宋自平

基于爆區(qū)管理系統(tǒng)的動態(tài)化配礦管理研究

宋自平

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

L礦為深凹型露天礦，為了解決礦山配礦管理問題，根據(jù)礦山特點和配礦要求，結(jié)合卡車調(diào)度系統(tǒng)的選擇，開發(fā)增加了爆區(qū)管理子系統(tǒng)的配置，使礦山依托GPS智能調(diào)度系統(tǒng)及其爆區(qū)管理子系統(tǒng)，較好地實現(xiàn)了動態(tài)化配礦管理，為類似工程的應(yīng)用提供了較好的借鑒和參考。

露天銅礦；爆區(qū)管理系統(tǒng)；配礦管理；動態(tài)化

1 工程概述

L礦為斑巖銅礦經(jīng)風(fēng)化淋濾和次生富集作用形成的高硫化型銅礦床。由于礦床的次生淋濾作用，導(dǎo)致淋濾帽下的次生礦局部含泥。因此，項目的礦石主要分為高黏土礦（粘土含量＞15%，簡稱HC）、中黏土礦（粘土含量在10%～15%之間，簡稱MC）和低黏土礦（粘土含量＜10%，簡稱LC）三大類，其中MC占比較少。

根據(jù)礦石圈定數(shù)據(jù)統(tǒng)計，HC的礦石品位浮動范圍為0.14%～1.02%，LC的礦石品位浮動范圍為0.17%～1.71%，礦石品位浮動范圍均較大。

2 配礦管理流程

L礦為深凹型露天礦坑，采用牙輪鉆機穿孔爆破、液壓挖掘機采裝、自卸汽車運輸?shù)拈g斷式開采工藝。礦石的入堆有兩種方式，一是汽車直接運輸?shù)V石至3#堆浸場筑堆，二是汽車運輸?shù)V石至坑口破碎站，經(jīng)破碎后接皮帶機輸送到1#和2#堆浸場的布料機，由布料機布料筑堆。汽車運輸直接入堆方式適合所有類型的礦石，而HC和MC礦石的透水性差，遇水易粘結(jié)，不適宜采用皮帶機運輸，因此破碎機加皮帶機入堆方式只適用于LC礦石。

因此，L礦的配礦管理工作不僅包括不同品位的礦石配礦，還包括根據(jù)礦石的黏土含量進行不同入堆方式的配礦，給L礦的配礦管理工作帶來了較大的困難。

為了解決L礦的配礦管理問題，在考慮引進GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)時進行了綜合研究，聯(lián)合系統(tǒng)廠家研發(fā)了適合本項目的GPS智能調(diào)度系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了1個“爆區(qū)管理系統(tǒng)”的子系統(tǒng)，又稱為“配礦管理系統(tǒng)”，為本項目的爆區(qū)管理和配礦管理工作難題提供了解決方案。爆區(qū)管理系統(tǒng)是以爆區(qū)為管理對象進行穿孔爆破、取樣圈礦、分類采裝及物料運輸?shù)倪^程管理，并與GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)對車、鏟的智能調(diào)度結(jié)合實現(xiàn)正確配礦，最終實現(xiàn)對采礦損失率和貧化率的控制，提高礦石浸出率。

結(jié)合GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用，L礦的配礦管理工作實現(xiàn)了動態(tài)化，其具體的管理工作流程如圖1所示。

圖1 L礦動態(tài)化配礦管理工作流程圖

3 動態(tài)化配礦管理的準(zhǔn)備工作

為依托GPS智能調(diào)度系統(tǒng)實現(xiàn)配礦的動態(tài)化管理，需要先在爆區(qū)管理系統(tǒng)中創(chuàng)建爆區(qū)，并將爆區(qū)穿孔作業(yè)的孔網(wǎng)參數(shù)、炮孔巖粉取樣及樣品實驗數(shù)據(jù)、圈礦成果等所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)完整錄入到系統(tǒng)中，形成爆區(qū)管理的數(shù)據(jù)庫。

爆區(qū)管理系統(tǒng)的主要功能包括爆區(qū)狀態(tài)顯示、炮孔參數(shù)、爆破方量、物料類別、礦石品位、產(chǎn)量明細(xì)、爆破余量及物料運輸?shù)缺瑓^(qū)全過程管理數(shù)據(jù)和信息的收集儲存。為確保上述功能的準(zhǔn)確應(yīng)用，完善、整合穿孔爆破和采運數(shù)據(jù)，需要穿孔爆破部門、地質(zhì)技術(shù)組及采運作業(yè)部門按照以下要求進行操作：

（1）由穿孔爆破作業(yè)部門根據(jù)生產(chǎn)進度計劃完成爆區(qū)設(shè)計，生成“鉆孔布置圖”，并上傳到GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的爆區(qū)管理模塊中完成爆區(qū)創(chuàng)建，并同時下發(fā)到鉆機的生產(chǎn)調(diào)度終端。爆區(qū)創(chuàng)建時應(yīng)導(dǎo)入爆區(qū)的標(biāo)高、邊界多邊形及邊界坐標(biāo)，炮孔坐標(biāo)等參數(shù)。穿孔爆破作業(yè)部門、地質(zhì)技術(shù)組及采運作業(yè)部門在工作中應(yīng)加強溝通，準(zhǔn)確傳遞爆區(qū)基礎(chǔ)信息、狀態(tài)信息。

（2）穿孔爆破作業(yè)部門應(yīng)確保每臺鉆機在作業(yè)時已經(jīng)獲取準(zhǔn)確的鉆孔布置圖，鉆機司機在作業(yè)過程中準(zhǔn)確進行設(shè)備狀態(tài)、鉆孔的開鉆和結(jié)束鉆孔等操作。

（3）地質(zhì)技術(shù)人員按照規(guī)定進行爆區(qū)各炮孔巖粉的取樣，送化驗室化驗，以獲取炮孔樣品的地質(zhì)信息及礦石品位信息，并據(jù)此完成礦石圈定，以及按要求及時向GPS智能調(diào)度系統(tǒng)上傳爆區(qū)的礦石圈定成果數(shù)據(jù)，包括爆區(qū)編號、爆區(qū)內(nèi)各種物料多邊形邊界坐標(biāo)、爆破方量、各種物料方量、礦石品位等數(shù)據(jù)，并確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（4）采運作業(yè)部門加強同GPS智能調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度室的溝通，及時對爆區(qū)進行狀態(tài)更新。

（5）采運作業(yè)部門提供準(zhǔn)確的挖掘機技術(shù)交底信息，GPS智能調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度室密切關(guān)注挖掘機的爆區(qū)選擇，確保生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)中每一臺挖掘機的爆區(qū)信息與實際作業(yè)位置相吻合。

（6）每個爆區(qū)從創(chuàng)建到完成采剝的全過程采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的爆區(qū)編號，其在GPS智能調(diào)度系統(tǒng)中的編號均是唯一的，穿孔爆破作業(yè)及采運作業(yè)均使用統(tǒng)一的爆區(qū)編號，其命名規(guī)則為“LXX- XXXX”，“L”為臺階水平“Level”的首字母，“XX”為挖掘機站立的臺階標(biāo)高，“XXXX”為本臺階爆區(qū)的順序編號，如L15-2071即表示15 m標(biāo)高臺階的第2071號爆區(qū)。

在準(zhǔn)備工作中，地質(zhì)技術(shù)人員需在挖掘機到新爆區(qū)采裝作業(yè)前，根據(jù)爆區(qū)炮孔巖粉取樣樣品的化驗結(jié)果數(shù)據(jù)在3D Mine軟件中完成礦石圈定工作和現(xiàn)場礦體劃界工作，并將爆區(qū)礦石圈定數(shù)據(jù)導(dǎo)入爆區(qū)管理系統(tǒng)中，導(dǎo)入的信息應(yīng)包括爆區(qū)編號、爆破方量、物料類別、礦量、品位、物料子區(qū)域、邊界坐標(biāo)等所有礦石圈定數(shù)據(jù)。GPS智能調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度室負(fù)責(zé)對導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進行校驗，爆區(qū)管理系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)后，采用不同顏色標(biāo)記不同物料類型的方式在爆區(qū)管理系統(tǒng)的監(jiān)控地圖中自動生成物料二維地圖（見圖2），該物料地圖信息可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)较嚓P(guān)部門及管理人員的電腦、手機上，并上傳到主控室數(shù)據(jù)庫儲存。

圖2 爆區(qū)物料二維地圖

4 動態(tài)化配礦管理

根據(jù)L礦的工程特點，配礦工作主要通過GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的車、鏟智能調(diào)度功能和GPS精確定位功能調(diào)度挖掘機進行物料的分類采裝，并調(diào)度自卸汽車將裝載的物料運往正確的卸載點卸料來 實現(xiàn)。

不同品位的礦石配礦：配礦工作的基礎(chǔ)是輸入GPS智能調(diào)度系統(tǒng)爆區(qū)管理子系統(tǒng)的每個爆區(qū)的礦石圈定成果。技術(shù)部門對各爆區(qū)的礦石品位及各品位的礦石量進行綜合分析，提出不同品位礦石同時裝載計劃，GPS智能調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)計劃中不同品位礦石的同時裝載量及各挖掘機的裝載工效進行各采裝爆區(qū)挖掘機裝車點的調(diào)配，同時做好各采裝點自卸汽車對應(yīng)的礦石卸料點規(guī)劃及調(diào)配，確保礦石在堆浸場入堆時品位的均衡性，同時對自卸汽車的運輸路徑進行預(yù)設(shè)，避免汽車跑錯。

HC（包含MC）礦石和LC礦石的配礦：由于HC（包含MC）礦石的透水性差，對礦石的浸出率影響較大，因此，HC（包含MC）礦石在爆破后不再進行二次破碎，采用自卸汽車直接運送礦石入堆。為了保持礦坑內(nèi)礦石施工的均衡性，需要依托GPS智能調(diào)度系統(tǒng)合理調(diào)配各爆區(qū)的采礦順序，使HC（包含MC）礦石和LC礦石的采裝比例盡量保持均衡，確保挖掘機和自卸汽車的配置均衡性。

由GPS智能調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度室內(nèi)業(yè)調(diào)度員負(fù)責(zé)將采裝爆區(qū)的物料地圖下發(fā)到生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)挖掘機終端，指導(dǎo)挖掘機工作，使挖掘機操作手能清楚地知道當(dāng)前所在的爆區(qū)位置，所鏟裝的物料類型，以便進行礦石和廢石的分類采裝，并在完成裝車后向自卸汽車駕駛員發(fā)出正確的物料類型信息，以指引自卸汽車將物料運往正確的卸料點。

為了確?，F(xiàn)場挖掘機分類采裝的正確性，現(xiàn)場的每個爆區(qū)都根據(jù)礦石圈定成果進行了現(xiàn)場劃界，采用不同顏色的旗幟標(biāo)定不同的物料，并用相應(yīng)顏色的膠帶拉出礦石采裝邊界線。每臺挖掘機采裝時，對照現(xiàn)場的旗幟、膠帶顏色可對GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的指示作印證檢查，發(fā)現(xiàn)不一致或有疑問時直接向GPS智能調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)業(yè)調(diào)度員反饋，GPS智能調(diào)度系統(tǒng)可立即調(diào)度地質(zhì)技術(shù)人員到采裝點現(xiàn)場進行核實，以消除錯誤或澄清疑問。地質(zhì)技術(shù)組還可在礦坑現(xiàn)場安排看礦人員對各礦石采裝點進行輪流巡視，及時為挖掘機、自卸汽車及礦坑現(xiàn)場調(diào)度人員等進行答疑解惑。

GPS智能調(diào)度系統(tǒng)借助系統(tǒng)報警功能對運礦自卸汽車的運輸路徑進行監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)汽車偏離預(yù)設(shè)路徑時及時報警，提醒自卸汽車駕駛員按照正確的運輸路線將物料運輸?shù)秸_的卸料點。如自卸汽車駕駛員未及時反饋意見和改正錯誤，則立即指示外業(yè)調(diào)度員現(xiàn)場追查原因，督促其立即改正。

挖掘機在調(diào)整采裝點時及同臺階連續(xù)作業(yè)跨越爆區(qū)工作面時，GPS智能調(diào)度系統(tǒng)及時為挖掘機選擇正確的爆區(qū)編號，內(nèi)業(yè)調(diào)度員及時進行更新確認(rèn)，以便準(zhǔn)確地對挖掘機和自卸汽車進行監(jiān)控和調(diào)度，確保配礦工作的準(zhǔn)確性。

5 結(jié)束語

L礦根據(jù)礦山特點和配礦要求，在考慮引進GPS卡車調(diào)度系統(tǒng)時進行了綜合研究，研發(fā)了爆區(qū)管理子系統(tǒng)，使礦山依托GPS智能調(diào)度系統(tǒng)及其爆區(qū)管理子系統(tǒng)，較好地實現(xiàn)了動態(tài)化配礦管理，為類似工程的應(yīng)用提供了較好的借鑒和參考。

[1] 盧會軍,宋長葆.淺析配礦管理[J].黃金科學(xué)技術(shù),2006(01):45-47.

[2] 劉亞靜,時 靜.基于GIS的鐵礦資源配礦管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪與空間地理信息,2015,38(12):1-3.

[3] 文 超,顧清華,馮居易.基于GIS的露天礦配礦管理系統(tǒng)研究[J].黃金科學(xué)技術(shù),2009,17(02):58-62.

[4] 劉 兵.常用的配礦管理技術(shù)探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2012(21):100.

[5] 李發(fā)本.三道莊露天礦配礦管理系統(tǒng)研究[D].西安:西安建筑科技大學(xué), 2004.

[6] 秦愛軍.露天礦配礦管理與配礦方案的動態(tài)調(diào)整[J].化工礦物與加工,2012,41(11):29-31.

[7] 杜紅波.三道莊露天礦數(shù)字化采礦平臺的構(gòu)建[J].中國鎢業(yè), 2012,27(03):6-9.

[8] 李 健,侯彥君,劉 卓.智能調(diào)度系統(tǒng)在緬甸萊比塘銅礦項目的應(yīng)用與研究[J].四川水力發(fā)電,2018,37(03):12-17+23.

[9] 郭榮祥,武 超.礦車GPS智能調(diào)度系統(tǒng)在礦山的應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn),2018(19):233.

[10] 陳彥亭,鞏瑞杰,南世卿,宋愛東,陳 越.露天礦智能配礦系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2016,32(04):206-210+213.

(2018-11-01)

宋自平（1979—），男，四川威遠人，高級工程師，從事土建工程技術(shù)與管理工作，E-mail: 723177041@qq. com。