Surpac软件在急倾斜薄矿体回采中的应用0001.docx

Surpac软件在急倾斜薄矿体回采中的应用曹帅"，宋卫东成
(1 .北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083,中国；2.北京 科技大学土木与环境学院，北京100083,中国)摘 要：在急倾斜薄矿脉回采过程中实现精细化采矿显得尤为重要。以果洛龙洼金矿为工程 背景，利用Surpac软件分别建立矿体及巷道的三维模型并通过耦合图形确定了二者对应空 间位置关系；同时采用ringdesign模块进行爆破设计，应用效果理想，为合理采矿提供了有 效的科学依据。
关键词：Surpac软件；三维模型；急倾斜薄矿脉；爆破设计The application of Surpac software for mining in sharply-inclined thin orebody
CAO ShuaiU2, SONG Weidongh2
(1 .State Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines,Ministry ofEducation (University of Science and Technology Beijing) , Beijing 100083, China； 2.School of
Civil and Environment Engineering,University of Science and Technology Beijing, Beijing100083, China)
Abstract: Meticulous mining is extremely important to sharply-inclined thin orebody. This paper constructed the three dimensional model of tunnels and orebody which was located in Guoluolongwa gold mine through the use of Surpac, and coupled models were estimated respectively to determine the spatial relationship. At the same time this article used ringdesign module for taking blasting design. Its application result was ideal, so it provided scientific bases for reasonably mining.
Keywords Surpac software; three-dimensional model; sharply-inclined thin orebody; ring design1引言
矿床三维模型的构建，对于直观了解矿床实际赋存情况具有明显的优势。当前，国内外 在矿山三维模型的构建过程中，应用的主要有Surpac> 3dmine和dimine等矿山软件。其中， Surpac由于其模块多、建模速度快等突出优点，成为了国际主流三维矿山软件。Surpac软 件是由澳大利亚SSI开发的大型矿山工程软件，具有先进、强大的一整套三维建模工具， 广泛应用于矿山勘探、测量及采矿设计等U-3］。
2矿区三维模型构建2.1矿区概况
果洛龙洼矿区属布尔汉布达山系，山脉走向近东西，海拔标高一般为3600~4612 m, 矿带走向近东西，倾向南，倾角陡、缓变化大，一般在45。〜75。之间，主矿体一般在55。〜75。之 间。矿带出露范围东西长约3.0 km,南北宽约1.0 km,目前于6条金矿带内圈出大小金矿 体52条。矿体形态简单，呈脉状、透镜状、囊状、串珠状，在走向及倾向上具分枝复合、 尖灭再现、膨大收缩现象。矿体真厚度0.931~3.361 m,平均厚度1.5 m；金品位一般在1.30~ 13.61 g/t,单样最高110 g/t,矿石及围岩中等稳固以上，水文地质较为简单34】。
2.2矿体及巷道三维模型构建矿体三维模型构建
目前，国内矿山主要还是依靠二维CAD软件进行采矿方案和矿体、巷道的建模工作。 虽然可以在一定程度上显示巷道和矿体的走向和宽度等信息，但无法表现矿体的倾角、倾向 与巷道的位置关系。为克服二维建模的不足，必须转变现有建模思路，由二维绘图向三维建 模进行转变，因此选择Surpac作为三维精细化建模软件。相对CAD而言，Surpac软件在复 杂矿体建模过程中优势明显，具体建模步骤如下所述：
(1) 通过前期地质工程师的编录工作统计矿体的边界及品位分布并用喷漆标明矿体的 边界，利用Surpac软件本身的数据库建立功能得到.ddb文件，为后期矿体建模做好准备。
(2) 统计矿山已知测点坐标，利用己经校正过的全站仪对上述己标注的矿体边界进行 实际测量，得到.xyz文件并进行存档管理。
(3) 通过前期构建果洛龙洼金矿地质数据库.ddb和实际测量数据.xyz文件，利用Surpac 软件实体模型功能，划定矿体边界品位0.9g/t,最终建立整个矿山矿体三维模型见图1所示。

图1矿体Surpac三维模型图
Fig.l The surpac three-dimensional model of orebody巷道三维模型构建
以矿区3840 m-3880 m中段开拓及采准工程为例，采用平碉+斜坡道作为主要开拓巷道,分段高度确定为14 m、13 m和13 m三个分段，即3840-3854 m分段、3854 m-3867 m分段 和3867 m-3880 m三个分段。各分段之间通过分段联络道进行沟通，由于矿体倾角陡、厚度 薄等特点，设计采用脉内采准巷道满足后期采矿要求，将cad巷道轮廓线导入Surpac软件 中先生成.str文件，通过图层-编辑-运算等操作，最终得到3840 m-3880 m中段巷道模型见 图2所示。
巷道及矿体耦合图
巷道与矿体的耦合图形见图3所示，能够更为直观的反应矿体及巷道的三维空间关系， 由图中可以看出，矿体沿走向方向倾角变化较大，通过旋转矿体三维模型，能够直观的进行 分析，为下一步矿体开采提供更有效的信息。观察发现，局部沿走向方向矿体水平厚度超过 巷道宽度，因此在实际回采过程中需进行适当的劈帮工程，以保证后期采矿工作的顺利开展。

图2 3840 m-3880 m中段巷道模型图 单位：(m) Fig.2 Tunnel model between 3840 m to 3880 m unit: (m)

图3巷道和矿体模型耦合图
Fig.3 The coupled model of tunnel and orebody
3基于三维建模基础的爆破设计
3.1矿体和巷道耦合剖面构建
通过Surpac软件建立的巷道和矿体的三维耦合图形，需要进行进一步的实体验证。通过实体模型一有效性验证-验证实体得到.not文件，检验实体的有效应并同时报告矿体模型的 实际体积。实体验证通过后，利用软件自带的生成剖面功能，根据前期计算的放矿步距l.2m 沿中线进行剖面切分，剖面见图4所示。
巷道
巷道
图4巷道和矿体耦合剖面图
Fig.4 The section of coupled model between tunnel and orebody
3.2中深孔爆破设计
利用Surpac软件自带的ringdesign功能，结合上述矿体和巷道耦合剖面图，根据K41X凿岩台车的实际参数，设置钻机参数、打眼参数、装药参数及炸药属性等具体数值。移动钻
杆并调整钻孔方位角进行中深孔爆破设计，爆破设计炮孔布置剖面图和平面图见图5所示。
剖面
伊体
/边界
(b)
840
巷道
840m
区
，售道
图5 (a)爆破设计平面图；(b)爆破设计剖面图
Fig.5 (a)The planar graph of blasting design;(b)The section of blasting design3.3中深孔绘图输出
完成爆破设计以后，为实际指导生产现场，实现精细化采矿。需要绘制出爆破设计剖面 图以及具体的炮孔装药系数，包括：装药参数、填塞长度、炮孔倾角、钻杆数目及是否钻透 等一系列参数，能够更好地配合现场钻工的凿岩工作。输出的中深孔图纸见图6所示。
GemccHn Software International Jul 05, 2012 中深孔设计报告
中深孔1

[7/1
3854ml
:桔道
/TT"
数目钻孔长度
钻杆数目
平面角度是否钻透
h
x炮孔
16.5 7.2
71.4
Y
III
1剖面
6.5

Page 1 of 1
3840m

图6中深孔爆破设计输出图样
Fig.6 The plot result of ringdesign
4结论
(1) 目前国内采用的CAD二维平面成图，虽然一定程度上可以知道矿山实际生产，但 要实现精细化采矿难度较大,Surpac软件对于实现矿山三维建模及爆破设计具有重要的参考 价值。
(2) 矿山采用中深孔回采急倾斜薄矿脉，国内较为少见。如何更好地控制矿石的损失贫 化，利用爆破设计模块能更好地掌握矿体及巷道的实际位置，为大规模采矿提供了有效的参 考依据。
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