前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的CMS技术及Surpac软件在矿山损贫中的应用，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
矿区地质及开采简况
山金矿业公司果洛龙洼矿区矿带走向近东西，倾向南，倾角陡、缓变化大，一般在45°～75°。矿带出露范围东西长约3．0km，南北宽约1．0km，矿体形态简单，呈脉状、透镜状、囊状、串珠状，在走向及倾向上具有分支复合、尖灭再现、膨大收缩现象。矿体真厚度为0．93～3．36m，平均厚度1．5m;金品位一般在1．30～13．61g/t，平均金品位3．50g/t;矿石及围岩中等稳固以上，水文地质较为简单。采用平硐—斜坡道开拓，矿区开采以40m为1个阶段，共分为3840～3854m、3854～3867m及3867～3880m3个分段，通过联络道与斜坡道联通。3840～3854m分段以西已经回采完毕，开始着手准备废石回填，其他分段沿脉巷正在进行掘进。
现场探测
以3840～3854m分段以西51～57线采空区为研究对象，由于空区较大，设计采用架设支撑杆方式对空区进行扫描，通过带起重器的主杆结合其他竖直支撑杆撑紧巷道上下顶板进行固定，将架设好扫描探头的水平杆放在水平托杆上，前托后压。由于cms探测激光沿直线传播，在探测过程中如遇阻挡或遮挡，部分区域无法测到进而出现探测盲区。因此，对于试验采场内复杂的边界，利用已有的3840－51穿脉、3840－53穿脉、3840－55穿脉及3840－57穿脉共4条穿脉出口作为仪器架设点进行探测。电源电缆线从空心水平杆内部穿出，连接仪器并接通电源进行初始化。待仪器参数设定完成后进行扫描，扫描完毕后，保存数据并进行仪器自动复位，而后利用全站仪测量CMS上部及水平杆上靶标中心十字丝进行定位。探测完成后，仪器整理完毕后归位。
数据处理
数据处理过程：现场扫描完成后，通过CMSV400输出的．xyz文件经过编辑生成只含有y、x、z坐标值的．txt文件直接导入Surpac软件中生成．str线文件。具体处理步骤见图1，需要指出的是CMSV400本身具有空区体积计算功能，但为了便于统一进行后处理，空区实体也通过Surpac软件来完成建模。建立三维实体模型：1)空区实体模型。CMSV400扫描完成后输出．xyz文件通过编辑生成．txt文件导入Surpac软件中，因Surpac软件采用的是西方矿业标准，即北向字母用y，东向用x［5］，在此过程中注意输入字段及坐标的对应，否则将生成错误的线文件，导入后对应测点生成的空区部分扫描图如图2和3所示，需要指出的是全站仪输出的数据导入生成的线文件会自动将这些散点连接成线。将CMS在4个架设点所得扫描图进行合并，为简化处理过程可将合并线文件按照炮孔设计排距作剖面进行处理，最终得到空区线文件，在合并后的线文件处理过程中应注意到扫描点数较少的区段实际上是不可靠的点，在不影响模型整体性的前提下进行适当取舍是允许的。将处理完成后的线文件通过三角网化创建实体并验证其是否有效，通过验证后最终得到空区实体模型。2)巷道实体模型。针对矿体特殊的赋存条件，山金矿业公司采用脉内采准巷道沿矿体走向进行掘进。矿体整体沿走向产状变化较大，多呈急速弯曲型。采用全站仪通过之前布置的基准点每隔1．0m进行巷道边界实测，分别是顶底板各3个点，两帮各1个点，在遇到拐弯处或巷道分岔口处时调整为每隔0．5m测1次巷道边界，编辑全站仪采集数据名称为HD(巷道)进行存储，将最终测量得到的数据导入到Surpac软件并经处理最终得到巷道及切割井耦合实体模型。3)矿体实体模型。在矿体边界实测之前，安排人员对顶板矿体进行了冲洗及边界喷漆标注。需要指出的是，在进行上分段巷道矿体边界实测过程中，要想通过测量巷道底板矿体边界是很难实现的，重新编辑全站仪采集数据名称为KT(矿体)进行存储。由于矿体较薄，矿体边界的精确测量就显得尤为重要。在实际的测量过程中，平均间隔0．2m测量1次矿体边界，遇到有矿体分岔及断层地段时更需要精确测量以期保证后期模型建立的准确性。同上述建立巷道实体模型的操作过程类似，经处理后最终得到矿
损贫指标计算
1)采矿损失率计算。通过建立的矿体实体模型与空区实体模型，利用实体工具里相交并去除公共部分这一操作步骤，最终得到爆破完成后未采下的矿体模型(见图7);通过Surpac软件报告实体体积功能得出3840～3854m分段以西51～57线矿体体积为653m3，爆破完成后未采下的矿体体积为18m3，依据采矿损失率计算公式［6］:λ=Vw/Vf×100%(1)式中:λ为采矿采损失率(%);Vw为爆破完成后未采下的矿体体积(m3);Vf为3840～3854m分段以西51～57线矿体体积(m3)。最终计算得出采矿损失率为2．76%，运输过程中造成的矿石损失是很少量的，计算中忽略其对损失率的影响。2)矿石贫化率计算。应用Surpac软件对矿体、上下分段巷道及总空区实体模型进行布尔运算处理，设计采场剖面及空区实际剖面见图8和图9。由剖面图可以看出矿体较薄，CMS空区探测仪在进行空区扫描时上分段巷道的边界会扫描不完全，如按照单纯的模型体积相减将会得出错误的结果。因此，设计采用上分段巷道底板切割矿体和空区实体模型，得到包括3840m分段巷道在内的空区体积为1301m3，下分段巷道体积为463m3，最终得采空区体积为838m3。根据矿石贫化率计算公式［6］:γ=(Vc－Vf)/Vc×100%(2)式中:γ为矿石贫化率(%);Vf为3840～3854m分段以西51～57线矿体体积(m3);Vc为采空区体积(m3)。最终计算得出矿石贫化率为22．08%。4．4计算结果对比根据山金矿业公司提供的资料，试验采场矿石地质品位为3．5g/t，针对试验采场计算其采出矿石品位，根据金属量平衡关系得到其计算公式:α=(1－γ－Vf×λ/Vc)×3．5(3)式中:α为采出矿石品位(g/t);γ为矿石贫化率(%);Vf为3840～3854m分段以西51～57线矿体体积(m3);λ为采矿损失率(%);Vc为采空区体积(m3)。最终计算得出采出矿石品位为2．65g/t。试验采场采出的矿石集中运往山金矿业公司选矿厂，根据选矿厂的浮选设备，取浮选回收率为90%，金精矿品位为60g/t，计算得入选矿石平均品位为2．54g/t。由计算结果可以看出，采出矿石品位与入选矿石品位较为吻合，充分说明了在矿山损贫指标分析过程中CMS探测技术与surpac软件联合处理方法是完全可行的。
结论
1)通过后期数据的处理，最终得到试验采场采矿损失率为2．76%，矿石贫化率为22．08%，与选矿厂计算的损贫指标数据较为吻合，对山金矿业公司后期矿石回采及相应指标的计算具有一定的参考价值。2)CMS空区探测系统和Surpac软件的综合应用在控制采矿损贫指标方面其重要作用十分明显。CMS空区激光扫描仪为精确了解采空区形态提供了可能，尤其针对地质环境恶劣、人员无法进入的情形，较普通全站仪测点相比，精度及效率更高，同时又能保证人员安全，具有极其重要的作用;Surpac软件在矿体和巷道实体建模及后期损贫指标计算中同样发挥重要的作用，能够更直观地反映现场实际情况，尤其在后期数据处理中作用更为明显。3)CMS在空区探测中虽然作用明显，但不可否认，针对不规则空区形状，尤其是狭长型采空区，很可能因为空区不规则边界造成扫描不完全，通过不同架设点进行扫描，一定程度上可以弥补这一缺陷，在今后的实际应用中还需进一步研究。#p#分页标题#e#
本文作者：曹帅 景泮印 宋卫东 孙新博 朱先洪 单位：北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室 北京科技大学土木与环境工程学院 青海山金矿业有限公司