摘要：根据柿竹园柴山钼铋钨多金属矿资源储量评估报告，结合长沙矿山研究院设计的《柴山钼铋钨多金属矿采选技改工程》初步设计，柿竹园公司决定实施柴山钼铋钨多金属矿采选技改3000t/d工程建设项目。为了该项目的顺利建设，公司引进国内矿业工程软件3Dmine，柴山工区技术组利用该软件结合现有的资料及图纸，在此项目建设中发挥了巨大的作用。结合井下的实际情况针对工程应用进行了典型总结，为进一步发挥该软件在矿山其它领域的效用提供一定的参考及建议。
关键词:3Dmine地雷的数字化；工程制图；三维模型
柴山钼铋钨多金属矿是柿竹园有色金属有限公司的重点矿区，设计矿石开采量为3000t/d，主要矿产品有钼精矿、铋精矿、白钨矿精矿和萤石精矿；黑钨精矿、硫精矿和铁精矿的综合回收。根据柿竹园矿64 ~ 76号勘探线，为矽卡岩矿床，整个矿区的矿体均位于花岗岩与石灰岩的接触带。矿体分布集中，埋深不大，总体走向北北东向，南东东向，走向长465米，水平宽398米，最大真厚153.56米，倾角10~39度；，呈透镜状、扁豆状，从中心向南北、东西方向逐渐变细或尖灭。整个矿体上贫下富。根据湖南湘南地勘院储量报告，矿区(332+333)总资源储量为2133.6 &倍；104吨.系统开拓为皮带斜井+坡道开拓。井下中段每300m分为一个中段，整个矿区分为550、500、450、400、350、300m六个中段。
1矿区地形图转换
朱元矿区采用湖南省第一测绘院测绘的1:500地形图，该院提供的图纸为。dwg，采用的平面坐标系为1954年北京坐标系，中央子午线经度为114 & deg00 & prime00 & Prime；高程系统是1985年的国家高程基准。但现存的柿竹园地下工程均采用柿竹园独立坐标系，其中央子午线经度为114 & deg00 & prime00 & Prime；高度系统石柱园是独立于高度系统的，所以存在地形图换算的问题。在图形中找到四个拐点，根据计算公式计算出四个拐点对应的独立坐标系坐标。将CAD图纸导入3Dmine软件，然后将四个拐点的坐标导入图纸。通过平移，旋转角度，再次设置Z方向移动参数+2.45，可以批量转换地形图，得到柿竹园独立坐标系图，可以保存为相应的. 3ds线文件和. 3dm体文件，可以应用到矿山实际生产系统中。
2匝道洞口填挖计算
在井下开拓系统中，坡道是井下矸石、人员上下作业、材料设备、大型无轨设备运输、新鲜空气、安全逃生等的主要通道。图中匝道洞口位于原490米老东泊山平洞西南约80米处，采用1/3三心拱断面，断面规格为4.5米×1.5米；3.8m，净断面15.67m2，洞口位于山坡上，植被量大，浮土厚。为了消除施工带来的安全隐患，必须剥离浮土。根据长沙矿业研究院提供的坡道工程设计，要求洞口加固段最小支护长度不小于5m，因此仍有部分石方开挖。施工前，测量人员必须测量坡道中轴线及其周围土方开挖范围，并用木桩和红绳标出土方开挖线。松方剥离施工完成后，必须测量变更地形的坐标数据，并保存数据。同样地，在石头剥离作业完成后，必须测量地形，并以另一个档案名称储存。根据实测数据、转换三维矿图形成的DTM面、松方实测数据、石方实测数据形成的DTM面，分别计算三维矿的土方量。在3Dmine中，使用命令测量-体积计算-三角测量法根据命令进行操作，也可以选择& ldquo实体报告& rdquo也可以形成CAD验收的实测图，或者EXCEL的验收表(根据计算出的体积，在松方验收时要特别注意考虑松方的松方系数)。在3Dmine软件中，你可以使用create-profile命令实时获取你想要的任意轴的轮廓，这使得观察各个方向的轮廓更加直观和方便。
3一般巷道顶顶制动帮量的计算
根据柿竹园64号~ 76号勘探线勘探成果，为进一步揭示地下实际矿体情况，3号斜井原设计为地下350~500m，每50m设500、450、400、350m标高四个中段，70号勘探线为东西向，南北向每100m设2.7m &次掘进段；2.7m三连拱勘探巷道。新设计的开拓采掘巷道工程为4.0m &倍；3.8m三拱断面可以利用原勘探巷道进行采掘工程设计，因此必须对原巷道进行制动，特别是在主巷道和分支巷道的交叉处。原巷道和既有巷道可以用全站仪进行数字化采集，不需要靶标和棱镜，采集到的坐标数据会通过数据线传输到计算机，并在中保存为数据文件。dat格式。3Dmine界面中的文件-文件导入-CASS数据。因为测量坐标系是高斯平面直角坐标系和数学卡氏平面坐标系，X轴和Y轴正好相反。所以在& ldquo南方CASS高程数据导入& rdquo在命令界面中选择相应的数据X增量38410000，Y增量2840000，以匹配矿区的地下和井下图纸。如S1 24采场400井下中段主要运输巷道与出口巷道的分叉处位于矽卡岩矿体与花岗岩的接触带，导致花岗岩壁内巷道极不稳定，局部冒顶，巷道断面不规则。为了保证生产安全，必须在此进行混凝土支护设计。此外，S1-24采场回采巷道在原S1-1勘探巷道内，通过闸墙达到其设计规格，其施工断面为2.7m &倍；2.7米至4.0米&次；3.8m三重拱形。在3Dmine中，通过测量-井下测量-导线点给出腰线的Z值。根据原巷道导线点的标高，分别给出主巷道和S1-1巷道的腰线Z值。接下来，建立井下-巷道模型-腰线巷道模型，设置相应的三连拱腰高和拱高参数，建立巷道模型。根据采矿设计中此处制动侧的支撑边界，截出要计算的面积实体(见图1)。将全站仪采集的测量数据导入3Dmine，圈定顶板边界线。在3Dmine中，曲面& minus生成DTM面，生成三角网；用同样的方法生成屋顶的DTM面；在实体连接三角网和闭合线之间用三角网连接巷道的边缘，闭合线选择巷道的顶板边界线和底板边界线。经过检查和优化，使用实体-实体编辑-合并三角网命令，就可以形成实际井下制动后的隧道模型(见图2)。得到同一边界线上两个实体的体积来计算这里的制动量，真实客观的反映了现场的实际情况。最后修改总图中的修改图，得到最新的生产实测图。
43Dmine软件在采矿、钻探和爆破中的应用
4.1采区布置及采场结构根据勘探线间距，沿矿体方向由南向北设置一条盘区运输巷，采区划分为列宽20m的盘区。在每个盘区中，矿房和矿柱被细分，它们都是15m宽，分布在盘区巷道的两侧。根据& ldquo田& rdquo字布局，结构参数为length(50 ~ 75)m & times；15m宽& times50m高(单个矿房和矿柱中间100m高)。拟采矿工程包括盘区运输巷、钻孔硐室、采矿巷道、矿石装载进路和外脉回风巷；切割工程包括底洞(沟)、切割天井和切割沟槽。目前已有多个采场完成了采矿准备工程，以400-450中段的N1 7采场为例，采场规格长度为74m & times15m宽& times50m高，其装矿进路(10)和放矿进路(90m长)规格为4.0m &倍；3.8m，路堑横巷(长12m)和路堑沟(长79m)规格为4.0m &倍；3.0m，矿区内分布有常用导线点。在三维矿井中，根据导线点和施工规范，应采用不同的规范参数建立巷道模型。根据测绘经验，根据测得的楼层边界线，我们可以用& ldquo工具& minus行& minus的操作；两条线和中心线/画中心线& rdquo，可以在双线中线和画中线命令中灵活转换使用，使巷道中线更加真实，然后重用& ldquo地下&负；道路模型& minus由中线生成& rdquo设置不同的模型参数可以形成真实的隧道模型。4.2YGZ-90钻爆拉底，选用YGZ-90钻机，在拉底平巷和分段钻孔平巷钻直径为φ的向上扇形中深孔；60毫米，排距1.5米，孔底间距1.5 ~ 2.0米..在大直径深孔阶段空阶段嗣后充填采矿法中，采用YGZ-90型钻机在矿房平巷钻扇形中深孔，形成爆底& ldquoV & rdquo异形凹槽；采用国产CS-150型高压DTH钻机在矿山顶部钻孔室内钻平行深孔。分段钻进阶段空现场嗣后充填法采用YGZ-90型中深孔钻机。采用BQF-100装载船向中深孔运输粒状改性ANFO炸药，采用非电起爆系统。首先以掏槽井和掏槽十字巷为自由面，采用中深孔爆破形成掏槽垂直槽，然后以掏槽垂直槽为自由面进行全断面侧向崩落。开采时，每次爆破2~3排孔，上段超前下段2~3排孔，可多段同时侧向崩落，形成台阶面。40-450中段N1 7采场下端采用扇形中深孔底部拉底，采场设计施工52排炮孔。利用全站仪，测设采场钻孔中心线的起点和终点。结合卷尺/钢卷尺，按设计的孔排距参数放出每排钻机的中心点，并用红漆标出底巷底板和顶板。P1~P3在路堑巷内布置多排炮孔，每排炮孔间距1.2m，形成一排7.5m高的垂直炮孔，每排布置14个垂直炮孔。用于3Dmine & ldquo地下&负；中深孔爆破&负；排列平行孔& rdquo设计和设置爆破孔的参数。P4~P52排有7.5m高的扇形中深孔，由& ldquo地下&负；中深孔爆破&负；安排扇形孔& rdquo设计，还设置了爆破孔的参数。根据参数，在现场布置炮孔。炮孔施工结束后，用测距仪和测斜仪检查验收炮孔的真实角度。爆破后，52排中深孔将形成10.5米& ldquoV & rdquo异形凹槽。爆破后，矿石由铲车装载，运输到1号和2号溜矿。当所有的矿石运输完毕后，用全站仪测量& ldquoV & rdquou形槽空，并由3Dmine形成实体模型，计算本次爆破的矿石方量。4.3CS-150钻孔施工和爆破。该矿体的采矿方法为大直径深孔阶段矿房嗣后充填采矿法和分段凿岩阶段矿房嗣后充填采矿法。这种方法既能保护地表不塌陷，又能更好地开发利用地下资源，矿石回收率高，尾矿库危害小。矿块主要分布在400-500中段，采用隔矿块采矿法。凿岩采用CS-150高压DTH钻机，钻仓配备(2.6 ~ 3.0)m &次；(3.0~3.5)m网用于钻向下平行的垂直孔，钻岩室两侧的侧孔用于钻微斜孔，直径&φ；165毫米，孔深< 50米.最后爆炸的矿石集中在& ldquoV & rdquo沟底结构采用4m3铲运机装载矿石，通过回采巷道和盘区运输巷运输至采区主溜井。40-450中段N1七号采场正在形成一个10.5米高的& ldquoV & rdquoU型槽后，其上部钻有大直径深孔。450中段钻孔室和钻孔平巷设计施工28排钻孔，孔距2.8m。现场放样后，采用CS-150高压DTH钻机钻大直径深孔，孔深约39.5米。根据爆破设计，成排爆破。爆破后，爆破的矿石全部运至盘区主溜井，整个矿房全部开采，最终形成约74m &次。15m宽& times50m高的大采空区，然后充填。4.4采矿空面积测量和爆破后矿体修改。400-450中段N1七采场实际爆破后，可能不是一个很规则的空场。需要爆破的矿石的具体数量必须在现场测量。全站仪用于采集数据，采用无靶标、无棱镜的方法测量大空面积。测量400中间空场下、中、上部3~5m的圆柱网格数据，450中间北环路和450中间主运输车道应测量空场上部等高线。最后做出实测图，计算出该矿区的矿石开采量空。根据地质矿体模型，通过空面积模型和矿体模型的布尔运算，可以得到最新的地质矿体模型和最新的地质矿石储量。
5系统工程完成后开发三维模型。
柴山多金属矿区井下巷道开拓前只有探矿工程，只包括各中段探矿巷道和盲斜井3#。井下有一级导线点和普通导线点。各中段实测平面CAD图导入3Dmine，由导线点生成巷道三维模型，盲斜井3#和通风天井根据中心线和导线点生成巷道模型。地下开拓工程施工后，测量人员测量了几乎每一条巷道，如坡道、皮带运输斜井、溜井(分支溜井)、通风天井、平巷等不同规格和参数。利用实测巷道边界轮廓线、底板边坡线和顶板导线点结合实测点建立三维模型，最终建成柴山井下三维模型(见图3)。每个项目的实施都会及时将井上和井下的实际情况反馈给3Dmine软件，并做好数字测图的日常维护工作。结论利用三维矿山采矿工程软件成功建立了柴山钼铋钨多金属矿区三维矿山模型，实现了矿区二维表达向三维表达的转变，全方位、可视化、动态地展示了各中段采矿工程情况和矿体空形态，保证了井下数据管理的准确性，大大提高了工作效率。柴山矿区三维模型的建立也为董波多金属矿区及公司矿山其他领域的应用提供了一些参考和建议。
作者:陈单位:湖南郴州柿竹园有色金属有限公司
