Surpac软件在乌努格吐山铜钼矿露天采场最终境界设计中的应用

杨春雨

（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021400）

乌努格吐山铜钼矿位于内蒙古自治区满洲里市南西22km，矿区面积9.8平方公里，铜金属储量300万吨，钼金属储量60万吨，为我国第四大铜钼伴生矿床。采用露天开采的方式进行采剥生产，采选能力已达8万吨/日，年处理矿量约2800万吨，年产金属铜7万吨钼6千吨，产值31.4亿元。乌山露天矿采矿设计是在境界优化结果既Whittle输出坑壳基础上在保证最终边坡角的前提下设置开采台阶、运输系统等。文章重点研究如何运用Surpac软件对露天采场进行有效的设计，其中包括台阶、公路方面的设计；应用软件建立地表模型，进行建模设计前要了解设计要求，绘制编辑线能够输出为界限文件，将输出文件汇总编辑完成境界模型。

1 数据准备

露天矿采矿设计前需要准备相应数据，需要准备的主要原始材料有：地表模型、境界优化坑壳、边坡设计参数、地质资源模型等；设计前需要生成数据包括：台阶参考线、底部周界等。

1.1 台阶参考线

①打开选定的境界优化结果，例如，我们选择7号.dtm。②做DTM的等值线，形成台阶参考线。

菜单选择：DTM工具>>等值线>>做当前层DTM等值线。

在台阶参考线页面中将最大、最小等值线完整填写进去，重点关注内容为等值线的间隔，通常情况下，所输入的台阶高度数值15m左右就可以，软件输出的参考线都有与之相对应的台阶。假设台阶高度发生较大的变化，在软件中输入的台阶高度数值要注意其是否在合理范围。如出现公约数数值的台阶高度，可将非台阶高度线进行删除处理，所得到的就是与高程台阶相匹配的参考线。获得的台阶参考线如下，形成的线文件自动保存在等值线图层（如图1）。

图1 等值线图层

最上面的图层为等值线图层，对输出的文件存储成台阶参考线形式。每一个台阶参考线其实都是str内的一部分，整体来看较为混乱，对其进行区分较为困难，因此需要将这些台阶线按照高程进行划分。菜单选择：线文件工具>>组合>>分割文件选项>>劈切范围内线文件。填写步骤如下，其中起始线串编号就是劈分完成后线文件的线串编号；公差选择15（台阶高度）即可。

1.2 底部周界

最终境界设计时应用Surpac软件，第一步要先确定底部周界，确定边坡角度，保证台阶高度数据准确。依照矿区的底部宽度及矿区开采深度来划定底部周界。应用Surpac软件时，所得到输出的参考模型是经过境界优化的结果，同时获取了对应台阶高度的最终参考线，可以将矿区开采深度数据确定下来。①根据底部周界台阶参考线，绘制底部周界限。②将图中绘制底部周界限进行平滑处理。经过DTM工具>>等值线>>平滑文件中的线串，此操作保证了原有点的位置不发生改变，并将线串做了圆滑，并使用底部周界圆滑替换底部周界文件。

2 采矿境界设计

2.1 设计参数确定

露天采矿最终境界设计边坡角也是一个重要的考虑因素，根据地质构造、矿岩性质、岩石力学指标等条件确定开采边坡角，保证岩体的稳定性，避免出现安全隐患。

设计边坡角通过选择设计>>露天采矿设计>>确定坡面角的方式确定，近地表30m台阶边坡角45°、其余作业台阶边坡角65°。

2.2 公路编辑与扩展

公路设置。

（1）根据底部周界确定出口位置和公路宽度等内容。公路的宽度和运输机车的选型确定为26.5m。然后确定公路的出口位置，在选定的出口位置处，通过创建>>通过选择画圆。绘制一个半径等于公路宽度的圆。

（2）获得参考圆以后，经过捕捉点，移动点等编辑功能调整底部周界上的点，确定出口。

（3）创建公路，单击设计>>露天采场设计>>创建公路。然后选择基坑确定的基坑出口位置两端，在弹出窗中录入如下信息：任意命名公路名称、公路号，公路类型顺时针，在考虑了车辆宽度、公路安全挡墙等因素后确定公路宽度26.5m，车辆爬坡能力等条件，确定公路的坡度，坡度的定义方式为：1:12.5，根据内边线确定坡度，平盘出口在坡底，平盘尖灭距离20。

（4）扩展段：确定了底部边界、公路设置、台阶的参数等内容后，可以开始进行露天坑设计，菜单选择>>设计>>扩展段>>根据台阶高度，选择底部周界的线串，弹出窗口，设置台阶高度、Z方向向上、水平方向扩展，形成结果。

（5）创建平台宽度，形成了一个台阶高度后，需要建立一个平盘，选择设计>>扩展段>>根据平盘宽度，然后选择线串，也就是台阶的坡底线，弹出窗口，在弹出窗口录入：扩展方式为总是，默认平盘宽度5，平盘梯度0，水平宽度扩展，扩展结果（如图2）。

图2 根据平盘宽度拓展结果

（6）调整平台宽度，调入同标高台阶参考线，依据同标高台阶参考线调整平台宽度线，并设置新的出口。

（7）重复设置创建公路>>扩展段>>创建平台宽度>>调整平台宽度，线圈高于地表结束（如图3）。

图3 拓展结果与地表

2.3 地表处理

①新建DTM模型：调入最后模型，执行DTM工具>>由当前层，拒绝执行断线检测，新建完成DTM文件，并保存。②新建封闭圈，DTM工具>>DTM间剪切与相交>>DTM相交线，在第一个DTM图层中选择新建的DTM模型，第二个DTM图层选择地表模型，输出层为封闭圈，生成结果为封闭圈str文件（如图4）。

图4 封闭圈

2.4 开采境界

①开采境界确定，DTM工具>>DTM间剪切与相交>>用线剪切DTM，选择要剪切的三角网，在选择封闭圈用于剪切新建DTM；弹出对话框后选择边界线内部保留三角形，新边界层为开采境界。②按照上述步骤完成三个坑壳开采境界绘制，将三个坑壳合并成最终开采境界文件（如图5）。

图5 最终开采境界

2.5 工程量计算

①将文件导航器中的地质资源模型.mdl双击调入到图形工作区，选择块体模型>>报告，弹出块模型报告格式文件对话框，格式文件名录入“工程量”、输出报告文件名“工程量”，报告的文件格式“csv-逗号分隔。②块体模型报告，报告属性选择“cu质量平均”、“cu质量合计”“mo质量平均”“mo质量合计”,密度属性选择比重“sg”,属性分组“矿岩类型”。③输入约束：在约束类型选择“DTM”,DTM文件选择“最终开采境界.dtm”、“向上”；点击“添加”；点击“执行”。④报表文件（如表1）。

表1 最终开采境界工程量

本文描述乌山铜钼矿露天采场最终境界设计其重点在于运输系统设计、台阶角度控制、开采境界圈定等部分，借助计算机强大的计算能力以及优秀的优化能力，进行最终境界设计过程简单结果精确。设计出一个合理且精确的最终开采境界，为指导露天矿山生产起到极其重要的作用。