面向自然崩落法矿山的初始块度预测软件研发及应用

矿石块度是采用自然崩落法开采需要考虑的重要因素。以自然崩落法初始块度预测基本原理为基础,在DIMINE软件平台上采用C++语言开发了初始块度预测软件系统。该系统综合考虑了节理系统的空间几何参数和地应力的作用,支持从块体体积、等效尺寸和块体形状等不同角度对初始块度结果进行分析。以国外某斑岩型铜矿为例,采用该软件对矿体按勘探线分区进行了初始块度预测,并将结果与国外常用的BCF软件的预测结果进行了对比分析。研究结果表明,矿体勘探线间初始块度的大块率在40.8%~74.8%之间,等效尺寸在1.65~2.63 m之间变化。软件预测的结果与BCF软件预测的结果比较接近,变化趋势基本一致,预测结果为自然崩落法矿山后续的开采设计提供了参考依据。

复杂矿井通风网络解算风网有效性分析

复杂的矿井通风系统不仅对风网解算提出了更高的要求,对构建的通风网络进行风网检查也变得极其重要。首次提出了风网有效性分析的概念,通过分析改进的回路风量法解算的要求,从数据检查、风网检查和收敛性分析三个方面对通风网络图有效性进行了系统深入的分析,实现了相应的风网检查算法。通过进行强连通性分析可以使假拓扑风网更接近真实风网,通过对固定风量检查可以找出拓扑关联重复性设置的固定风量分支;通过对回路进行独立性检查和收敛性分析使得构建的通风网络尽量满足风网解算的要求,避免回路假收敛并提高解算收敛速度。

NSGA-Ⅱ算法在井下多目标运输路径优化中的应用

为提高地下矿运输效率,必须对电机车的运行路线以及行驶距离等因素进行综合分析。在考虑每个班次运输任务的前提下,提出了一种以总运量和总运输距离为优化目标的多目标运输路径优化模型。NSGA-Ⅱ是一种常用的解决多目标优化问题的算法,将其应用于地下矿运输路径的优化,并使用MATLAB软件对求解过程进行仿真。结果表明,利用该方法可以快速地求解出最佳的运输路径,为矿山运输路线的编排提供依据和保证。以云南某铜矿山为例,在最佳运输路径时,总运量为1 348.4 t·km,运输距离为2 995.7 m。

露天铀矿山爆区品位估算方法优选研究

爆区品位估算是露天铀矿山极其重要的日常性工作。为快速、准确地得到品位估算结果,从估算方法选取展开研究,介绍了最近距离法、距离幂次反比法和普通克里格法等品位估算方法的基本原理。以国外某铀矿为例,采用上述估算方法和三维矿业软件开展了爆区品位估算试验,并以普通克里格法的估算结果为标准,对最近距离法和距离幂次反比法的估算结果进行了偏差、统计和图形分析。结果表明:在矿石量和平均品位方面,与普通克里格法所得的估算结果相比,距离幂次反比法的偏差较小,而最近距离法的偏差较大;在估值准确性方面,距离幂次反比法基本接近普通克里格法,且估值精度满足矿山实际生产的要求,可用于爆区估值,而最近距离法的估值精度相对较差,不能用于爆区估值。距离幂次反比法作为爆区品位估算方法,操作过程简单且参数相对确定,在满足估值精度要求的同时可节约建模时间。该研究成果可为类似露天铀矿山进行爆区品位估算提供一定的指导。

纳米比亚湖山铀矿空气间隔装药试验研究

基于湖山铀矿降低火工品消耗的现场需求,本文分析了空气间隔装药理论及合理空气柱长度计算方法,总结了现有的空气间隔装置,在利用弹性理论计算合理空气间隔长度后于纳米比亚湖山铀矿爆破施工现场开展了空气间隔装药爆破试验。运用爆破块度分析、铲装速率及火工品消耗统计等方法,得到了常规连续柱状装药及空气间隔装药条件下的爆破效果。试验效果表明:相对于连续柱状装药区域,空气间隔装药区域火工品消耗降低了24%,X 50增大约21%,但铲装速度仅下降了3.5%,空气间隔装药技术具有明显的经济价值和技术价值。本文为矿山降低火工品消耗、提升经济效益指明了方向,为同类型矿山爆破工艺优化提供了参考。

基于品位控制模型的露天铀矿爆破流程优化

湖山铀矿矿体形态复杂、厚度不稳定且有用组分分布不均,采用露天开采方法,利用地质资源模型进行爆区的爆破设计时,受限于模型精度低,矿、废石界线不够准确,时常达不到预期的爆破效果,导致采矿贫化率和损失率偏高。品位控制模型是基于单个爆区的炮孔品位数据进行创建,模型精度较高,可较为准确地反映该爆区矿、废石的实际分布情况,可为爆破设计提供可靠依据。由于炮孔品位数据仅在钻孔、测井之后获得,故需对传统的爆破流程进行优化。在爆区矿、废石界线清晰,且各自分布相对集中的情况下,可通过改变爆破装药量、装药结构以及连线方式等手段,有助于实现矿、废石爆破分离,进一步降低采矿贫化率和损失率。从品位控制模型研究入手,对传统爆破流程进行了优化,并选择合适的爆区进行了分离爆破试验,结果显示:爆破流程优化后可有效降低爆区的贫化率。研究表明:基于品位控制模型对湖山铀矿进行爆破设计流程优化,可有效改善采矿质量和效率,基本满足现代矿山精细化管理的要求。

沙溪铜矿开采盘区布置优化研究

沙溪铜矿是我国典型的低品位斑岩型铜矿床,平均品位为0.53%。按照现有的采矿方法和盘区设计,有一部分高品位矿体位于盘区隔离矿柱中;为尽量将采场布置在高品位区域,提高资源利用率,以凤台山矿段首采中段为研究对象,通过盘区方案设计、指标计算与分析,以出矿品位、隔离矿柱损失等指标作为盘区优化衡量指标,对盘区布置进行选优,并得到了最优方案。结果表明:相比原设计方案,盘区采场地质品位由0.42%提高到0.48%,隔离矿柱减少了1308t金属量损失,为矿山开采盘区最优布置、提高矿产资源利用率提供了参考依据。

湖山铀矿生产技术协同平台研发及应用

数据集成管理与共享是矿山信息化建设的基础。针对湖山铀矿目前数据流转、管理、共享以及利用等方面存在的问题,全面梳理了矿山地质、采矿和水冶专业的生产业务流程规范和数据管理规范,研发了工作流程规范化、业务数据标准化、数据加工自动化的生产技术协同平台,实现了矿山数据的集中存储与协同共享,为矿山生产管理提供统一的数字化工作平台。通过两级部署,实现了国外矿山现场与国内公司总部的数据共享。应用结果表明:该平台将各业务产生的数据通过流程串联起来并按照标准通过中心数据库统一存储,实现了地质、采矿和水冶各业务间数据的高效流转和指标报表数据的自动加工,极大地减少了数据处理时间,降低了出错率,大幅提升了团队协作效率。湖山铀矿生产技术协同平台的研发与应用为跨部门、跨区域的数据协同和共享提供了参考。

面向复杂孔网参数的露天矿爆破设计软件研发及应用

布孔设计是露天矿爆破的重要环节,设计的精度直接影响后续爆破施工的质量。为了提高布孔设计的便捷性和准确性,对露天矿爆破设计业务进行了深入分析和系统研究,在DIMINE数字采矿软件平台上采用C++语言开发了爆破设计软件系统。该系统充分考虑了布孔设计参数定义的灵活性,能够满足各种复杂孔网参数条件下的布孔要求,同时从布孔设计层面考虑了上部已采台阶炮孔超深对本台阶设计孔位的影响,提高了布孔设计与施工现场的匹配度。现场工程应用结果表明,软件能够满足湖山铀矿各种区块的布孔设计要求,彻底改变了矿山当前布孔方式“步骤繁多、操作复杂、效率低下”的局面,极大地提高了工作效率和布孔设计精度,为后续精细化爆破施工奠定了良好的基础。

基于矿岩崩落规律的JM矿拉底方案设计

自然崩落法中拉底方向和拉底高度的设计直接影响矿山生产和安全。以塞尔维亚JM矿为工程背景,结合拉底高度和拉底推进方向与主应力的关系设计了6种拉底方案,从矿岩崩落量、初始崩落拉底面积、持续崩落拉底面积、矿岩崩落速度4个方面分析不同拉底方案下矿岩的崩落参数,确定了最优拉底方案。结果表明:当采用拉底高度为10m、推进方向垂直于最大主应力方向的方案进行拉底工程布置时,崩落效果较好,矿岩达到持续崩落后,崩落速度较为稳定,该方案下矿岩初始崩落拉底面积介于4537.5~5400m^(2)之间,持续崩落拉底面积介于16537.5~18150m^(2)之间,持续崩落速度为0.2599m/d,可满足矿山生产要求。