利用三維建模軟件降低二步驟回采礦石的貧化率實踐

羅 準

（甕福（集團）有限責任公司，貴州 福泉 550508）

1 背景

某地下磷礦采用上向分層充填采礦法，以隔一采一的順序進行回采，一步驟先采奇數礦房，實施充填后，再采二步驟偶數礦房。二步驟偶數礦房回采時，受頂板廢石和充填體的影響，回采礦石的貧化率較一步驟有明顯升高[1]。

通過對上一年度一步驟和二步驟礦房貧化率統計，測算一步驟回采礦房礦石的平均貧化率為5%，二步驟回采礦房礦石的平均貧化率高達9%。因此，亟需對如何降低二步驟回采礦石的貧化率進行研究。

2 現狀調查

通過一步驟和二步驟采礦示意圖對比可知，二者采礦方法相同，頂底板圍巖情況一樣，唯一不同點在于一步驟礦房回采礦石的礦柱為礦體，二步驟回采礦石時，礦柱為充填體（圖1 2步驟采礦示意圖）。

圖1 礦石的礦柱填充示意圖

分析結論：導致二步驟回采礦石貧化率升高的主要原因為充填體的混入，充填體混入的多少，是降低二步驟回采礦石貧化率的癥結所在[2]。充填體的混入是由于回采時爆破振動垮塌所致，所以二步驟回采的爆破參數不能沿用一步驟回采參數，應對二步驟回采的爆破參數進行優化。

3 研究實踐

3.1 利用三維建模軟件Dimine建立850～865分段礦體模型

測量技術員利用全站儀對850～865分段采切巷道開展實測上圖，地質技術員對850～865分段礦體進行編錄，實施巷道刻槽取樣，按照化驗分析結果繪制出頂底板界限，并利用三維建模軟件Dimine建立850～865分段礦體模型。

采礦技術員利用850～865分段礦體模型，編制一步驟、二步驟回采礦房設計，地質技術員按照設計估算礦房礦量及品位，并按照礦山要求三率計算出單礦房采出礦石量及采出品位。

3.2 利用三維空區激光掃描設備Blss-PE建立二步驟礦房模型

現場按照一步驟礦房設計回采后，采礦技術員及時利用三維空區激光掃描設備Blss-PE對一步驟回采空區進行掃描測量，填寫空區檔案，建立二步驟礦房模型，并編制充填計劃[3]。地質技術員利用回采礦石統計報表和空區檔案，核算采出礦石量、回采率、損失率及貧化率。充填技術員根據充填計劃，對一步驟回采空區實施充填。

3.3 二步驟礦房分排邊界控制爆破實驗

采礦技術員利用三維建模軟件Dimine，對二步驟礦房回采編制單體設計，炮孔底邊界離充填體分別預留0.5、1、1.5、2m的分排爆破設計（圖三維空區掃描儀顯示空區示意圖、三維模型設計鉆孔參數示意圖）[4]。施工現場按照爆破單體設計實施穿孔爆破作業，采礦技術員對爆破實施過程進行跟蹤，利用三維空區激光掃描設備Blss-PE建立單排空區模型，核算充填體垮塌量（表1二步驟礦房分排邊界控制充填體垮塌量統計表）。

圖2 三維空區掃描儀顯示空區示意圖

圖3 三維模型設計鉆孔參數示意圖

表1 二步驟礦房分排邊界控制充填體垮塌量統計表

地質技術員對單排回采礦石量進行統計，核算采出礦石量、回采率、損失率及貧化率（表2二步驟礦房回采率、貧化率核算表）。

表2 二步驟礦房回采率、貧化率核算表

通過分排爆破設計實驗結果對比，最終得出最優爆破邊界值為1.5米，二步驟礦房礦石的貧化率平均值為6.8%，優于優化前二步驟礦房回采礦石平均貧化率9%。

3.4 二步驟礦房1.5m預留邊界推廣實驗

對二步驟礦房全面實施1.5m預留邊界爆破試驗，并對試驗數據進行收集，計算二步驟礦房礦石可采2.69萬噸，地質平均品位25.93%，統計采出礦石量2.56萬噸，采出平均品位24.46%，計算回采率達到95.17%，貧化率為5.6%（表3二步驟礦房回采率、貧化率試驗數據統計表）[5]。

表3 二步驟礦房回采率、貧化率試驗數據統計表

4 結論

通過利用三維建模軟件Dimine和三維空區激光掃描設備Blss-PE建立三維模型，精準控制一步驟、二步驟礦房邊界，統計和優化礦房爆破參數，取得了優異的成果，成功解決了二步驟回采礦石的貧化率高的難題。同時，礦山推行和深化數字化三維軟件應用，不斷提升精益管理水平，促進了礦山高質量發展。