GIS在金屬冶煉總圖運輸工程中的應(yīng)用

龔選林

（長沙有色冶金設(shè)計研究院有限公司，湖南 長沙 410019）

金屬冶煉業(yè)是促進我國經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展過程中不可或缺的推動力。自21世紀以來，黨和國家發(fā)布了“新型工業(yè)化”的發(fā)展政策，并要求各行業(yè)必須調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，進而促進我國有色金屬業(yè)獲得更大的發(fā)展機遇。根據(jù)相關(guān)資料，從2010年至2018年間，我國有色金屬產(chǎn)量不斷增長，其中在工業(yè)領(lǐng)域常用的有色金屬開采量可達9195 萬噸，連續(xù) 6年占據(jù)世界榜首。然而，由于我國幅員遼闊、地形復(fù)雜，開采技術(shù)不完善，有色金屬的采礦、選礦和冶煉方面均存在一系列問題，其中總圖運輸方面的問題較為突出。

GIS 系統(tǒng)以獨特的空間坐標技術(shù)為基礎(chǔ)，依托空間多維技術(shù)對相關(guān)地區(qū)的坐標信息進行處理、分析和管理[1]，其最顯著的優(yōu)點便是強大的數(shù)據(jù)計算能力、邏輯分析能力?；谝陨蟽?yōu)點，我們將其用至金屬冶煉行業(yè)總圖運輸工程中，以求此項技術(shù)可為金屬冶煉工業(yè)提供強大的技術(shù)支持，進而使金屬冶煉技術(shù)在工業(yè)經(jīng)濟時代中發(fā)揮更大的作用。

1 GIS系統(tǒng)在金屬冶煉總圖運輸工作中的應(yīng)用流程

GIS系統(tǒng)是一個集綜合數(shù)據(jù)為一體的空間數(shù)據(jù)模型。在金屬冶煉總圖運輸工程中，它主要依據(jù)電子地圖建立出一個采、選、冶過程的監(jiān)管系統(tǒng)，同時標示出金屬礦山中各數(shù)據(jù)要素[2]。具體工作流程如圖1所示。

圖1 金屬冶煉總圖布局運輸工作流程圖

由圖1知，GIS在金屬冶煉總圖運輸工程中所建立的總圖布局模型分為三個子系統(tǒng)，即有色金屬采礦子系統(tǒng)、有色金屬選礦子系統(tǒng)、有色金屬冶煉子系統(tǒng)。在有色金屬采礦子系統(tǒng)中，GIS主要用于采礦數(shù)據(jù)的輸入、查詢和輸出，以便采礦設(shè)計人員確定最合理的采礦區(qū)；在有色金屬選礦子系統(tǒng)中，GIS主要用于場地勘測、數(shù)據(jù)分析以及有色金屬的屬性分類；在有色金屬冶煉子系統(tǒng)中，主要用于設(shè)備系統(tǒng)模型、技術(shù)系統(tǒng)模型、管理系統(tǒng)模型的建立。

2 GIS在金屬冶煉項目總圖運輸工程中的具體應(yīng)用

以陜西省府谷縣內(nèi)一大型鋁礦開采運輸為案例，對該鋁礦冶煉總圖運輸工程中應(yīng)用GIS系統(tǒng)進行研究和分析。該鋁土礦工程由5大主要場地組成，詳見表1。

通過表1可知本鋁土礦項目各場地的基本情況，根據(jù)項目的具體內(nèi)容來分析GIS系統(tǒng)在采礦、選礦、冶煉方面的應(yīng)用。

表1 鋁礦場地組成內(nèi)容

2.1 在采礦方面的應(yīng)用

在采礦環(huán)節(jié)中，我們要充分考慮該鋁礦的開采環(huán)境，即露天開采場地環(huán)境。通過表1我們可以知道該鋁礦的開采地形為山地，那么在對開采場地進行總圖運輸設(shè)計時，必須將此區(qū)域的地形數(shù)據(jù)輸入GIS 系統(tǒng)中，同時，鋁礦開采過程中配套的公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等基本數(shù)據(jù)也要一并輸入。圖2為GIS系統(tǒng)在鋁土礦開采運輸工程中的應(yīng)用流程。

圖2 GIS在采礦環(huán)節(jié)流程圖

在該鋁礦開采時，將地形數(shù)據(jù)以及公共基礎(chǔ)建設(shè)數(shù)據(jù)輸入GIS系統(tǒng)中，充分考慮了采礦產(chǎn)地的地形、運輸、配套設(shè)施等基礎(chǔ)條件[3]。根據(jù)表1我們可以知道該鋁礦緊靠公路，交通運輸條件較好，這樣既有利于鋁礦石的開采運輸，又有利于人員、材料的運輸。

2.2 在選礦方面的應(yīng)用

圖3為GIS系統(tǒng)在選礦環(huán)節(jié)中的應(yīng)用流程。設(shè)計者首先將場地的真實數(shù)據(jù)輸入GIS系統(tǒng)中，如場地大小、地形高差、廢石站以及排土場等相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)輸入完畢后，GIS系統(tǒng)會根據(jù)分析計算結(jié)果自動推薦理論上最為合理的場地。通過表1我們可以知道該鋁礦的選礦場地是緊靠廢石站和塹溝口的，并且總面積達5.88 ha，有利于選礦工作的有利進行[4]。

2.3 在冶煉方面的應(yīng)用

由圖4可知，GIS系統(tǒng)在冶煉方面進行總圖運輸設(shè)計時需要考慮兩種系統(tǒng)設(shè)備的建設(shè)，分別是供水系統(tǒng)和供電系統(tǒng)。眾所周知金屬冶煉離不開水力和電力[5]。所以在該鋁礦的冶煉過程中，GIS充分考慮了這兩種因素， 將鋁礦需要的供電站建在距離礦區(qū)東西方向約7 km的地方，同理供水站也是采取就近原則，這在最大程度上保證了鋁礦冶煉工作的正常運轉(zhuǎn)。

圖3 GIS在選礦環(huán)節(jié)流程圖

圖4 GIS在冶煉環(huán)節(jié)流程圖

3 結(jié)束語

綜上所述， GIS是通過強大的三維立體能力來進行每個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集和處理的，它通過對周圍具體環(huán)境的監(jiān)測來分析出最佳的“運輸”流程。與此同時，它可以智能地完成運輸數(shù)據(jù)的篩選、計算、分析和得出結(jié)論的工作，這些可以幫助有色金屬企業(yè)建立一個“總圖布局”的模型系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中各個運輸路線可以通過折線圖形的方式直觀的展現(xiàn)出來，有助于相關(guān)人員選擇并確定最優(yōu)的廠址、運輸以及平面布局方案。

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[3]向龍,劉平輝,李欣.基于GIS的華東某鈾礦區(qū)水冶廠周邊稻米中重金屬的污染評價及分布差異[J].中國科技論文,2017,12(33):312-318.

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