影響爆堆和采出礦巖量計算的準(zhǔn)確性。因此應(yīng)該在現(xiàn)場仔細(xì)測量、精確制圖，盡量排除不利因素的影響，使用平面圖及剖面圖，結(jié)合測量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，在測量、制圖、計算中排除不利因素、不同類型按需制作輔助圖，采用針對性的計算方法，再選用合理的通用公式和參數(shù)，盡量使不規(guī)則狀況或不規(guī)則復(fù)雜地段的計算能達(dá)到統(tǒng)一、準(zhǔn)確的程度。在檢查無誤的情況下計算出合理準(zhǔn)確的結(jié)果。

2 實體礦巖量計算

傳統(tǒng)計算方法，以幾何計算為基礎(chǔ)Q＝V＊D（重量＝體積＊比重）。不同條件下包括斷面法、算術(shù)平均法、地質(zhì)塊段法、開采塊段法、多角形法、三角網(wǎng)法、方格網(wǎng)法、等值線法、等高線法等。

礦山在開采前的地質(zhì)工作和設(shè)計過程中及整個開采過程中，均需計算礦巖量，一般按臺階計算實體礦巖量較多。通常依據(jù)礦山勘探資料分別做出各水平斷面圖及剖面圖進(jìn)行礦巖量計算，多采用上下左右兩個斷面，特殊情況一個面，計算礦巖面積及體積并乘以比重得到礦巖量。

供礦山開采通常采用斷面法。按一定間距將礦體截分為若干塊段，每一塊段由兩個斷面控制，通過對斷面上礦體截面的測定，計算出斷面控制的礦巖體積及礦巖量。根據(jù)斷面的相互關(guān)系，或平行斷面和非平行斷面，可將其劃分為垂直斷面和水平斷面。垂直斷面法計算采用剖面圖，水平斷面法計算采用平面圖。

2.1 平行斷面法。

計算礦巖量的相鄰斷面相互平行，計算礦巖體積為兩斷面，計算一個區(qū)間的礦巖量，公式如下:

（1）兩斷面面積比＜40%時，計算公式:

（2）兩斷面面積比＞40%時，計算公式:

（3）當(dāng)一個斷面為楔形尖滅時，計算公式:

4）當(dāng)一個斷面礦體呈錐形尖滅時，計算公式:

其中，V為礦巖體積 m3，S1、S2為兩斷面面積，L為兩斷面間距離，Sm為輔助斷面上礦體面積。

各公式計算的體積乘以礦巖的比重即為所需的礦巖量。

2.2 斷面控制距離法。

當(dāng)控制斷面不平行時，就在兩斷面中間做一輔助剖面，計算平均控制距離，計算公式:

其中，S1、S2為兩斷面面積，L1、L2為兩斷面的平均控制距離。

一般情況下，未開采前均可用以上原理計算礦巖體積，再配合地質(zhì)分層圖可得到礦巖量。重要的是需要準(zhǔn)確制圖、分析塊段特性并選用相應(yīng)的計算原理和方法，從而得到合理、準(zhǔn)確的實體礦巖量。

3 虛體礦巖量計算

實體礦巖經(jīng)穿爆后的松散體稱為虛體礦巖。通常礦巖體經(jīng)過爆破、鏟裝、倒運(yùn)形成的不規(guī)則的松散體都可稱為虛體礦巖。虛體也分為兩種情況:

（1）爆破后僅使礦巖體松動，爆破塊段與爆破前實體形狀相比變化微弱，主要是平臺高程增加，即爆破后礦巖體積相對實體有少量增加。計算礦巖量時分兩種情況:①若采剝前后所測邊線均為爆破塊段完全清渣的時候，所測臺階邊線即為實體邊線，可使用所測上下邊線的高程差作為臺階段高計算采剝前后的礦巖量，用實體礦巖的計算方法計算礦巖量。②若采剝前所測邊線為完全清渣，采剝后所測邊線為部分清渣，或者相反情況下，或者采剝前后均為部分清渣，完全清渣所測邊線為實體邊線，可直接使用，而部分清渣所測邊線為虛體邊線，虛體邊線高程需轉(zhuǎn)換成實體高程，可選用爆破塊段孔位的平均高程作為該塊段的實體高程，再將上下邊線的高程差作為臺階段高，以使采剝前后數(shù)據(jù)統(tǒng)一，減小計算誤差。

（2）爆破后與爆破前的實體相比，形狀改變較大，爆堆上下邊線完全變形，主要是爆破堆坡底線向前撲出，掩蓋工作臺階的坡底線，爆堆上線塌落，形成0－15m的坡面。計算礦巖量時分兩種情況:①若該爆破塊段完全清渣，那么方法同前，使用采剝前和采剝后的測量數(shù)據(jù)按實體計算方法計算礦巖量即可。②若采剝前后存在部分清渣的情況，所測臺階的形態(tài)及范圍計算其堆積量后要歸原。就是將堆存的松散體，轉(zhuǎn)化為實體積。首先找出真實坡底線，作必要的輔助線，以構(gòu)成爆破堆體的范圍。從而在實際生產(chǎn)驗收測量中計算采空區(qū)及爆破結(jié)存兩個量。

輔助線的做法有平面法和剖面法:

（1）平面法做輔助線

按本月驗收臺階實際推進(jìn)線的測量情況確定。在臺階平面圖上，選擇沒有爆破堆的地段，直接取該地段臺階坡頂線與坡底線間的垂直距離，在圖中做出輔助線。

圖1 臺階的橫剖面

（2）剖面法做輔助線

依據(jù)臺階高度H和坡面角經(jīng)驗值δ來確定。朱家包包鐵礦2010年版境界設(shè)計規(guī)范中，設(shè)計坡面角δ＝75°。做法如下:做臺階的橫剖面，如圖1所示。在坡頂線a點處，作δ′＝δ角與坡底線相交b點，則ab即為所作輔助線。將a投影到坡底線上得a′，故a′b的距離為平面圖上的真實坡頂線與坡底線的距離，b為所作的輔助線。這樣，驗收測量的采空區(qū)范圍內(nèi)還包含著沒有運(yùn)出的爆破堆存量。驗收測量的采空區(qū)量按上述方法計算，而爆破堆存量，一般同樣采用水平斷面法計算。并用松散系數(shù)修正，歸化為爆破前的原體積，即為歸原。其爆堆計算步驟如下:

①計算松散體積

兩斷面面積比＜40%時，

兩斷面面積比＞40%時，

②歸原

③爆破堆存量

式中 V′——爆破堆松散體積；

S1′、S2′——爆破堆松散堆存范圍的上面積與下面積；

L′——爆破堆松散堆存的高度；

K——松散系數(shù)；

V——爆破松散體積歸原后的實體積；

d——容重。

故此，生產(chǎn)期間的實際完成采剝量計算如下:

式中 Q生——生產(chǎn)期間所完成的采剝量；

Q空——生產(chǎn)期間內(nèi)應(yīng)形成的采空區(qū)的采剝量（包括本期臺階爆破堆積量）；

Q堆上——上期末臺階爆破堆存量；

Q堆本——本期末臺階爆破堆存量。

4 統(tǒng)計法計算礦巖量

在礦山生產(chǎn)中，需要即時了解生產(chǎn)情況和進(jìn)程，又或需要了解某段時間內(nèi)的礦巖生產(chǎn)量，數(shù)據(jù)僅供工作人員了解參考之用，所需時間緊，要求結(jié)果迅速，而精度要求不高。使用測量方法雖準(zhǔn)確卻必然影響工作進(jìn)度，不適用。此時，可采用車數(shù)統(tǒng)計的方法，以解決該問題。每車每次可裝運(yùn)礦巖的重量t已知，只要每日統(tǒng)計出裝運(yùn)車數(shù)a與次數(shù)b，及裝車滿載率k，每日采剝礦巖量T＝t＊a＊b＊k記入統(tǒng)計報表。這樣，便可即時了解某日或某段時間的礦巖生產(chǎn)量。由于該方法中存在次數(shù)統(tǒng)計的偏差和裝載系數(shù)的不穩(wěn)定性，數(shù)據(jù)必然與實際量有一定偏差，但長期與測量計算的數(shù)據(jù)相比較，也能得出一個規(guī)律系數(shù)，便于靈活應(yīng)用于礦山生產(chǎn)。統(tǒng)計法與計算法雙管齊下，可幫助計劃與生產(chǎn)順利進(jìn)行。

5 簡易快捷計算礦巖量

前面所述計算礦巖量的方法均需外業(yè)結(jié)合內(nèi)業(yè)共同操作以得出數(shù)據(jù)。即在采場采集數(shù)據(jù)，再在室內(nèi)制圖并采用相應(yīng)方法計算出礦巖量。若采礦、地質(zhì)等技術(shù)人員或相關(guān)管理人員在現(xiàn)場考察時，沒有測量儀器及測量工作人員在場的情況下，為了即時指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)，需要估算某一區(qū)域的礦巖量，該量必須有依據(jù)且合理，此時可使用皮尺量出該區(qū)域的長、寬、高，再觀察其形狀、大體可分為臺體和椎體兩種，再用相應(yīng)的計算公式計算。若沒有皮尺，可使用步距，雙手伸展距、單臂距或手掌距等作為量具，只要平時量過這些數(shù)據(jù)并銘記于心，便可在現(xiàn)場隨時使用。有時會遇到臺階高度不是標(biāo)準(zhǔn)臺階高，工作人員也由于地形限制無法丈量該臺階高度，此時可使用采場已成型的15米臺階作為測量標(biāo)準(zhǔn)，將所測臺階與距離最近的標(biāo)準(zhǔn)臺階相比較，可目測出該臺階的高度范圍，取平均值即可。該方法可有助于工作人員現(xiàn)場估算礦巖體積方，再根據(jù)該區(qū)域巖性，由地質(zhì)人員提供平均比重，兩數(shù)據(jù)相乘，便可得到估算的礦巖量。該方法僅適用于突發(fā)并無準(zhǔn)確計算工具的情況下運(yùn)用，估算的礦巖量可做現(xiàn)場指導(dǎo)用。

6 結(jié)語

計算礦巖量，即計算開采前的實體量與開采中的虛體量，無論是哪種情況，首要的是精確測量并認(rèn)真制作平面或剖面圖，再配合準(zhǔn)確的地質(zhì)分層圖，分別計算礦巖量，計算時選用合理的計算公式和參數(shù)，這點十分重要，直接關(guān)系到礦巖量計算的準(zhǔn)確度。實體與虛體經(jīng)過參數(shù)轉(zhuǎn)換，達(dá)到統(tǒng)一的目的，兩者誤差范圍不可超過1.5%。檢查無誤后最終得出合理、準(zhǔn)確的礦巖量。

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