楊春雨
(中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司,內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400)
烏努格吐山銅鉬礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)滿洲里市南西22km,礦區(qū)面積9.8平方公里,銅金屬儲量300萬噸,鉬金屬儲量60萬噸,為我國第四大銅鉬伴生礦床。采用露天開采的方式進(jìn)行采剝生產(chǎn),采選能力已達(dá)8萬噸/日,年處理礦量約2800萬噸,年產(chǎn)金屬銅7萬噸鉬6千噸,產(chǎn)值31.4億元。烏山露天礦采礦設(shè)計(jì)是在境界優(yōu)化結(jié)果既Whittle輸出坑殼基礎(chǔ)上在保證最終邊坡角的前提下設(shè)置開采臺階、運(yùn)輸系統(tǒng)等。文章重點(diǎn)研究如何運(yùn)用Surpac軟件對露天采場進(jìn)行有效的設(shè)計(jì),其中包括臺階、公路方面的設(shè)計(jì);應(yīng)用軟件建立地表模型,進(jìn)行建模設(shè)計(jì)前要了解設(shè)計(jì)要求,繪制編輯線能夠輸出為界限文件,將輸出文件匯總編輯完成境界模型。
露天礦采礦設(shè)計(jì)前需要準(zhǔn)備相應(yīng)數(shù)據(jù),需要準(zhǔn)備的主要原始材料有:地表模型、境界優(yōu)化坑殼、邊坡設(shè)計(jì)參數(shù)、地質(zhì)資源模型等;設(shè)計(jì)前需要生成數(shù)據(jù)包括:臺階參考線、底部周界等。
①打開選定的境界優(yōu)化結(jié)果,例如,我們選擇7號.dtm。②做DTM的等值線,形成臺階參考線。
菜單選擇:DTM工具>>等值線>>做當(dāng)前層DTM等值線。
在臺階參考線頁面中將最大、最小等值線完整填寫進(jìn)去,重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容為等值線的間隔,通常情況下,所輸入的臺階高度數(shù)值15m左右就可以,軟件輸出的參考線都有與之相對應(yīng)的臺階。假設(shè)臺階高度發(fā)生較大的變化,在軟件中輸入的臺階高度數(shù)值要注意其是否在合理范圍。如出現(xiàn)公約數(shù)數(shù)值的臺階高度,可將非臺階高度線進(jìn)行刪除處理,所得到的就是與高程臺階相匹配的參考線。獲得的臺階參考線如下,形成的線文件自動保存在等值線圖層(如圖1)。
圖1 等值線圖層
最上面的圖層為等值線圖層,對輸出的文件存儲成臺階參考線形式。每一個臺階參考線其實(shí)都是str內(nèi)的一部分,整體來看較為混亂,對其進(jìn)行區(qū)分較為困難,因此需要將這些臺階線按照高程進(jìn)行劃分。菜單選擇:線文件工具>>組合>>分割文件選項(xiàng)>>劈切范圍內(nèi)線文件。填寫步驟如下,其中起始線串編號就是劈分完成后線文件的線串編號;公差選擇15(臺階高度)即可。
最終境界設(shè)計(jì)時應(yīng)用Surpac軟件,第一步要先確定底部周界,確定邊坡角度,保證臺階高度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。依照礦區(qū)的底部寬度及礦區(qū)開采深度來劃定底部周界。應(yīng)用Surpac軟件時,所得到輸出的參考模型是經(jīng)過境界優(yōu)化的結(jié)果,同時獲取了對應(yīng)臺階高度的最終參考線,可以將礦區(qū)開采深度數(shù)據(jù)確定下來。①根據(jù)底部周界臺階參考線,繪制底部周界限。②將圖中繪制底部周界限進(jìn)行平滑處理。經(jīng)過DTM工具>>等值線>>平滑文件中的線串,此操作保證了原有點(diǎn)的位置不發(fā)生改變,并將線串做了圓滑,并使用底部周界圓滑替換底部周界文件。
露天采礦最終境界設(shè)計(jì)邊坡角也是一個重要的考慮因素,根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、礦巖性質(zhì)、巖石力學(xué)指標(biāo)等條件確定開采邊坡角,保證巖體的穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)安全隱患。
設(shè)計(jì)邊坡角通過選擇設(shè)計(jì)>>露天采礦設(shè)計(jì)>>確定坡面角的方式確定,近地表30m臺階邊坡角45°、其余作業(yè)臺階邊坡角65°。
公路設(shè)置。
(1)根據(jù)底部周界確定出口位置和公路寬度等內(nèi)容。公路的寬度和運(yùn)輸機(jī)車的選型確定為26.5m。然后確定公路的出口位置,在選定的出口位置處,通過創(chuàng)建>>通過選擇畫圓。繪制一個半徑等于公路寬度的圓。
(2)獲得參考圓以后,經(jīng)過捕捉點(diǎn),移動點(diǎn)等編輯功能調(diào)整底部周界上的點(diǎn),確定出口。
(3)創(chuàng)建公路,單擊設(shè)計(jì)>>露天采場設(shè)計(jì)>>創(chuàng)建公路。然后選擇基坑確定的基坑出口位置兩端,在彈出窗中錄入如下信息:任意命名公路名稱、公路號,公路類型順時針,在考慮了車輛寬度、公路安全擋墻等因素后確定公路寬度26.5m,車輛爬坡能力等條件,確定公路的坡度,坡度的定義方式為:1:12.5,根據(jù)內(nèi)邊線確定坡度,平盤出口在坡底,平盤尖滅距離20。
(4)擴(kuò)展段:確定了底部邊界、公路設(shè)置、臺階的參數(shù)等內(nèi)容后,可以開始進(jìn)行露天坑設(shè)計(jì),菜單選擇>>設(shè)計(jì)>>擴(kuò)展段>>根據(jù)臺階高度,選擇底部周界的線串,彈出窗口,設(shè)置臺階高度、Z方向向上、水平方向擴(kuò)展,形成結(jié)果。
(5)創(chuàng)建平臺寬度,形成了一個臺階高度后,需要建立一個平盤,選擇設(shè)計(jì)>>擴(kuò)展段>>根據(jù)平盤寬度,然后選擇線串,也就是臺階的坡底線,彈出窗口,在彈出窗口錄入:擴(kuò)展方式為總是,默認(rèn)平盤寬度5,平盤梯度0,水平寬度擴(kuò)展,擴(kuò)展結(jié)果(如圖2)。
圖2 根據(jù)平盤寬度拓展結(jié)果
(6)調(diào)整平臺寬度,調(diào)入同標(biāo)高臺階參考線,依據(jù)同標(biāo)高臺階參考線調(diào)整平臺寬度線,并設(shè)置新的出口。
(7)重復(fù)設(shè)置創(chuàng)建公路>>擴(kuò)展段>>創(chuàng)建平臺寬度>>調(diào)整平臺寬度,線圈高于地表結(jié)束(如圖3)。
圖3 拓展結(jié)果與地表
①新建DTM模型:調(diào)入最后模型,執(zhí)行DTM工具>>由當(dāng)前層,拒絕執(zhí)行斷線檢測,新建完成DTM文件,并保存。②新建封閉圈,DTM工具>>DTM間剪切與相交>>DTM相交線,在第一個DTM圖層中選擇新建的DTM模型,第二個DTM圖層選擇地表模型,輸出層為封閉圈,生成結(jié)果為封閉圈str文件(如圖4)。
圖4 封閉圈
①開采境界確定,DTM工具>>DTM間剪切與相交>>用線剪切DTM,選擇要剪切的三角網(wǎng),在選擇封閉圈用于剪切新建DTM;彈出對話框后選擇邊界線內(nèi)部保留三角形,新邊界層為開采境界。②按照上述步驟完成三個坑殼開采境界繪制,將三個坑殼合并成最終開采境界文件(如圖5)。
圖5 最終開采境界
①將文件導(dǎo)航器中的地質(zhì)資源模型.mdl雙擊調(diào)入到圖形工作區(qū),選擇塊體模型>>報(bào)告,彈出塊模型報(bào)告格式文件對話框,格式文件名錄入“工程量”、輸出報(bào)告文件名“工程量”,報(bào)告的文件格式“csv-逗號分隔。②塊體模型報(bào)告,報(bào)告屬性選擇“cu質(zhì)量平均”、“cu質(zhì)量合計(jì)”“mo質(zhì)量平均”“mo質(zhì)量合計(jì)”,密度屬性選擇比重“sg”,屬性分組“礦巖類型”。③輸入約束:在約束類型選擇“DTM”,DTM文件選擇“最終開采境界.dtm”、“向上”;點(diǎn)擊“添加”;點(diǎn)擊“執(zhí)行”。④報(bào)表文件(如表1)。
表1 最終開采境界工程量
本文描述烏山銅鉬礦露天采場最終境界設(shè)計(jì)其重點(diǎn)在于運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)、臺階角度控制、開采境界圈定等部分,借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力以及優(yōu)秀的優(yōu)化能力,進(jìn)行最終境界設(shè)計(jì)過程簡單結(jié)果精確。設(shè)計(jì)出一個合理且精確的最終開采境界,為指導(dǎo)露天礦山生產(chǎn)起到極其重要的作用。