矿区地质及开采简况

山西矿业公司果洛龙洼矿区矿带近东西向南倾斜，倾角陡，缓变大，一般为45 & deg~ 75 & deg。矿石出露区东西长约3.0公里，南北宽约1.0公里。矿体形态简单，呈脉状、透镜状、囊状、串珠状，有分枝状复合、尖灭再现、走向和倾向上的伸缩现象。矿体真实厚度0.93 ~ 3.36米，平均厚度1.5米；金品位一般为1.30 ~ 13.61 g/t，平均金品位为3.50g/t；矿石及围岩中等稳定，水文地质相对简单。使用平硐& mdash道路开拓，矿区以40m为一个阶段，分为3,840 ~ 3,854m、3,854 ~ 3,867m、3,867 ~ 3,880m3三个区段，通过联络路与斜坡道相连。340 ~ 3854 m区段西部已开采完毕，开始进行矸石回填准备工作，其他区段正沿脉巷开挖。

现场检测

以3840~3854m区段西51 ~ 57线采空区域为研究对象，由于空区域较大，设计通过架设支撑杆扫描空区域。用带千斤顶的主杆等垂直支撑杆支撑巷道上下顶板进行固定，水平支撑杆上放置架设有扫描探头的水平杆。由于CMS探测激光是沿直线行进的，在探测的过程中，如果被遮挡或阻挡，有些区域是探测不到的，这时就出现了探测盲区。因此，对于试验矿区的复杂边界，利用现有的四个脉冲出口(3840-51、3840-53、3840-55和3840-57)作为仪器架设点进行探测。线缆从空中心水平杆内部引出，连接仪器，打开电源进行初始化。设置好仪器参数后，扫描、保存数据并自动复位仪器，然后用全站仪测量CMS上部目标中心的十字丝和水平杆进行定位。检测完成后，仪器整理后会放回原处。

数据处理

数据处理过程:现场扫描完成后。CMSV400输出的xyz文件经过编辑生成一个只包含Y、X、Z坐标值的. txt文件，直接导入Surpac软件生成一个. str线文件。具体的处理步骤如图1所示。需要指出的是，CMSV400本身具有空面积的体积计算功能，但为了统一后期处理，对空面积的实体也采用Surpac软件建模。建立三维实体模型:1)空区域实体模型。扫描CMSV400后，输出。xyz文件被编辑生成。txt文件，导入Surpac软件。因为Surpac软件采用的是西方的挖矿标准，即北面的字母是Y，东面的字母是x[5]。在这个过程中，要注意输入字段和坐标的对应关系，否则会生成错误的行文件。导入后对应测点生成的空区域局部扫描图如图2、图3所示，需要指出。合并CMS在四个安装点获得的扫描图像。为了简化处理过程，可以根据设计的炮孔排距对合并后的线文件进行处理，最终得到空区域的线文件。在合并线文件的处理过程中，需要注意的是，扫描点较少的部分实际上是不可靠的，在不影响模型完整性的情况下，允许进行适当的选择。对处理后的行文件进行三角剖分以创建实体，并验证其有效性。经过验证，最终得到空区域的实体模型。2)巷道的实体模型。鉴于矿体的特殊赋存条件，金善矿业公司采用脉内回采巷道沿矿体走向进行回采。总体而言，矿体的产状沿走向变化很大，大部分矿体呈快速弯曲状。用全站仪通过之前布置的基准点，每隔1.0m测量一次巷道边界，基准点分别在顶板和底板各3个点，两侧各1个点。当遇到拐角或巷道岔口时，调整为每隔0.5m测量一次巷道边界，将全站仪采集的数据编辑并命名为HD(巷道)进行存储。将最终测量得到的数据导入Surpac软件进行处理，得到巷道和切割井的耦合实体模型。3)矿体的实体模型。在实际测量矿体边界之前，安排人员对顶板矿体进行冲洗，并绘制边界。需要指出的是，在实际测量上分段巷道的矿体边界时，很难测量巷道底板的矿体边界，因此需要重新编辑全站仪来采集名为KT(矿体)的数据进行存储。由于矿体薄，矿体边界的精确测量尤为重要。在实际测量过程中，矿体边界平均每隔0.2m测量一次，当有矿体分支和断层段时，需要精确测量，以保证后期建模的准确性。与上述建立隧道实体模型的操作过程类似，经过处理最终得到矿石。

贫困指数计算

1)开采损失率的计算。通过建立的矿体实体模型和空区域的实体模型，利用实体工具相交和去除共有部分的操作步骤，最终得到爆破后的无图矿体模型(见图7)；通过Surpac软件上报实体体积的功能，发现3840~3854m以西51 ~ 57线矿体体积为653m3，爆破后未开采的矿体体积为18m3。根据开采损失率计算公式[6]:&λ；= Vw/Vf & times；100%(1)，其中:&λ；为开采损失率(%)；Vw是爆破后未勘探矿体的体积(m3 );Vf为3840~3854m段以西51 ~ 57线矿体体积(m3)。与最终计算相比，开采损失率为2.76%，运输过程中造成的矿石损失很小，计算中忽略其对损失率的影响。2)矿石贫化率的计算。利用Surpac软件，对矿体、上下分段巷道和总空面积的实体模型进行布尔运算处理。空区域的设计采场剖面和实际剖面见图8和图9。从剖面图可以看出，矿体较薄，在CMS空探测器扫描area 空时，上部分段巷道边界会扫描不完全。如果简单地减去模型体积，就会得到错误的结果。因此，设计采用上分段巷道底板切割矿体和空区域实体模型，包括3840m分段巷道在内的空区域体积为1301m3，下分段巷道体积为463m3，最终采区体积为838m3。根据矿石贫化率计算公式[6]:γ；=(Vc-Vf)/Vc & times；100%(2)其中:γ；为矿石贫化率(%)；Vf为3840~3854m段以西51 ~ 57线矿体体积(m3)；Vc为采区体积空 (m3)。最终计算得出矿石贫化率为22.08%。4.4计算结果对比根据金善矿业公司提供的资料，试验采场矿石的地质品位为3.5g/t，根据金属量的平衡关系，得到计算公式:&α；=(1-γ；-Vf & times；& lambda/Vc)& times；3.5(3)其中:&α；为提取的矿石品位(g/t)；&γ；为矿石贫化率(%)；Vf为3840~3854m段以西51 ~ 57线矿体体积(m3)；& lambda为开采损失率(%)；Vc为采区体积空 (m3)。与最终计算相比，提取的矿石品位为2.65g/t。从试验采场提取的矿石输送至金善矿业公司选矿厂。根据选矿厂的浮选设备，浮选回收率为90%，金精矿品位为60g/t，经计算入选矿石平均品位为2.54g/t。从计算结果可以看出，提取矿石的品位与入选矿石的品位吻合较好，充分说明CMS检测技术与Surpac软件相结合的处理方法在矿山贫困指数分析中是完全可行的。

结论

1)通过后期数据处理，最终试验采场的采矿损失率和矿石贫化率分别为2.76%和22.08%，与选矿厂计算的损失贫指标数据吻合较好，对金善矿业公司后期矿石回收和相应指标的计算有一定的参考价值。2)CMS空检测系统和Surpac软件的综合应用在控制矿业贫困指数中发挥了重要作用。CMS空区域的激光扫描仪使得准确了解矿区空区域的形状成为可能，尤其是对于地质环境恶劣，人无法进入的情况。激光扫描仪与一般的全站仪相比，具有更高的精度和效率，同时又能保证人的安全，发挥着极其重要的作用。Surpac软件在矿体和巷道的实体建模、后期贫困指数的计算等方面也发挥了重要作用，可以更加直观地反映现场的实际情况，尤其是在后期的数据处理方面。3)虽然3)CMS对空区域的探测作用明显，但不可否认的是，不规则空区域，尤其是狭长的矿区空区域，由于空区域边界不规则，可能会造成扫描不完全。通过不同的勃起点进行扫描，可以在一定程度上弥补这个缺陷。