基于爆区管理系统的动态化配矿管理研究

宋自平

基于爆区管理系统的动态化配矿管理研究

宋自平

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

L矿为深凹型露天矿，为了解决矿山配矿管理问题，根据矿山特点和配矿要求，结合卡车调度系统的选择，开发增加了爆区管理子系统的配置，使矿山依托GPS智能调度系统及其爆区管理子系统，较好地实现了动态化配矿管理，为类似工程的应用提供了较好的借鉴和参考。

露天铜矿；爆区管理系统；配矿管理；动态化

1 工程概述

L矿为斑岩铜矿经风化淋滤和次生富集作用形成的高硫化型铜矿床。由于矿床的次生淋滤作用，导致淋滤帽下的次生矿局部含泥。因此，项目的矿石主要分为高黏土矿（粘土含量＞15%，简称HC）、中黏土矿（粘土含量在10%～15%之间，简称MC）和低黏土矿（粘土含量＜10%，简称LC）三大类，其中MC占比较少。

根据矿石圈定数据统计，HC的矿石品位浮动范围为0.14%～1.02%，LC的矿石品位浮动范围为0.17%～1.71%，矿石品位浮动范围均较大。

2 配矿管理流程

L矿为深凹型露天矿坑，采用牙轮钻机穿孔爆破、液压挖掘机采装、自卸汽车运输的间断式开采工艺。矿石的入堆有两种方式，一是汽车直接运输矿石至3#堆浸场筑堆，二是汽车运输矿石至坑口破碎站，经破碎后接皮带机输送到1#和2#堆浸场的布料机，由布料机布料筑堆。汽车运输直接入堆方式适合所有类型的矿石，而HC和MC矿石的透水性差，遇水易粘结，不适宜采用皮带机运输，因此破碎机加皮带机入堆方式只适用于LC矿石。

因此，L矿的配矿管理工作不仅包括不同品位的矿石配矿，还包括根据矿石的黏土含量进行不同入堆方式的配矿，给L矿的配矿管理工作带来了较大的困难。

为了解决L矿的配矿管理问题，在考虑引进GPS卡车调度系统时进行了综合研究，联合系统厂家研发了适合本项目的GPS智能调度系统，该系统包含了1个“爆区管理系统”的子系统，又称为“配矿管理系统”，为本项目的爆区管理和配矿管理工作难题提供了解决方案。爆区管理系统是以爆区为管理对象进行穿孔爆破、取样圈矿、分类采装及物料运输的过程管理，并与GPS卡车调度系统对车、铲的智能调度结合实现正确配矿，最终实现对采矿损失率和贫化率的控制，提高矿石浸出率。

结合GPS智能调度系统的应用，L矿的配矿管理工作实现了动态化，其具体的管理工作流程如图1所示。

图1 L矿动态化配矿管理工作流程图

3 动态化配矿管理的准备工作

为依托GPS智能调度系统实现配矿的动态化管理，需要先在爆区管理系统中创建爆区，并将爆区穿孔作业的孔网参数、炮孔岩粉取样及样品实验数据、圈矿成果等所有基础数据完整录入到系统中，形成爆区管理的数据库。

爆区管理系统的主要功能包括爆区状态显示、炮孔参数、爆破方量、物料类别、矿石品位、产量明细、爆破余量及物料运输等爆区全过程管理数据和信息的收集储存。为确保上述功能的准确应用，完善、整合穿孔爆破和采运数据，需要穿孔爆破部门、地质技术组及采运作业部门按照以下要求进行操作：

（1）由穿孔爆破作业部门根据生产进度计划完成爆区设计，生成“钻孔布置图”，并上传到GPS智能调度系统的爆区管理模块中完成爆区创建，并同时下发到钻机的生产调度终端。爆区创建时应导入爆区的标高、边界多边形及边界坐标，炮孔坐标等参数。穿孔爆破作业部门、地质技术组及采运作业部门在工作中应加强沟通，准确传递爆区基础信息、状态信息。

（2）穿孔爆破作业部门应确保每台钻机在作业时已经获取准确的钻孔布置图，钻机司机在作业过程中准确进行设备状态、钻孔的开钻和结束钻孔等操作。

（3）地质技术人员按照规定进行爆区各炮孔岩粉的取样，送化验室化验，以获取炮孔样品的地质信息及矿石品位信息，并据此完成矿石圈定，以及按要求及时向GPS智能调度系统上传爆区的矿石圈定成果数据，包括爆区编号、爆区内各种物料多边形边界坐标、爆破方量、各种物料方量、矿石品位等数据，并确保数据的准确性。

（4）采运作业部门加强同GPS智能调度系统调度室的沟通，及时对爆区进行状态更新。

（5）采运作业部门提供准确的挖掘机技术交底信息，GPS智能调度系统调度室密切关注挖掘机的爆区选择，确保生产调度系统中每一台挖掘机的爆区信息与实际作业位置相吻合。

（6）每个爆区从创建到完成采剥的全过程采用统一、标准的爆区编号，其在GPS智能调度系统中的编号均是唯一的，穿孔爆破作业及采运作业均使用统一的爆区编号，其命名规则为“LXX- XXXX”，“L”为台阶水平“Level”的首字母，“XX”为挖掘机站立的台阶标高，“XXXX”为本台阶爆区的顺序编号，如L15-2071即表示15 m标高台阶的第2071号爆区。

在准备工作中，地质技术人员需在挖掘机到新爆区采装作业前，根据爆区炮孔岩粉取样样品的化验结果数据在3D Mine软件中完成矿石圈定工作和现场矿体划界工作，并将爆区矿石圈定数据导入爆区管理系统中，导入的信息应包括爆区编号、爆破方量、物料类别、矿量、品位、物料子区域、边界坐标等所有矿石圈定数据。GPS智能调度系统调度室负责对导入的数据进行校验，爆区管理系统获取数据后，采用不同颜色标记不同物料类型的方式在爆区管理系统的监控地图中自动生成物料二维地图（见图2），该物料地图信息可通过网络传输到相关部门及管理人员的电脑、手机上，并上传到主控室数据库储存。

图2 爆区物料二维地图

4 动态化配矿管理

根据L矿的工程特点，配矿工作主要通过GPS智能调度系统的车、铲智能调度功能和GPS精确定位功能调度挖掘机进行物料的分类采装，并调度自卸汽车将装载的物料运往正确的卸载点卸料来 实现。

不同品位的矿石配矿：配矿工作的基础是输入GPS智能调度系统爆区管理子系统的每个爆区的矿石圈定成果。技术部门对各爆区的矿石品位及各品位的矿石量进行综合分析，提出不同品位矿石同时装载计划，GPS智能调度系统根据计划中不同品位矿石的同时装载量及各挖掘机的装载工效进行各采装爆区挖掘机装车点的调配，同时做好各采装点自卸汽车对应的矿石卸料点规划及调配，确保矿石在堆浸场入堆时品位的均衡性，同时对自卸汽车的运输路径进行预设，避免汽车跑错。

HC（包含MC）矿石和LC矿石的配矿：由于HC（包含MC）矿石的透水性差，对矿石的浸出率影响较大，因此，HC（包含MC）矿石在爆破后不再进行二次破碎，采用自卸汽车直接运送矿石入堆。为了保持矿坑内矿石施工的均衡性，需要依托GPS智能调度系统合理调配各爆区的采矿顺序，使HC（包含MC）矿石和LC矿石的采装比例尽量保持均衡，确保挖掘机和自卸汽车的配置均衡性。

由GPS智能调度系统调度室内业调度员负责将采装爆区的物料地图下发到生产调度系统挖掘机终端，指导挖掘机工作，使挖掘机操作手能清楚地知道当前所在的爆区位置，所铲装的物料类型，以便进行矿石和废石的分类采装，并在完成装车后向自卸汽车驾驶员发出正确的物料类型信息，以指引自卸汽车将物料运往正确的卸料点。

为了确保现场挖掘机分类采装的正确性，现场的每个爆区都根据矿石圈定成果进行了现场划界，采用不同颜色的旗帜标定不同的物料，并用相应颜色的胶带拉出矿石采装边界线。每台挖掘机采装时，对照现场的旗帜、胶带颜色可对GPS智能调度系统的指示作印证检查，发现不一致或有疑问时直接向GPS智能调度系统内业调度员反馈，GPS智能调度系统可立即调度地质技术人员到采装点现场进行核实，以消除错误或澄清疑问。地质技术组还可在矿坑现场安排看矿人员对各矿石采装点进行轮流巡视，及时为挖掘机、自卸汽车及矿坑现场调度人员等进行答疑解惑。

GPS智能调度系统借助系统报警功能对运矿自卸汽车的运输路径进行监控，当出现汽车偏离预设路径时及时报警，提醒自卸汽车驾驶员按照正确的运输路线将物料运输到正确的卸料点。如自卸汽车驾驶员未及时反馈意见和改正错误，则立即指示外业调度员现场追查原因，督促其立即改正。

挖掘机在调整采装点时及同台阶连续作业跨越爆区工作面时，GPS智能调度系统及时为挖掘机选择正确的爆区编号，内业调度员及时进行更新确认，以便准确地对挖掘机和自卸汽车进行监控和调度，确保配矿工作的准确性。

5 结束语

L矿根据矿山特点和配矿要求，在考虑引进GPS卡车调度系统时进行了综合研究，研发了爆区管理子系统，使矿山依托GPS智能调度系统及其爆区管理子系统，较好地实现了动态化配矿管理，为类似工程的应用提供了较好的借鉴和参考。

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(2018-11-01)

宋自平（1979—），男，四川威远人，高级工程师，从事土建工程技术与管理工作，E-mail: 723177041@qq. com。