楊春雨

（中國黃金集團內(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、運輸系統(tǒng)等。文章重點研究如何運用Surpac軟件對露天采場進(jìn)行有效的設(shè)計，其中包括臺階、公路方面的設(shè)計；應(yīng)用軟件建立地表模型，進(jìn)行建模設(shè)計前要了解設(shè)計要求，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。

1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

露天礦采礦設(shè)計前需要準(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)計參數(shù)、地質(zhì)資源模型等；設(shè)計前需要生成數(shù)據(jù)包括：臺階參考線、底部周界等。

1.1 臺階參考線

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>>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。

1.2 底部周界

最終境界設(shè)計時應(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。

2 采礦境界設(shè)計

2.1 設(shè)計參數(shù)確定

露天采礦最終境界設(shè)計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)計邊坡角通過選擇設(shè)計>>露天采礦設(shè)計>>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°。

2.2 公路編輯與擴展

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。公路的寬度和運輸機車的選型確定為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，移動點等編輯功能調(diào)整底部周界上的點，確定出口。

（3）創(chuàng)建公路，單擊設(shè)計>>露天采場設(shè)計>>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，菜單選擇>>設(shè)計>>擴展段>>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>>擴展段>>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：擴展方式為總是，默認(rèn)平盤寬度5，平盤梯度0，水平寬度擴展，擴展結(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

2.3 地表處理

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

2.4 開采境界

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

2.5 工程量計算

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>>報告，彈出塊模型報告格式文件對話框，格式文件名錄入“工程量”、輸出報告文件名“工程量”，報告的文件格式“csv-逗號分隔。②塊體模型報告，報告屬性選擇“cu質(zhì)量平均”、“cu質(zhì)量合計”“mo質(zhì)量平均”“mo質(zhì)量合計”,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”；點擊“添加”；點擊“執(zhí)行”。④報表文件（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)計其重點在于運輸系統(tǒng)設(shè)計、臺階角度控制、開采境界圈定等部分，借助計算機強大的計算能力以及優(yōu)秀的優(yōu)化能力，進(jìn)行最終境界設(shè)計過程簡單結(jié)果精確。設(shè)計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。