精细化矿体三维混构模型构建技术研究

为满足数字矿山建设对矿体三维模型越来越高的精度要求, 研究了精细化矿体混构模型的构建方法。利用分支轮廓线的中轴线构造过渡轮廓线, 建立无缝连接的矿体分支; 通过断层与矿体、矿体与矿体模型之间的布尔运算, 实现矿体和断层边界吻合的无缝模型; 使用外存八叉树技术构建小尺寸单元块的精细块段模型,提高块段模型边界与矿体表面模型边界的吻合; 分析矿石品位的空间变异性, 根据变异函数变程、勘探网度以及钻孔工程数量确定对应储量分级的样品搜索策略对矿石品位进行克里格方法估值。以某铜矿为实例对该方法进行验证, 结果表明本文提出的精细化模型构建技术能够满足资源分类评价、采矿设计、剖切后出工程图等较高的模型精度要求。     

露天开采时矿体边界品位动态优化的神经网络方法

本文提出了以净现值最大为优化目标，考虑采、选、冶生产能力，品位分布以及开采计划要求的露天矿矿体边界品位动态代化模型，并应用神经网络理论提出了该模型的求解方法。     

多分辨率扩展八叉树矿体建模研究

对传统八叉树和扩展八叉树等数据结构的优缺点进行比较,提出利用多分辨率的扩展八叉树数据结构对三维矿体进行重构和存储的技术,采用自下而上的方法自适应地构建扩展八叉树结构,并单独处理表面不规则节点,对其采用面结点、边结点、顶点结点进行存储。与传统的八叉树生成算法相比,该算法减少了三维矿体模型存储过程中的数据量,提高了矿体表面模型的精度。     

一种基于八叉树的地质体三维网格剖分方法

提出了一种地质体三维四面体网格的剖分方法。该法以八叉树法为基础,采用正四面体包围盒代替传统的六面体包围实体,进行八叉树剖分,直接形成比较规则的四面体网格,然后利用常见矿业软件生成的表面模型对四面体网格进行实体边界的恢复。此时,边界处的网格单元往往分布不均匀,质量不理想,并且存在一些薄元,需要优化和消除,以形成有限元分析所需的高质量四面体网格。     

一种基才八叉树的地质体三维网格剖分方法

提出了一种地质体三维四面体网格的剖分方法。该法以八叉树法为基础,采用正四面体包围盒代替传统的六面体包围实体,进行八叉树剖分,直接形成比较规则的四面体网格,然后利用常见矿业软件生成的表面模型对四面体网格进行实体边界的恢复。此时,边界处的网格单元往往分布不均匀,质量不理想,并且存在一些薄元,需要优化和消除,以形成有限元分析所需的高质量四面体网格。     

大型露天矿境界动态优化研究——以西澳Weld Range铁矿为例

为实现露天矿经济境界优化,研究了基于境界动态优化分析软件Whittle的露天矿境界优化方法。针对中钢澳洲中西矿业公司Weld Range铁矿,采用Surpac矿业软件建立矿山钻孔数据库、矿体模型和块段模型,根据定义的经济模型及露天境界优化参数,利用L-G图论理论方法,借助Whittle软件生成Weld Range铁矿在不同条件下、不同生产规模的最优开采境界。结果表明,Whittle软件可实现高质量批量境界的快速生成,用于矿山各种境界方案的动态经济指标计算,实现露天矿山开采境界的快速准确优化。     

矿体块段模型品位估值快速搜索算法研究

为提高矿体块段模型品位估值时邻近组合样数据搜索的计算效率, 加快搜索速度, 通过构建包含整个组合样数据空间范围的三维网格, 利用三维网格将组合样划分至网格单元块中, 计算总索引值和单元块内组合样累计数;然后确定覆盖搜索椭球体的移动网格, 并计算移动网格单元块相对于包含椭球体中心的单元块的偏移量。在对块段模型单元块进行品位估值时, 依据移动网格的偏移量数组、总索引值和组合样累计数, 快速确定估值单元块的邻近组合样, 进而通过八分象限、邻近数据个数和每个钻孔数据个数等约束条件限制, 得到最终用于克里格或距离幂次反比法估值的组合样数据。该方法通过数据分区和预处理提高了邻近组合样的搜索速度, 适用于精确模拟矿体边界的大数据量块段模型品位估值。     

开采中矿石损失的计算和定额

锡拜矿床从1940年起就用露天法进行开采。矿体倾角55°～70°。矿石与围岩接触明显,只有在某些地段块状矿体变为细脉-浸染状矿体。因此,开采过程中矿石的损失和贫化主要出现在开采接触带,其绝对值取决于准备爆破块段时钻孔的斜度。锡拜露天矿正常钻孔爆破形成的台阶坡角为68°。矿石损失和贫化在剖面图上的特征为三角形面积。其原因是由于台阶坡角与矿体不一致引     

露天矿采矿作业计划的二元整数规划数学模型

在同时考虑边界品位优化和开采顺序优化情况下,为了实现最大化净现值,提出了一种新的基于二元整数规划的露天矿作业计划模型。该模型包含3个部分:(1)实际经济损失;(2)概率分布和平均品位;(3)预期经济损失。通过物理约束将一个矿块的经济损失评估与概率集成在一个二元整数规划模型中。该模型基于最佳加工决策来确定每个时期的最优开采顺序。为了验证提出模型的适用性,对某金矿案例进行了研究分析。结果表明:使用提出模型获取到的开采顺序是切实可行的,该模型可以在合理的时间内得到较高的最优净现值。     

边界品位的动态规划优化模型及算法

在分析边界品位优化现有方法存在问题的基础上,提出边界品位动态规划优化模型以及算法步骤。该模型考虑矿体的开采顺序和矿床不同区段的品位分布,实现了地下开采边界品位在时间和空间上的动态结合。基于建立的数学模型,开发了相应的计算机应用系统,并在非洲某铜矿进行了应用。     

云南磷化集团昆阳磷矿深部矿体开采方式研究

以云南磷化集团有限公司昆阳磷矿深部矿体为研究对象,通过对其矿体赋存特征、开采技术条件的理论分析,对其深部矿体的开采方式进行研究。结果表明：1～4采区绝大部分矿体都可以进行露天开采,深部矿量较少,且开采技术条件差,不适合地下开采;二矿区上部适合采用露天开采,下部矿体地下开采具有可行性。相关结果可为云南磷化集团有限公司海口磷矿所及类似条件的磷矿山深部矿体开采方式提供一定的参考依据。     

SURPAC境界优化功能在露天矿山的应用

露天矿山的开采境界设计对矿山的盈利水平和生产能力有十分重要的影响。以辽宁省某露天铁矿采矿设计为例,介绍了SURPAC三维设计软件对露天矿山终了境界进行优化设计的全过程。通过建立地质数据库、表面模型、终了模型和矿体模型,并将其作为新建块体模型的约束条件,通过SURPAC实现矿山设计的立体呈现,并经运算得出露天境界内分水平矿岩量。分析采用SURPAC软件境界优化前后经济指标的变化情况,为矿山企业生产决策工作提供参考,对露天矿山的境界优化设计有一定的借鉴意义。     

露天矿矿体计算机模型的建立

露天矿矿体计算机模型的建立是进行矿床开采境界优化及制定矿山生产计划的基础。为实现矿山生产现代化管理，德兴铜矿建立了大型露天矿山矿体计算机模型，并获得成功应用，对类似矿山具有参考意义。     

白云鄂博东矿境界外资源的开采方案研究

白云鄂博东矿如果可以合理开发利用境界外资源,将延续矿山的生命周期。本文从技术可行性和经济合理性两方面对东矿境界外资源开采方案进行了分析,研究得到:东矿境界外资源开采采用地下开采是唯一选择。在应用Dimine数字矿山软件建立东矿三维地质模型的基础上,根据露天境界外矿体的形态、资源分布情况以及与露天采场的相对位置,研究了地下开采分区。为实现东矿露天转地下不停产衔接,南部境界外挂帮矿采用露天采场内平硐开拓并率先实施,北东境界外挂帮矿开采随后实施,露天坑底境界外开采最后实施。露天矿境界外挂帮矿体的回采不仅充分回收了国家矿产资源,还为露天矿山可持续发展提供了新的途径。     

深凹露天矿转地下过渡期挂帮矿安全高效开采方法研究

露天矿在回采末期由露天转向地下开采过程中通常会面临减产过渡的问题,矿山一般会在此期间回采挂帮矿以补充产能,传统的挂帮矿回采方法存在安全性差、效率低及产能低等一系列问题,难以从根本上扭转减产过渡的困境。以某深凹露天矿转地下开采为工程背景,在综合分析挂帮矿分布位置、开采条件及矿岩特性的基础上,提出在过渡期利用诱导冒落法率先回采该矿南帮挂帮矿的技术方案,通过控制回采顺序诱导失稳边坡滑向采空区而不冲至露天坑底,以确保坑底露天采矿的安全性,从而在过渡期实现露天与地下安全高效协同开采,达到稳产甚至增产的建设目标。最后,利用数值模拟方法对南帮挂帮矿的诱导冒落回采方案进行了数值模拟研究,研究结果表明,在深凹露天矿条件下利用诱导冒落法回采挂帮矿是安全可行的。     

海南铁矿露天转地下三维探采结合方法

海南铁矿矿石为高品位赤铁矿,矿体形态及其尖灭再现关系复杂,在露天转地下开采的过渡期,应用大结构参数诱导冒落法开采挂帮矿体,为加快其开采进程和有效控制矿石损失贫化,需要快速探清矿体分布及其边界位置。为此,研究海南铁矿三维探采结合方法,利用3个分段同时施工的探采结合工程、露天边坡以及分段钻探工程揭露的矿岩信息,快速探测与二次圈定矿体,据此优化采准工程的布置形式与合理位置。生产实践表明：这一三维探采结合方法,提高了矿体圈定的效率与精确度,保障了挂帮矿的高效开采,取得了良好的技术经济效果。     

基于DIMINE的红龙厂铜矿床地质建模与储量计算

根据云南元江红龙厂铜矿区地质勘查资料,结合DIMINE软件建立了矿床地质数据库,构建了矿区断层及矿体的三维实体模型,不仅实现了钻孔数据信息的三维可视化,而且直观、真实地揭示了矿体的产出位置及空间形态特征。基于地质统计学原理,筛选出钻孔样品数据并对其进行组合,根据组合后样品的统计分布特征,建立了矿区变异函数模型,利用普通克里格法对矿床内铜品位块体进行赋值,结合赋值结果,采用块段模型法对矿床储量进行估算。结果表明,红龙厂铜矿建模精度较高,储量计算结果较为可靠,可为矿山资源动态管理及后续生产工作提供重要的理论依据。     

基于3DMine的露天采矿设计

采矿设计是矿山建设和运营的一个关键环节。采矿设计需要综合考虑矿山资源状况、开采技术条件、矿产品销售价格、矿石开采及处理成本等多种因素,以实现经济效益最大化。目前三维矿床模型和采矿三维设计方法的完美结合使采矿设计更为简化,并可获得良好的动态效果。以利比里亚某铁矿为例,利用3Dmine三维矿业软件,建立了地表地形、矿体实体和块体模型。在此基础上进行了露天开采境界优化、开拓运输系统布置、采剥进度计划编制等采矿设计。结果直观反映了采矿设计方案及数据变化关系。同时讨论了不同矿石价格及不同台阶对露天境界的影响,分析了不同条件下剥采比的变化情况。在实际生产中,可根据不同情况适时调整露天开采境界,以实现最优的矿山经济效益。     

某露天矿挂帮矿资源开采方案

经过半个多世纪开采，某大型露天矿山境界内资源迅速衰减，采场面临闭坑停产压力。根据地质资料，该采场境界外尚赋存着丰富的挂帮矿资源。为了能够使这部分资源得到合理利用，结合矿体赋存条件、已经形成的生产系统等实际情况，从技术、安全和经济方面对挂帮矿体资源开采方法进行了选择分析。