利用三维建模软件降低二步骤回采矿石的贫化率实践

罗 准

（瓮福（集团）有限责任公司，贵州 福泉 550508）

1 背景

某地下磷矿采用上向分层充填采矿法，以隔一采一的顺序进行回采，一步骤先采奇数矿房，实施充填后，再采二步骤偶数矿房。二步骤偶数矿房回采时，受顶板废石和充填体的影响，回采矿石的贫化率较一步骤有明显升高[1]。

通过对上一年度一步骤和二步骤矿房贫化率统计，测算一步骤回采矿房矿石的平均贫化率为5%，二步骤回采矿房矿石的平均贫化率高达9%。因此，亟需对如何降低二步骤回采矿石的贫化率进行研究。

2 现状调查

通过一步骤和二步骤采矿示意图对比可知，二者采矿方法相同，顶底板围岩情况一样，唯一不同点在于一步骤矿房回采矿石的矿柱为矿体，二步骤回采矿石时，矿柱为充填体（图1 2步骤采矿示意图）。

图1 矿石的矿柱填充示意图

分析结论：导致二步骤回采矿石贫化率升高的主要原因为充填体的混入，充填体混入的多少，是降低二步骤回采矿石贫化率的症结所在[2]。充填体的混入是由于回采时爆破振动垮塌所致，所以二步骤回采的爆破参数不能沿用一步骤回采参数，应对二步骤回采的爆破参数进行优化。

3 研究实践

3.1 利用三维建模软件Dimine建立850～865分段矿体模型

测量技术员利用全站仪对850～865分段采切巷道开展实测上图，地质技术员对850～865分段矿体进行编录，实施巷道刻槽取样，按照化验分析结果绘制出顶底板界限，并利用三维建模软件Dimine建立850～865分段矿体模型。

采矿技术员利用850～865分段矿体模型，编制一步骤、二步骤回采矿房设计，地质技术员按照设计估算矿房矿量及品位，并按照矿山要求三率计算出单矿房采出矿石量及采出品位。

3.2 利用三维空区激光扫描设备Blss-PE建立二步骤矿房模型

现场按照一步骤矿房设计回采后，采矿技术员及时利用三维空区激光扫描设备Blss-PE对一步骤回采空区进行扫描测量，填写空区档案，建立二步骤矿房模型，并编制充填计划[3]。地质技术员利用回采矿石统计报表和空区档案，核算采出矿石量、回采率、损失率及贫化率。充填技术员根据充填计划，对一步骤回采空区实施充填。

3.3 二步骤矿房分排边界控制爆破实验

采矿技术员利用三维建模软件Dimine，对二步骤矿房回采编制单体设计，炮孔底边界离充填体分别预留0.5、1、1.5、2m的分排爆破设计（图三维空区扫描仪显示空区示意图、三维模型设计钻孔参数示意图）[4]。施工现场按照爆破单体设计实施穿孔爆破作业，采矿技术员对爆破实施过程进行跟踪，利用三维空区激光扫描设备Blss-PE建立单排空区模型，核算充填体垮塌量（表1二步骤矿房分排边界控制充填体垮塌量统计表）。

图2 三维空区扫描仪显示空区示意图

图3 三维模型设计钻孔参数示意图

表1 二步骤矿房分排边界控制充填体垮塌量统计表

地质技术员对单排回采矿石量进行统计，核算采出矿石量、回采率、损失率及贫化率（表2二步骤矿房回采率、贫化率核算表）。

表2 二步骤矿房回采率、贫化率核算表

通过分排爆破设计实验结果对比，最终得出最优爆破边界值为1.5米，二步骤矿房矿石的贫化率平均值为6.8%，优于优化前二步骤矿房回采矿石平均贫化率9%。

3.4 二步骤矿房1.5m预留边界推广实验

对二步骤矿房全面实施1.5m预留边界爆破试验，并对试验数据进行收集，计算二步骤矿房矿石可采2.69万吨，地质平均品位25.93%，统计采出矿石量2.56万吨，采出平均品位24.46%，计算回采率达到95.17%，贫化率为5.6%（表3二步骤矿房回采率、贫化率试验数据统计表）[5]。

表3 二步骤矿房回采率、贫化率试验数据统计表

4 结论

通过利用三维建模软件Dimine和三维空区激光扫描设备Blss-PE建立三维模型，精准控制一步骤、二步骤矿房边界，统计和优化矿房爆破参数，取得了优异的成果，成功解决了二步骤回采矿石的贫化率高的难题。同时，矿山推行和深化数字化三维软件应用，不断提升精益管理水平，促进了矿山高质量发展。