一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，主要包括如下三個(gè)步驟：（1）爆破單元體數(shù)字化；（2）爆破單元體的組織管理；（3）選擇爆破單元體編制回采作業(yè)計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明具有如下有益效果：可以在綜合考慮各種采礦生產(chǎn)系統(tǒng)因素的基礎(chǔ)上，對(duì)一定生產(chǎn)周期內(nèi)的回采爆破計(jì)劃做出精確的可執(zhí)行的安排；改變了傳統(tǒng)基于二維平面圖的毛估式的粗放的計(jì)劃編制，使采礦生產(chǎn)在明確的計(jì)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行精確地控制與管理；實(shí)現(xiàn)采礦過(guò)程的精細(xì)化管理，對(duì)礦山安全生產(chǎn)和資源的科學(xué)利用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地下采礦技術(shù)與計(jì)算機(jī)三維建模領(lǐng)域，尤其涉及一種利用計(jì)算機(jī)三維建模構(gòu)建爆破單元體，并基于爆破單元體進(jìn)行編制采礦回采計(jì)劃的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]回采爆破計(jì)劃用于確定一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)計(jì)劃爆破的礦石量以及根據(jù)配礦要求確定采礦作業(yè)地點(diǎn)，這個(gè)周期可以是年度、季度、月度或一周、每天?；夭杀朴?jì)劃包括原礦產(chǎn)量和質(zhì)量?jī)身?xiàng)指標(biāo)。根據(jù)產(chǎn)量指標(biāo)在可采區(qū)域內(nèi)安排采礦爆破，確定一定生產(chǎn)周期內(nèi)的采出礦量；根據(jù)質(zhì)量指標(biāo)在可采區(qū)域內(nèi)兼顧不同品級(jí)金屬元素的分布進(jìn)行具體作業(yè)地點(diǎn)分配。
[0003]爆破單元體是采礦生產(chǎn)和礦山資源儲(chǔ)量管理最重要的對(duì)象和手段。在沒(méi)有爆破單元體真三維模型時(shí)，編制采礦回采計(jì)劃依靠平面圖加上對(duì)爆破單元體空間位置與空間形態(tài)的想象。計(jì)劃開(kāi)采礦石的地質(zhì)礦量、地質(zhì)品位等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)取爆破單元體的設(shè)計(jì)值或均值。比如，爆破單元地質(zhì)礦量由設(shè)計(jì)體積乘以礦石平均比重得到，礦石元素品位參考刻槽樣品位數(shù)據(jù)。而實(shí)際由于巷道爆破以及豎井或臨時(shí)工程的影響，待開(kāi)采爆破單元體與設(shè)計(jì)爆破單元體的形狀及尺寸都有很大出入，而且巷道刻槽樣為水平方向取樣，爆破單元體在空間垂直于巷道，并跨越三個(gè)分層，因此刻槽樣樣品數(shù)據(jù)不能很好的代表爆破單元體的地質(zhì)品位，造成長(zhǎng)期以來(lái)回采計(jì)劃的不精確。因?yàn)橛?jì)劃的不精確，導(dǎo)致開(kāi)采過(guò)程管理的粗放，直接影響資源的回收利用。
[0004]通過(guò)對(duì)爆破單元體建模，每個(gè)爆破單元體實(shí)際空間位置、真實(shí)空間形態(tài)在計(jì)算機(jī)中可以直觀(guān)顯示，并且在礦床的資源模型中可以獲取每個(gè)爆破單元體的地質(zhì)屬性，這樣每個(gè)爆破單元體也就具備了從空間位置、空間形態(tài)、地質(zhì)礦量到各元素品位的數(shù)字化描述。在計(jì)算機(jī)中用數(shù)字化了的真三維爆破單元體進(jìn)行回采爆破計(jì)劃編制，計(jì)劃編制的手段實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，計(jì)劃編制的精度和效率都得到了大幅提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，其特征在于:包括如下步驟:
(1)爆破單元體的建立及數(shù)字化；
(2)爆破單元體的組織管理；
(3)編制米礦回米計(jì)劃。
[0007]所述步驟(I)包括如下步驟:
(1.1)根據(jù)礦體賦存，選擇合適的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法建立整個(gè)礦床的塊體模型；
(1.2)根據(jù)回采進(jìn)路設(shè)計(jì)間距，在XY平面上生成本分層和上分層所有回采進(jìn)路間距的中心線(xiàn)，形成線(xiàn)文件保存； (1.3)對(duì)待建爆破單元體的回采進(jìn)路及其上兩個(gè)分層的回采進(jìn)路按崩礦步距同時(shí)切剖面，并在本分層回采進(jìn)路剖面兩側(cè)，距剖面底邊中心二分之一設(shè)計(jì)進(jìn)路間距處，生成Z方向中心線(xiàn)；
(1.4)把本分層及上分層平面中心線(xiàn)文件及待建爆破單元體的回采進(jìn)路剖面圖在軟件圖形窗口打開(kāi)，輸入?yún)?shù)及進(jìn)行空間對(duì)象選擇；
(1.5)運(yùn)行算法進(jìn)行實(shí)體建模；
(1.6)在塊體模型中獲取每個(gè)爆破單元體的金屬元素地質(zhì)品位、比重等信息；
(1.7)定義爆破單元體的屬性描述字段，把各屬性數(shù)據(jù)寫(xiě)入描述字段中。
[0008]利用計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)，對(duì)爆破單元體建模，可實(shí)現(xiàn)對(duì)爆破單元體真實(shí)表達(dá)以及獨(dú)立和全方位的三維顯示，達(dá)到對(duì)爆破單元體認(rèn)知的全面性和管理的精細(xì)化目的。并且原先的爆破單元體只是描述了爆破體的輪廓和體積大小，只有在塊體模型中獲取金屬元素地質(zhì)品位、比重等信息后，才能全方位地描述爆破單元體。
[0009]所述步驟(2)包括如下步驟:
(2.1)做好空間坐標(biāo)與編碼映射，制定爆破單元體實(shí)體文件名及體號(hào)的編碼標(biāo)準(zhǔn)；
(2.2)對(duì)每個(gè)爆破單元體進(jìn)行規(guī)范編碼。
[0010]爆破單元體是礦體開(kāi)采的最小單元，因此相對(duì)于整個(gè)礦體，爆破單元體的數(shù)量是巨大的，需要對(duì)爆破單元體進(jìn)行有效的組織管理，才能按需調(diào)用每個(gè)特定的爆破單元體。
[0011]所述步驟(3)具體步驟為:通過(guò)自動(dòng)或人工干預(yù)方式，綜合各種生產(chǎn)因素及生產(chǎn)條件，統(tǒng)計(jì)并顯示滿(mǎn)足未來(lái)生產(chǎn)階段開(kāi)采條件的爆破單元體，通過(guò)對(duì)開(kāi)采對(duì)象的真三維模擬和數(shù)據(jù)的科學(xué)、精確預(yù)估，對(duì)每個(gè)爆破單元體空間形態(tài)進(jìn)行查看以及具體位置、地質(zhì)礦量、計(jì)劃出礦量、各元素地質(zhì)品位等信息的查詢(xún)，按給定條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，完成計(jì)劃編制。
[0012]在步驟(1.1)至步驟(1.5)之間的爆破單元體建模過(guò)程，采用人機(jī)交互方式完成，一般情況下在計(jì)算機(jī)提示選擇相應(yīng)的空間對(duì)象后，單元體輪廓線(xiàn)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成；特殊情況如礦體邊部、豎井等其它工程影響區(qū)域等，需要對(duì)輪廓線(xiàn)進(jìn)行手動(dòng)編輯處理。。
[0013]所述編碼標(biāo)準(zhǔn)為“區(qū)域+巷道名稱(chēng)+編號(hào)”。
[0014]本發(fā)明在三維可視化環(huán)境中采用人工干預(yù)與計(jì)算機(jī)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方式完成礦山采礦回采爆破計(jì)劃編制，具有如下有益效果:
1、可以在綜合考慮各種采礦生產(chǎn)系統(tǒng)因素的基礎(chǔ)上，對(duì)一定生產(chǎn)周期內(nèi)的回采爆破計(jì)劃做出精確的可執(zhí)行的安排；
2、改變了傳統(tǒng)基于二維平面圖的毛估式的粗放的計(jì)劃編制，使采礦生產(chǎn)在明確的計(jì)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行精確地控制與管理；
3、實(shí)現(xiàn)采礦過(guò)程的精細(xì)化管理，對(duì)礦山安全生產(chǎn)和資源的科學(xué)利用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1、單個(gè)爆破單元體實(shí)體模型圖；
圖2、備采爆破單元體模型圖；
圖3、塊體模型中某一爆破單元體的屬性顯示圖；
圖4、爆破單元體地質(zhì)屬性賦值圖； 圖5、爆破單元體實(shí)體文件名以及體號(hào)命名圖；
圖6、人工干預(yù)選擇爆破單元體編制回采計(jì)劃界面；
附圖標(biāo)記列表:爆破單元體1、爆破單元體的地質(zhì)屬性2、后臺(tái)運(yùn)行的塊體模型3、爆破單元體實(shí)體文件名4、爆破單元體體號(hào)5、三角網(wǎng)區(qū)號(hào)6、體的屬性描述字段7、爆破單元體選中標(biāo)記8、選擇爆破單元體后彈出的參數(shù)界面9、綜合信息顯示窗口 10。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0017]梅山鐵礦礦體呈南北走向，南北長(zhǎng)約800米，東西寬約500米，方位角為北偏東20°。采用無(wú)底柱分段崩落采礦法，分段高度15米，進(jìn)路間距20米，崩礦步距根據(jù)工藝要求確定，有1.6米或2.4米等。每個(gè)分層上可以建立上萬(wàn)個(gè)爆破單元體，一般同時(shí)開(kāi)采有三個(gè)分層。
[0018]以目前開(kāi)采的-303米分層計(jì)劃，在Surpac軟件平臺(tái)上編制月回采計(jì)劃為例，具體步驟如下:
(1.1)根據(jù)梅山鐵礦場(chǎng)的礦體賦存，選用普通克立格法建立整個(gè)礦體的塊體模型。
[0019](1.2)根據(jù)回采進(jìn)路設(shè)計(jì)20米間距，在XY平面上生成本分層和上分層所有回采進(jìn)路間距的中心線(xiàn)，形成線(xiàn)文件保存。
[0020](1.3)對(duì)待建爆破單元體的回采進(jìn)路及其上兩個(gè)分層的回采進(jìn)路按崩礦步距同時(shí)切剖面，并在本分層回采進(jìn)路剖面兩側(cè)，距剖面底邊中心10米處，生成Z方向中心線(xiàn)。
[0021](1.4)把本分層及上分層平面中心線(xiàn)文件及待建爆破單元體的回采進(jìn)路剖面圖在軟件圖形窗口打開(kāi)，輸入?yún)?shù)及進(jìn)行空間對(duì)象選擇。
[0022]( 1.5)運(yùn)行算法進(jìn)行實(shí)體建模，在礦體模型中構(gòu)建備采爆破單元體模型圖，如圖2所示，其中單個(gè)爆破單元體實(shí)體模型圖如圖1所示。
[0023](1.6)在塊體模型中獲取每個(gè)爆破單元體I的金屬元素地質(zhì)品位、比重等信息，圖3為塊體模型中某一爆破單元體的屬性顯示圖，屬性包括礦床主要及伴生元素品位(圖中表示為tfe、s、p)、礦石比重(Sg)、礦石判斷(type:1為礦石、0為廢石)；其中元素品位由普通克立格法估算得到，礦石比重根據(jù)主要金屬元素品位值由給定公式計(jì)算得到，根據(jù)礦床主要元素可采品位及塊體單元的實(shí)際估值品位進(jìn)行礦巖判斷。
[0024](1.7)定義爆破單元體I的屬性描述字段，把爆破單元體的地質(zhì)屬性2數(shù)據(jù)(如體積、噸位、主要及伴生元素品位)寫(xiě)入描述字段中，圖4為爆破單元體地質(zhì)屬性賦值圖。
[0025](2.1)做好空間坐標(biāo)與編碼映射，制定爆破單元體實(shí)體文件名4及爆破單元體體號(hào)5的編碼標(biāo)準(zhǔn)。
[0026](2.2)對(duì)塊體模型中的每個(gè)爆破單元體I按照編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范編碼，圖5為爆破單元體實(shí)體文件名以及體號(hào)命名圖，爆破單元體實(shí)體文件名4包括實(shí)體類(lèi)別名稱(chēng)、區(qū)域代碼、分層代碼、進(jìn)路編碼以及聯(lián)絡(luò)道、排號(hào)信息；爆破單元體體號(hào)5包括進(jìn)路、聯(lián)絡(luò)道以及排
號(hào)信息。
[0027](3)基于爆破單元體I進(jìn)行回采計(jì)劃編制可由自動(dòng)或人工干預(yù)方式實(shí)現(xiàn)。自動(dòng)方式通過(guò)輸入上下分層退采范圍安全距離、未來(lái)生產(chǎn)周期原礦輸出品位指標(biāo)、開(kāi)采礦塊溜井配礦指標(biāo)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)能力等條件后，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)搜索滿(mǎn)足條件的爆破單元體1，編制回采計(jì)劃。自動(dòng)方式在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)組織規(guī)范、生產(chǎn)條件正常及礦體賦存變化不大的情況下適用。
[0028]如圖6所示為人工干預(yù)選擇爆破單元體編制回采計(jì)劃界面，人工干預(yù)是以半自動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)計(jì)劃編制。技術(shù)人員在編制計(jì)劃時(shí)首先綜合考慮輸出原礦各項(xiàng)指標(biāo)，現(xiàn)有生產(chǎn)條件及未來(lái)生產(chǎn)周期的生產(chǎn)組織要求，選擇具備開(kāi)采條件的區(qū)域及區(qū)域中滿(mǎn)足要求的爆破單元體I，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)、實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)所選爆破單元體的地質(zhì)礦量、各元素的平均地質(zhì)品位等數(shù)據(jù)信息，實(shí)際操作過(guò)程中，每增選一個(gè)爆破單元體I或取消一個(gè)爆破單元體1，綜合信息顯示窗口 10都實(shí)時(shí)顯示各項(xiàng)地質(zhì)信息、可采信息的統(tǒng)計(jì)值，根據(jù)統(tǒng)計(jì)信息對(duì)照給定指標(biāo)即可方便地形成回采計(jì)劃。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜、礦體賦存變化較大的情況下，往往較多采用人工干預(yù)的方式進(jìn)行回采計(jì)劃編制。
[0029]本發(fā)明方案所公開(kāi)的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開(kāi)的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【權(quán)利要求】
1.一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)爆破單元體的建立及數(shù)字化； (2)爆破單元體的組織管理； (3)編制米礦回米計(jì)劃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，其特征在于:所述步驟(I)包括如下步驟: (1.1)根據(jù)礦體賦存，選擇合適的地質(zhì)統(tǒng)計(jì)方法建立整個(gè)礦床的塊體模型； (1.2)根據(jù)回采進(jìn)路設(shè)計(jì)間距，在XY平面上生成本分層和上分層所有回采進(jìn)路間距的中心線(xiàn)，形成線(xiàn)文件保存； (1.3)對(duì)待建爆破單元體的回采進(jìn)路及其上兩個(gè)分層的回采進(jìn)路按崩礦步距同時(shí)切剖面，并在本分層回采進(jìn)路剖面兩側(cè)，距剖面底邊中心二分之一設(shè)計(jì)進(jìn)路間距處，生成Z方向中心線(xiàn)； (1.4)把本分層及上分層平面中心線(xiàn)文件及待建爆破單元體的回采進(jìn)路剖面圖在軟件圖形窗口打開(kāi)，輸入?yún)?shù)及進(jìn)行空間對(duì)象選擇； (1.5)運(yùn)行算法進(jìn)行實(shí)體建模； (1.6)在塊體模型中獲取每個(gè)爆破單元體的金屬元素地質(zhì)品位、比重等信息； (1.7)定義爆破單元體的屬性描述字段，把各屬性數(shù)據(jù)寫(xiě)入描述字段中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，其特征在于:所述步驟(2)包括如下步驟: (2.1)做好空間坐標(biāo)與編碼映射，制定爆破單元體實(shí)體文件名及體號(hào)的編碼標(biāo)準(zhǔn)； (2.2)對(duì)每個(gè)爆破單元體進(jìn)行規(guī)范編碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，其特征在于:所述步驟(3)具體步驟為:通過(guò)自動(dòng)或人工干預(yù)方式，綜合各種生產(chǎn)因素及生產(chǎn)條件，統(tǒng)計(jì)并顯示滿(mǎn)足未來(lái)生產(chǎn)階段開(kāi)采條件的爆破單元體，通過(guò)對(duì)開(kāi)采對(duì)象的真三維模擬和數(shù)據(jù)的科學(xué)、精確預(yù)估，對(duì)每個(gè)爆破單元體空間形態(tài)進(jìn)行查看以及具體位置、地質(zhì)礦量、計(jì)劃出礦量、各元素地質(zhì)品位等信息的查詢(xún)，按給定條件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，完成計(jì)劃編制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，其特征在于:在步驟(1.1)至步驟(1.5)之間的爆破單元體建模過(guò)程，采用人機(jī)交互方式完成，一般情況下在計(jì)算機(jī)提示選擇相應(yīng)的空間對(duì)象后，單元體輪廓線(xiàn)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成；特殊情況如礦體邊部、豎井等其它工程影響區(qū)域等，需要對(duì)輪廓線(xiàn)進(jìn)行手動(dòng)編輯處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于爆破單元體編制采礦回采計(jì)劃的方法，其特征在于:所述編碼標(biāo)準(zhǔn)為“區(qū)域+巷道名稱(chēng)+編號(hào)”。
【文檔編號(hào)】G06T17/00GK103699712SQ201310620354
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】陳小文, 吳榮高, 王連生, 徐志強(qiáng), 許元清, 宋革文 申請(qǐng)人:南京梅山冶金發(fā)展有限公司