MineSight軟件在大型磷礦山井巷工程施工質(zhì)量控制的應(yīng)用

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(jìn)，以期待在礦山技術(shù)升級(jí)或轉(zhuǎn)型過程中盡可能地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(jìn)行井巷工程施工質(zhì)量控制的過程和管理工程掘進(jìn)進(jìn)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?qǐng)鏊煤蟪涮罘ǎ?］，生產(chǎn)能力可達(dá)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(duì)礦山井巷工程進(jìn)行管理，滿足井巷工程設(shè)計(jì)、施工管理及掘進(jìn)計(jì)劃等的應(yīng)用需求，該礦構(gòu)建了設(shè)計(jì)模型和實(shí)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(jìn)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(jì)模型是管理、構(gòu)建各種井巷工程施工之前設(shè)計(jì)的三維模型。

（2）實(shí)測模型是管理、構(gòu)建各種井巷工程施工之后實(shí)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(jì)/實(shí)測井巷工程，涉及的工程包括分層脈外運(yùn)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(jì)/實(shí)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(jì)

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

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(shí)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(jì)模型，并將其共享給相關(guān)的部門和人員。圖3為該礦某個(gè)盤區(qū)局部的井巷工程三維設(shè)計(jì)模型。

空間感強(qiáng)、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(jì)失誤可能引起的安全隱患以及工程浪費(fèi)。

4 井巷工程施工質(zhì)量動(dòng)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(jì)模型和實(shí)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(shí)對(duì)比2種模型的差異，一旦發(fā)現(xiàn)實(shí)測模型與設(shè)計(jì)模型有較大的差異，技術(shù)人員及時(shí)與現(xiàn)場作業(yè)人員溝通，分析造成差異的原因，必要時(shí)調(diào)整施工作業(yè)或工程設(shè)計(jì)，以避免潛在的安全隱患和減少不必要的工程浪費(fèi)。

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

借助MineSight軟件便捷的三維建模功能，該礦除了實(shí)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(jìn)行工程位置對(duì)比分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)井巷工程施工質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

圖5和圖6為設(shè)計(jì)模型和實(shí)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(shí)測模型較設(shè)計(jì)模型的高程抬高了約4 m，為了與下分層石門順利對(duì)接，技術(shù)人員對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行了局部修改，這被動(dòng)抬高了A—A′方向右下方的斜坡道坡度。

5 井巷工程施工進(jìn)度計(jì)劃動(dòng)態(tài)管理

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

通過實(shí)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(gè)分層本月實(shí)際掘進(jìn)的工程量（表1），進(jìn)而與月初設(shè)定的計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比，分析本月掘進(jìn)計(jì)劃的完成情況，并為制定下月的掘進(jìn)計(jì)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以確保全年掘進(jìn)計(jì)劃的有序?qū)崿F(xiàn)。

6 結(jié) 語

?

（1）經(jīng)過多年的數(shù)字礦山建設(shè)及應(yīng)用實(shí)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(jì)模型和實(shí)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(shí)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(jì)模型和實(shí)測模型，可實(shí)現(xiàn)礦山井巷工程施工質(zhì)量的動(dòng)態(tài)管理及控制，避免設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致的安全隱患，減少工程浪費(fèi)，降低礦山的運(yùn)營成本，進(jìn)而增強(qiáng)企業(yè)在市場經(jīng)濟(jì)中的競爭力。