基于爆區(qū)管理系統(tǒng)的礦石臺帳管理研究

劉平旭，宋自平

基于爆區(qū)管理系統(tǒng)的礦石臺帳管理研究

劉平旭，宋自平

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

萊比塘露天銅礦項目依托GPS智能調(diào)度系統(tǒng)成功開發(fā)了爆區(qū)管理系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于爆區(qū)礦石臺帳管理，實(shí)現(xiàn)了礦石管理動態(tài)可視化，比原人工礦石臺賬管理更加精確、快捷，更好地實(shí)現(xiàn)了礦石臺帳管理自動化，可為類似工程的應(yīng)用提供借鑒和參考。

露天銅礦；爆區(qū)管理系統(tǒng)；礦石臺帳管理；動態(tài)可視化；自動化

1 工程概述

萊比塘露天銅礦項目是中緬經(jīng)濟(jì)合作的一個大型項目。中國電力建設(shè)股份有限公司中標(biāo)承建了該項目的前期基建剝離及生產(chǎn)期前10年采剝工作，由其子公司水電十局有限公司與水電三局有限公司組成聯(lián)營體，具體實(shí)施該項目。

2017年，項目成功引入爆區(qū)管理系統(tǒng)對礦山各個爆區(qū)實(shí)現(xiàn)自動化管理?！氨瑓^(qū)管理系統(tǒng)”又叫“配礦管理系統(tǒng)”，是GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的子系統(tǒng)，由系統(tǒng)供應(yīng)商東方測控針對萊比塘銅礦項目的需求而開發(fā)的，屬國內(nèi)首次運(yùn)用。爆區(qū)管理系統(tǒng)的主要功能包括爆區(qū)狀態(tài)、設(shè)計方量、爆區(qū)物料以及礦石臺帳等的管理。

2 原礦石臺帳人工管理存在的問題

認(rèn)真做好礦石臺帳管理是為更好促進(jìn)礦山合理開發(fā)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，為礦產(chǎn)資源集約利用與持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。在2017年以前，萊比塘銅礦項目的礦石臺帳管理是通過人工統(tǒng)計記錄進(jìn)行的。主要工作流程如下：

（1）爆區(qū)礦石圈定報告：地質(zhì)部門根據(jù)爆區(qū)設(shè)計及從穿爆作業(yè)部門獲取的爆區(qū)信息（包括爆區(qū)編號、炮孔位置及編號等），對爆區(qū)內(nèi)各個炮孔進(jìn)行巖粉取樣送化驗室化驗，根據(jù)巖粉樣品化驗結(jié)果在爆區(qū)設(shè)計圖中畫出各礦石區(qū)域，并計算出各爆區(qū)礦石量以及平均品位，形成爆區(qū)礦石圈定報告。

（2）現(xiàn)場劃界：地質(zhì)部門根據(jù)爆區(qū)礦石圈定報告，在現(xiàn)場按爆區(qū)對爆堆進(jìn)行實(shí)地放點(diǎn)拉線，圈定出礦石區(qū)域。并向采礦作業(yè)部門進(jìn)行交底，采礦作業(yè)部門再對鏟裝設(shè)備操作手進(jìn)行交底。

（3）記錄鏟裝設(shè)備工作爆區(qū)編號：地質(zhì)部門每天記錄每臺鏟裝設(shè)備的工作爆區(qū)編號。

（4）自卸車司機(jī)填寫工作卡：自卸車司機(jī)在每次裝車的同時填寫工作卡。填寫內(nèi)容包括自卸車編號、為其裝車的鏟裝設(shè)備編號、物料類型（由鏟裝設(shè)備操作手通過事先約定好的鳴笛次數(shù)傳達(dá)給自卸車司機(jī)）、物料卸載位置（由現(xiàn)場調(diào)度員指令）。

（5）統(tǒng)計各爆區(qū)礦石：統(tǒng)計員在第二天根據(jù)收集到的前一天挖掘機(jī)的工作位置，以及自卸車工作卡，統(tǒng)計出前一天各爆區(qū)的礦石裝運(yùn)量和卸載地點(diǎn)。

（6）報表形成：根據(jù)每日統(tǒng)計結(jié)果，計算出各個爆區(qū)礦石余量、采礦貧化損失率、堆浸場自卸車直接入堆礦石量和金屬量、經(jīng)破碎站加皮帶機(jī)入堆礦石量和金屬量。

這種人工記錄的方式雖然有效，但是隨著采剝規(guī)模的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)場設(shè)備持續(xù)增加，而生產(chǎn)要求也越來越精細(xì)，人工記錄的工作強(qiáng)度越來越高，記錄的準(zhǔn)確性和效率降低，已不能滿足現(xiàn)場大規(guī)模生產(chǎn)需求，究其原因主要有：

（1）爆區(qū)設(shè)計與穿爆作業(yè)部門提供的爆區(qū)信息可能不一致，導(dǎo)致取樣位置偏差，從而導(dǎo)致礦石圈定不準(zhǔn)確，增大礦山采礦貧化損失率造成資源浪費(fèi)；

（2）爆區(qū)信息經(jīng)過多級交底傳達(dá)，管理路徑冗長，導(dǎo)致錯誤率高、工作效率低；

（3）大型鏟裝設(shè)備工作范圍較大、鏟裝設(shè)備臨時調(diào)動、現(xiàn)場爆區(qū)之間界限不明顯，可能導(dǎo)致地質(zhì)人員記錄各臺鏟裝設(shè)備工作的爆區(qū)編號不準(zhǔn)確，導(dǎo)致爆區(qū)礦石臺帳不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響各爆區(qū)礦石余量以及各卸載點(diǎn)礦石品位統(tǒng)計的準(zhǔn)確性；

（4）鏟裝設(shè)備操作手給出的鳴笛次數(shù)信號模糊、調(diào)度員給出的指令模糊導(dǎo)致卡車司機(jī)卸載 錯誤；

（5）卡車司機(jī)在填寫工作卡時可能出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致礦石臺帳統(tǒng)計不準(zhǔn)確；

（6）統(tǒng)計員面對的記錄信息多，統(tǒng)計工作強(qiáng)度高，記錄本字跡潦草等，導(dǎo)致統(tǒng)計結(jié)果錯誤率高，影響統(tǒng)計結(jié)果的準(zhǔn)確性；

（7）礦石臺帳統(tǒng)計時間及周期較長，對礦石管理不能實(shí)現(xiàn)及時性。

綜上所述，有必要對礦石臺帳的管理方式進(jìn)行升級，以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要。

3 爆區(qū)管理系統(tǒng)

從2017年開始，萊比塘露天銅礦項目逐漸進(jìn)入達(dá)產(chǎn)期，采剝生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到了設(shè)計規(guī)模的69000 kt/a，采礦設(shè)備也達(dá)到了100多臺，其中有79臺TR100（載重91 t）自卸車、10臺NTE260（載重236 t）電動輪自卸車、12臺液壓挖掘機(jī)（其中，2臺6.5 m3正鏟、3臺11 m3正鏟、4臺12 m3反鏟和2臺22 m3正鏟）及6臺牙輪鉆機(jī)（穿孔直徑250 mm），如此多的設(shè)備勢必導(dǎo)致礦石管理工作更加復(fù)雜和困難。為解決因規(guī)模增大帶來的人工管理礦石臺帳的各種問題，準(zhǔn)確把握礦石信息，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，萊比塘露天銅礦采礦項目利用GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的爆區(qū)管理系統(tǒng)進(jìn)行礦石臺帳管理。其操作流程為：

（1）爆區(qū)礦石圈定報告：穿爆作業(yè)部門將設(shè)計爆區(qū)信息上傳至爆區(qū)管理系統(tǒng)，鉆機(jī)操作手根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)定位穿孔。穿孔時，鉆機(jī)車載GPS智能調(diào)度系統(tǒng)終端的高精度定位功能自動記錄實(shí)際鉆孔位置、深度等信息，并自動上傳到GPS智能調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器。地質(zhì)部門只需直接下載鉆機(jī)實(shí)際爆區(qū)信息，根據(jù)該信息進(jìn)行巖粉取樣和樣品化驗，然后圈定爆區(qū)礦石區(qū)域，計算礦石儲量和平均品位，并上傳到爆區(qū)管理系統(tǒng)，形成礦石圈定報告。

（2）現(xiàn)場劃界：地質(zhì)部門根據(jù)爆區(qū)礦石圈定報告，在現(xiàn)場按爆區(qū)對爆堆進(jìn)行實(shí)地放點(diǎn)拉線，圈定礦石區(qū)域，完成現(xiàn)場劃界。并向采礦作業(yè)部門進(jìn)行爆區(qū)礦石現(xiàn)場劃界交底。

（3）設(shè)備調(diào)度：GPS智能調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度室根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況，在爆區(qū)管理系統(tǒng)里為鏟裝設(shè)備分配爆區(qū)，為鏟裝設(shè)備分配自卸車，為自卸車分配卸載位置。

（4）報表形成：設(shè)備上的GPS智能調(diào)度系統(tǒng)車載終端會自動記錄設(shè)備工作情況并上傳到GPS智能調(diào)度系統(tǒng)服務(wù)器，實(shí)時形成礦石臺帳信息，包括：爆區(qū)礦石余量、采礦貧化損失率、堆浸場自卸車直接入堆礦石量和金屬量、經(jīng)破碎站加皮帶機(jī)入堆礦石量和金屬量。

爆區(qū)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了爆區(qū)管理信息可視化，精確統(tǒng)計爆區(qū)信息，滿足了大規(guī)模生產(chǎn)的礦石臺帳管理需求，比人工礦石臺帳管理方法智能快捷。爆區(qū)從創(chuàng)建開始直至施工完成后，在生產(chǎn)的各個階段所產(chǎn)生的所有信息均存儲在爆區(qū)管理系統(tǒng)中形成了完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫。用戶和管理人員可以登錄GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的報表管理中心，查詢或生成下載不同長度時間段的礦石臺帳信息。

利用爆區(qū)管理系統(tǒng)管理礦石臺帳解決和優(yōu)化了以下幾個問題：

（1）鉆機(jī)車載終端系統(tǒng)自動生成的鉆孔實(shí)際信息更準(zhǔn)確及時，利于巖粉取樣工作。

（2）上傳的所有爆區(qū)信息均為二維可視，且同一信息在系統(tǒng)里具有唯一性，避免了重復(fù)和錯誤的發(fā)生，不僅可以在GPS智能調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度室的計算機(jī)查看，還可以在車載終端系統(tǒng)和相關(guān)管理人員的PC、手機(jī)上顯示。操作簡便，溝通及時，省去了層層交底傳達(dá)的重復(fù)工作，避免了交底走樣甚至錯誤的情況，縮短了管理路徑，提高了工作效率。

（3）依托GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的可視化和高精度定位功能，操作手可以實(shí)時查看并及時更新所處的工作爆區(qū)以便及時更新采掘物料的信息，避免了爆區(qū)選擇錯誤以及配礦錯誤的情況。

（4）GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的報警模塊，可以及時明確傳達(dá)調(diào)度指令，實(shí)時監(jiān)控自卸車運(yùn)輸物料的路徑，一旦出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將自動報警并提醒操作手重新確定物料信息，以改正錯誤。

（5）建立數(shù)據(jù)庫自動形成礦石臺帳相關(guān)報表，避免了人工統(tǒng)計錯誤和計算錯誤。

（6）實(shí)時查看任何時間段的礦石臺帳信息，滿足管理決策者快速獲取最新礦石臺帳信息或歷史礦石臺帳信息的需求。

萊比塘露天銅礦項目開發(fā)的爆區(qū)管理系統(tǒng)經(jīng)過2年的實(shí)踐，證明能夠較好的滿足大規(guī)模生產(chǎn)情況下礦石臺帳管理的需求，但也存在不足需要繼續(xù)研究和優(yōu)化：一是該系統(tǒng)尚未形成三維可視化動態(tài)圖；二是該系統(tǒng)對爆區(qū)采掘后還不能對礦體建模進(jìn)行自動印證，對后期研究礦體形成規(guī)律的指導(dǎo)意義還不足。

4 結(jié)束語

萊比塘露天銅礦項目依托GPS智能調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)了爆區(qū)管理系統(tǒng)，并成功應(yīng)用于爆區(qū)礦石臺帳管理，實(shí)現(xiàn)了礦石管理動態(tài)可視化，礦石臺帳統(tǒng)計更加精確，較好的實(shí)現(xiàn)了礦石臺帳管理自動化，為類似工程的應(yīng)用提供了很好的借鑒和參考。

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(2018-11-28)

劉平旭（1987—），男，四川綿陽人，工程師，學(xué)士學(xué)位，從事礦山工程技術(shù)與管理工作，Email: liupingxu@ qq.com。