MineSight软件在大型磷矿山井巷工程施工质量控制的应用

姚 华 胡庆雄 余家龙 许洪波 邹 涛 杨 莉3

（1.贵州开磷有限责任公司；2.南昌致辉泰克科技有限公司）

近些年来，随着矿业信息化、数字化及智能化理念的普及和三维矿业软件的应用，国内众多矿山企业正在大力地建设数字矿山，并朝智能矿山的方向迈进，以期待在矿山技术升级或转型过程中尽可能地提高企业的经济效益。

本研究以国内某大型地下开采磷矿山为例，介绍该矿借助MineSight软件［1］进行井巷工程施工质量控制的过程和管理工程掘进进度的应用情况。

1 矿山简介

该矿为浅—滨海相沉积磷矿床，矿层呈缓倾斜状态，走向近南北向，总体倾向东，平均倾角为20°［2］，平均厚度约为5.5 m，矿体埋深较大，深部垂深大于500 m。

该矿采用平硐胶带斜井辅助斜坡道联合开拓、盘区开采，主要采用的采矿方法为分段空场嗣后充填法［3］，生产能力可达800万t/a，是我国磷矿石的重要生产基地。

2 井巷工程类别

为了有效地对矿山井巷工程进行管理，满足井巷工程设计、施工管理及掘进计划等的应用需求，该矿构建了设计模型和实测模型2种井巷工程模型（图1），并根据井巷工程的类别或用途，各自进一步细分为开拓模型和采准模型，井巷工程模型的分类说明如下所述［4-5］。

（1）设计模型是管理、构建各种井巷工程施工之前设计的三维模型。

（2）实测模型是管理、构建各种井巷工程施工之后实测的三维模型。

（3）开拓模型是以盘区分层/工程类别为单位，管理每月新增的与矿山开拓相关的设计/实测井巷工程，涉及的工程包括分层脉外运输平巷、盘区溜井、盘区管线井、盘区斜坡道和中段大巷等。

（4）采准模型是以盘区分层为单位，管理每月新增的与矿山采准相关的设计/实测井巷工程，涉及的工程主要为分层脉内凿岩平巷。

3 井巷工程三维设计

随着数字矿山技术的普及，该矿的井巷工程设计正由传统的CAD二维设计转向借助矿业软件进行三维设计。

该矿井巷工程三维建模主要应用的是MineSight软件中的Attach Template along Polyline工具（图2），该工具提供了地下矿山井巷工程常见的断面形状，技术人员可根据矿山的实际情况选择，输入断面的尺寸即可快速创建井巷工程三维模型。此外，Mine-Sight软件允许技术人员自定义井巷工程的断面形状，因此，该矿技术人员创建了适用于自身的采准工程断面（倒梯形断面），以便于估算工程量。

在井巷工程施工之前，该矿技术人员按公司要求完成井巷工程的三维设计模型，并将其共享给相关的部门和人员。图3为该矿某个盘区局部的井巷工程三维设计模型。

空间感强、简单易懂的三维模型有助于施工人员快速地理解各种工程之间的空间关系及工程与矿体之间的空间关系，从而避免设计失误可能引起的安全隐患以及工程浪费。

4 井巷工程施工质量动态监控

工程施工质量控制流程如图4所示，通过构建井巷工程设计模型和实测模型，该矿建立起规范的井巷工程施工质量控制流程，其核心为在施工过程中及时对比2种模型的差异，一旦发现实测模型与设计模型有较大的差异，技术人员及时与现场作业人员沟通，分析造成差异的原因，必要时调整施工作业或工程设计，以避免潜在的安全隐患和减少不必要的工程浪费。

井巷工程掘进过程中，该矿要求施工队伍定期更新测量数据，并及时共享给相关部门和人员，各单位技术人员则及时更新/构建井巷工程的实测三维模型。

借助MineSight软件便捷的三维建模功能，该矿除了实现井巷工程的快速建模，技术人员还可沿任意方向切剖面以进行工程位置对比分析，进而实现对井巷工程施工质量的动态监控。

图5和图6为设计模型和实测模型存在较大差异的区域对比，从图6可知，在A—A′剖面，斜坡道实测模型较设计模型的高程抬高了约4 m，为了与下分层石门顺利对接，技术人员对原设计进行了局部修改，这被动抬高了A—A′方向右下方的斜坡道坡度。

5 井巷工程施工进度计划动态管理

每个月底，该矿技术人员根据井下工程的掘进实测图，构建本月新增的工程三维模型，并以时间命名新增的工程，见图7。

通过实测的模型，技术人员通过应用查询工具可快速查看某个分层本月实际掘进的工程量（表1），进而与月初设定的计划进行对比，分析本月掘进计划的完成情况，并为制定下月的掘进计划提供基础数据，以确保全年掘进计划的有序实现。

6 结 语

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（1）经过多年的数字矿山建设及应用实践，该矿已成功探索出了一种地下矿山井巷工程施工质量控制的有效途径。

（2）该矿建立的井巷工程设计模型和实测模型，为矿山井巷工程三维可视化管理及应用提供了基础，也为矿山实现智能化开采创造了必要条件。

（3）借助MineSight软件，通过应用井巷工程设计模型和实测模型，可实现矿山井巷工程施工质量的动态管理及控制，避免设计失误导致的安全隐患，减少工程浪费，降低矿山的运营成本，进而增强企业在市场经济中的竞争力。