Surpac在西藏華泰龍甲瑪銅多金屬礦地下開采階段的應用

李羿賢

（西藏華泰龍礦業開發有限公司，西藏 拉薩 850200）

1 三維設計的運用

甲瑪銅多金屬礦為緩傾斜厚大礦體，儲量集中，采用中深孔分段崩落分層礦房嗣后充填采礦法。

公司使用Surpac軟件建立三維地質數據庫、地表模型、礦體模型等，精確的計算出了礦區地質資源儲量。同時該軟件在輔助礦山開采設計、計劃編排和生產管理等方面，帶來了極大的便利。

Surpac軟件在礦山地下開采階段的運用，主要體現在采場剖切（包括采場布置、采準切割、三級儲量報告）、中深孔鑿巖爆破設計等方面。

2 采場剖切

利用Surpac三維礦業工程軟件進行采場剖切，實現采場布置、礦房三級儲量計算的目的，是采切、回采設計的前提。選擇已圈定并估值的礦體及塊體模型，設置合理的采場中線，以控制礦塊、礦柱的位置及總體布局。

圖1 雙分層采場（已剔除夾石）礦房剖切三維模型

甲瑪二期采礦二標、三標段一般布置雙分層采場，如4420m～4465m水平，一個分層高度為20m、25m，礦房長58m，寬15m。沿礦房走向布置鑿巖巷，礦房端部或中間位置設切割橫巷、切割天井等工程。采場三維模型見圖1。

在采場剖切過程中，調用甲瑪塊體模型，礦石屬性中選擇CuEQ（銅當量，以一定的折算系數將礦石中的Cu、Mo、Pb、Zn、Au、Ag等折算為銅的量），剖切采場后生成采場報告，即得出三級礦量、體積及品位等信息。采場報告數據見表1。

表1 以銅當量(CuEQ)定義采場屬性值的報告文件（部分數據）

3 中深孔鑿巖爆破

3.1 實體運算

中深孔鑿巖爆破設計工作，須在品位控制模型的基礎上，結合現場實際展開。首先，把實測好的巷道、切割天井等通過數據處理，在Surpac中生成三維實體；再把實體模型與采場模型做相交運算，將巷道、天井從礦房中剔除；然后將已剔除巷道、天井的礦房，與巷道、天井三維實體模型保存成同一DTM文件，以便中深孔設計切剖面使用。以三標段3-2-4西采場為例，三維模型見圖2。

3.2 中深孔鑿巖爆破設計

3.2.1 炮孔參數

依據Simba系列1354型鑿巖臺車的鉆具自身屬性，并經現場試驗及測量，鑿巖最大孔深32m，鉆機寬度1.5m，鉆機中心高度取1.4m。

在切割橫巷鑿上向豎直孔，孔徑φ80mm，炮孔排面角90°，排距0.8m～1.8m，孔底距0.8m～1.0m；在采場鑿巖巷鑿上向扇形孔，孔徑φ80mm，炮孔排面角90°，排距1.5m～2.0m，孔底距2.0m～2.4m。

在Surpac軟件中，以排距1.8m為準，分別以切割橫巷的中線、采場中線剖切3-2-4西采場三維模型生成切割橫巷剖面、礦房剖面若干。

圖2 三標段3-2-4西采場三維模型

3.2.2 切割槽炮孔設計

在中深孔設計中，為防止透孔而影響裝藥及爆破效果，打眼時在孔底預留0.5m，即鉆孔超深為-0.5m。

首先調入已切好的采場和巷道剖面文件，以鉆機中心線作為參照，以孔距1.0m為標準調整鉆機位置進行炮孔設計，裝藥時可手動調控。在設計過程中可以創建中深孔設計數據庫，使用數據庫輔助工作管理。拉槽排炮孔設計見圖3。

圖3 3-2-4西采場拉槽炮孔布置圖

3.2.3 采場炮孔設計

進入中深孔設計模式，以3-2-4西采場第13剖面為例，打眼參數參照拉槽排炮孔，孔底距為2.2m，孔距公差0.2m，最小孔口距0.1m。先布置邊孔，根據銅礦石自然安息角（35°～45°）及鉆機屬性，邊孔角度定為45°。選擇“在兩孔之間”布置炮孔，疊代次數一般為5，軟件將自動選擇最優方案布孔，可根據實際情況調整單個炮孔位置及長度，相鄰排面的炮孔應盡量交錯布置。

在雙分層采場布孔時，需要重新調整底部礦房的邊界，使底部礦房的扇形孔穿入上部礦房以回收預留的桃形間柱（不穿透桃形間柱和巷道底板，超深為-0.5m）。采場炮孔設計見圖4所示。

圖4 3-2-4西采場第13排炮孔、裝藥設計圖

完成炮孔設計后導出鉆孔報告，以供現場施工使用。鉆孔報告見表2。

表2 4440分層3-2-4西采場第13排鉆孔（部分）報告

3.2.4 爆破設計

裝藥方式選擇AECI運算法則，一般選擇中間孔優先進行裝填設計，軟件根據優先孔自動計算其他炮孔的最優裝藥長度及填塞長度。4440分層3-2-4西采場以第7個孔優先裝藥，效果見圖4。

最后生成爆破報告，見表3。

表3 4440分層3-2-4西采場第13排炮孔（部分）爆破報告

3.2.5 利用中深孔設計控制礦石貧化

在采礦過程中，剔除夾石的可行性受到礦體產狀、礦化強度及采礦方法等因素的限制。崩落法開采過程中，由于一次爆破量大，礦石與夾石同時崩落，造成較大的礦石損失貧化。

一標段4460分層1-3-5采場為二步驟采場，高度30m，寬度15m。一步驟回采完成后，將空區、巷道及礦塊實體相交運算，得出二步驟回采礦房。三維模型見圖5。

圖5 一標段4460分層1-3-5采場實體三維模型

該采場中1號夾石的走向與礦房一致，方位角為118°，傾向為東北4°～13°，以13°的傾角由采場兩端向中間對稱傾斜，從23號～36號剖面由鑿巖巷揭露。根據該產狀以及落礦后的散體分布較均勻，可分級出礦進行剔除。還可從中深孔設計方面進行優化，控制可剔除部分夾石的摻入量，降低貧化率。

以34號剖面為例，中深孔設計見圖6。為剔除部分夾石，邊孔1號孔傾角設為50°；結合現場鏟運機出礦等制約條件，1、2、3號孔的裝藥方案為1號夾石層不裝藥，將藥送入孔底及礦石部分，裝藥位置依次為9.6m～11.7m、7.7m～14.0m、6.0m～17.0m；1號與3號孔裝填的頂部位置AB的傾角要求大于礦石自然安息角范圍。相鄰排（23號～36號剖面）之間合理調整裝藥位置，且該采場炮孔布置不穿入采場頂部的夾石邊界，有效降低礦石貧化率。

圖6 1-3-5采場第34排炮孔設計圖

4 結論

①在Surpac地質三維建模的基礎上，結合采礦方法進行采場剖切、三級儲量報告，提供了經濟合理、操作可行的開采設計方案；②利用Surpac三維可視化的特點對3-2-4采場進行中深孔設計，提供最優鑿巖設計及合理的裝藥方案；③在中深孔設計方面，針對1-3-5采場的可剔除部分夾石進行設計優化，降低貧化率，彌補了崩落法落礦易造成較大貧化率的不足。

甲瑪銅多金屬礦還需要在礦體二次圈定方面做出更大的投入，以利用Surpac軟件的優勢來實現礦產資源回收的經濟化、最大化，促進信息化、數字化礦山企業建設。