姚 華 胡慶雄 余家龍 許洪波 鄒 濤 楊 莉3

（1.貴州開磷有限責(zé)任公司；2.南昌致輝泰克科技有限公司）

近些年來，隨著礦業(yè)信息化、數(shù)字化及智能化理念的普及和三維礦業(yè)軟件的應(yīng)用，國內(nèi)眾多礦山企業(yè)正在大力地建設(shè)數(shù)字礦山，并朝智能礦山的方向邁進，以期待在礦山技術(shù)升級或轉(zhuǎn)型過程中盡可能地提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

本研究以國內(nèi)某大型地下開采磷礦山為例，介紹該礦借助MineSight軟件［1］進行井巷工程施工質(zhì)量控制的過程和管理工程掘進進度的應(yīng)用情況。

1 礦山簡介

該礦為淺—濱海相沉積磷礦床，礦層呈緩傾斜狀態(tài)，走向近南北向，總體傾向東，平均傾角為20°［2］，平均厚度約為5.5 m，礦體埋深較大，深部垂深大于500 m。

該礦采用平硐膠帶斜井輔助斜坡道聯(lián)合開拓、盤區(qū)開采，主要采用的采礦方法為分段空場嗣后充填法［3］，生產(chǎn)能力可達800萬t/a，是我國磷礦石的重要生產(chǎn)基地。

2 井巷工程類別

為了有效地對礦山井巷工程進行管理，滿足井巷工程設(shè)計、施工管理及掘進計劃等的應(yīng)用需求，該礦構(gòu)建了設(shè)計模型和實測模型2種井巷工程模型（圖1），并根據(jù)井巷工程的類別或用途，各自進一步細(xì)分為開拓模型和采準(zhǔn)模型，井巷工程模型的分類說明如下所述［4-5］。

（1）設(shè)計模型是管理、構(gòu)建各種井巷工程施工之前設(shè)計的三維模型。

（2）實測模型是管理、構(gòu)建各種井巷工程施工之后實測的三維模型。

（3）開拓模型是以盤區(qū)分層/工程類別為單位，管理每月新增的與礦山開拓相關(guān)的設(shè)計/實測井巷工程，涉及的工程包括分層脈外運輸平巷、盤區(qū)溜井、盤區(qū)管線井、盤區(qū)斜坡道和中段大巷等。

（4）采準(zhǔn)模型是以盤區(qū)分層為單位，管理每月新增的與礦山采準(zhǔn)相關(guān)的設(shè)計/實測井巷工程，涉及的工程主要為分層脈內(nèi)鑿巖平巷。

3 井巷工程三維設(shè)計

隨著數(shù)字礦山技術(shù)的普及，該礦的井巷工程設(shè)計正由傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計轉(zhuǎn)向借助礦業(yè)軟件進行三維設(shè)計。

該礦井巷工程三維建模主要應(yīng)用的是MineSight軟件中的Attach Template along Polyline工具（圖2），該工具提供了地下礦山井巷工程常見的斷面形狀，技術(shù)人員可根據(jù)礦山的實際情況選擇，輸入斷面的尺寸即可快速創(chuàng)建井巷工程三維模型。此外，Mine-Sight軟件允許技術(shù)人員自定義井巷工程的斷面形狀，因此，該礦技術(shù)人員創(chuàng)建了適用于自身的采準(zhǔn)工程斷面（倒梯形斷面），以便于估算工程量。

在井巷工程施工之前，該礦技術(shù)人員按公司要求完成井巷工程的三維設(shè)計模型，并將其共享給相關(guān)的部門和人員。圖3為該礦某個盤區(qū)局部的井巷工程三維設(shè)計模型。

空間感強、簡單易懂的三維模型有助于施工人員快速地理解各種工程之間的空間關(guān)系及工程與礦體之間的空間關(guān)系，從而避免設(shè)計失誤可能引起的安全隱患以及工程浪費。

4 井巷工程施工質(zhì)量動態(tài)監(jiān)控

工程施工質(zhì)量控制流程如圖4所示，通過構(gòu)建井巷工程設(shè)計模型和實測模型，該礦建立起規(guī)范的井巷工程施工質(zhì)量控制流程，其核心為在施工過程中及時對比2種模型的差異，一旦發(fā)現(xiàn)實測模型與設(shè)計模型有較大的差異，技術(shù)人員及時與現(xiàn)場作業(yè)人員溝通，分析造成差異的原因，必要時調(diào)整施工作業(yè)或工程設(shè)計，以避免潛在的安全隱患和減少不必要的工程浪費。

井巷工程掘進過程中，該礦要求施工隊伍定期更新測量數(shù)據(jù)，并及時共享給相關(guān)部門和人員，各單位技術(shù)人員則及時更新/構(gòu)建井巷工程的實測三維模型。

借助MineSight軟件便捷的三維建模功能，該礦除了實現(xiàn)井巷工程的快速建模，技術(shù)人員還可沿任意方向切剖面以進行工程位置對比分析，進而實現(xiàn)對井巷工程施工質(zhì)量的動態(tài)監(jiān)控。

圖5和圖6為設(shè)計模型和實測模型存在較大差異的區(qū)域?qū)Ρ?，從圖6可知，在A—A′剖面，斜坡道實測模型較設(shè)計模型的高程抬高了約4 m，為了與下分層石門順利對接，技術(shù)人員對原設(shè)計進行了局部修改，這被動抬高了A—A′方向右下方的斜坡道坡度。

5 井巷工程施工進度計劃動態(tài)管理

每個月底，該礦技術(shù)人員根據(jù)井下工程的掘進實測圖，構(gòu)建本月新增的工程三維模型，并以時間命名新增的工程，見圖7。

通過實測的模型，技術(shù)人員通過應(yīng)用查詢工具可快速查看某個分層本月實際掘進的工程量（表1），進而與月初設(shè)定的計劃進行對比，分析本月掘進計劃的完成情況，并為制定下月的掘進計劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以確保全年掘進計劃的有序?qū)崿F(xiàn)。

6 結(jié) 語

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（1）經(jīng)過多年的數(shù)字礦山建設(shè)及應(yīng)用實踐，該礦已成功探索出了一種地下礦山井巷工程施工質(zhì)量控制的有效途徑。

（2）該礦建立的井巷工程設(shè)計模型和實測模型，為礦山井巷工程三維可視化管理及應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，也為礦山實現(xiàn)智能化開采創(chuàng)造了必要條件。

（3）借助MineSight軟件，通過應(yīng)用井巷工程設(shè)計模型和實測模型，可實現(xiàn)礦山井巷工程施工質(zhì)量的動態(tài)管理及控制，避免設(shè)計失誤導(dǎo)致的安全隱患，減少工程浪費，降低礦山的運營成本，進而增強企業(yè)在市場經(jīng)濟中的競爭力。