浅谈采矿系统软件 Mi n e s i g h t 在露天境界设计中.pdf

第 2 7卷 第 4期 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 2 0 0 6 8 月 浅谈采矿系统软件 M i n e s i g h t 在露天境界设计中的应用 周紫辉 南昌有色冶金设计研究院 江西南 昌 3 3 0 0 0 2 摘要 介绍了M i n e s i g h t 软件在露天境界优化中的应用 与传统的境界优化法进行比较 总结了软件在 露天矿 山开采设计应用的一些方法 关键词 采矿 M i n e s i g h t 软件 地质模型 境界优化 经济境界 F c法 布线境界 中图分类号 T D 2 1 6 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 4 3 4 5 2 0 0 6 0 4 0 0 0 1 0 5 On Ap p l i c a t i o n o f Mi n e s i g h t a Mi n i n g S y s t e m S o f t wa r e i n t h e D e s i g n o f Op e n p i t Bo u n d a r y ZHOU Zi h u i N a n c h a n g E n g i n e e r i n g R e s e a r c h I n s t i t u t e o f N o n f e r r o u s Me t a l s N a n c h a n g J i a n g x i 3 3 0 0 0 2 C h i n a Ab s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o n o f Mi n e s i g h t s o f t wa r e i n o p e n p i t b o u n d a r y o p t i mi z a t i o n b y c o mp a r i n g i t wi t h c o n v ln t i o n a l b o u n d a ry o p t i mi z a t i o n me t h o d a n d c o n c l u d e s s o me s o l u t i o n s b y u s i n g t h e s o f t w a r e i n d e s i g n a p p l i c a t i o n o f o p e n p i t mi n s Ke y wo r mi n i n g Mi n e s i g h t s o f t wa r e g e o l o g i c mo d e l b o u n d a r y 1 概述 露天境界 设计是露天矿 山设计 的重要组成部 分 是左右整个露天矿 山设计的枢纽 一般传统 的露 天境界设计包括 以下几个部分 经济合理剥采比的确定 边坡参数的选择 及台阶宽度的计算 最小底宽的确定 经济境界 没布线境界 的确定 在经济境界内布置线路 最 终境界 传统的露天境界设计方法需要花费大量的 人力 很难达到境界优 化的效果 需采用采矿系统软 件来解决这一矛盾 Mi n e s i g h t 软件是美国 Mi n t e c公司的产品 广泛 应用于资源估算 矿 山计划 生产 的各个阶段乃至矿 山闭坑后的复垦设计的整个矿 山循环过程中 作为 一 套完整而且全面的软件系统 它极大的改进 了从 测量工程师 地质工程师 采矿工程师到生产管理过 程中的技术信息交流 其应用领域包括 勘探和地质 模型 露天和地下采矿设计 矿 山工程测量 生产计 划和开采进度计划 尾矿库和复垦设计 在利用了计算机手段 将 Mi n e s i g h t 软件应用到 露天境界设计 中后 经过总结可以分为 基本数据 的 准备 包括地质模型 技术经济参数 边坡 台阶参数 等 用 L G法或 F C法优化境界 计算 N P V 区间剥采 比等参数以确定经济境界 在经济境界 内布置线路 形成最终境界 下面结合某露天矿设计分阶段介绍 软件在露天境界设计 中的应用 2 基本数据的准备 基本数据 的准备包括地质模型 数字化三维地 形 技术经济参数 边坡台阶参数等 Mi n e s i g h t 软件 的核心功能之一就是建立地质模型 软件能够根据 地质数据库建立地质模型 本身也有公共接 口 将其 他软件建立的地质模型转化为系统所用 数字化三维地表 是指利用软件将地形行线按照 收稿 日期 2 0 0 6 0 5 一 l 1 作者简介 周紫辉 1 9 7 9 一 男 河 北人 助理工程师 主要从事采矿设计工作 维普资讯 2 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第 2 7卷 标高关系连接成面 又称三角化 形成近似真实视 觉效果的地表 便于设计者观察 另外三角化后 的地 表还可以对地质模型进行赋值 在后面 的境界优化 中使用 软件使用 的基本技术经济参数包括金属价格 采剥成本 选矿成本等 下面是某金属矿 山在 Mi n e s i g h t 软件使用中的技术经济参数表 表 l 某金属矿山的基本经济技术参数表 另外矿 山的排水费用 污水处理费用 地下水疏 干费用也可以计入 边坡参数需要在境界优化前根据矿体和围岩的 岩性和物理力学性质得出 Mi n e s i g h t 软件本身没有 岩性分析程序 3 用 L G法或 F C法优化境界 Mi r e s i g h t 软件 进行境 界优化 的方法主要 有两 种 F C法 即浮动 圆锥法 L G法 L e r c h s G r o s s m a n n 法 这里只介绍 F C法在优化境界中的应用 首先 定义几个概念 净值 采矿边际品位 c u t o f f 入选 品 位 净值为金属价格与处理成本之差乘以综合回 收率 采矿边际品位为单位矿石中能承担采选综 合成本的品位 入选品位是指单位矿石中能承担 选矿综合成本 的品位 境界优化是在把矿体分成 n 个小模块 在浮动 圆锥法 中倒置圆锥中的矿块的品位要大于等于采矿 品位 必须有一个 设置 的角度到达地表 倒圆锥 内所 有矿块 的利润都会被计算 当圆锥 内的利润之和大 于等于零时 圆锥可采 反之不可采 计算机会从上到 下 自动计算 n个倒 圆锥 直到 圆锥 内的利润小于零 程序会 自 动生成一系列的没有布线的境界 图 1 是浮动圆锥法的程序菜单 Opt io nal ou er burden t onnag e Fact or or s pecific gra it 9 厂 一o p t i o n a l l b t 0 e F a u l t 1 n p e r i a l 2 0 O O t r i c 2 2 e q 6 厂 一o p t i o n a l m i n i n g c o s t u n i t o F o v b d n D E F A U L T e c o s t r 一C o n s t a n t t o b e s u b t ra c t e d F r o m B F i l e e n t r i e s Hote I f Nil1 an d I I ine cutoFF u alues a re zer o eco nomic c ut oFFs will be used T he opt io nal TFI 0s ou erride H717U 1 setti ng s 图 l 浮动圆锥法 的程序菜单 图 2 图 3是用浮动圆锥法优化的一系列境界 与矿体的剖面图 平面图 图 2 境 界与矿体剖面 图 图 3 境界与矿体平面图 维普资讯 第 4期 浅谈采矿系统软件M i n e s i g h t 在露天境界设计中的应用 3 在 Mi n e s i g h t 软件中计算 N P V的程序是 p i t o p t i 一 4 计算 N P V 区间录 0 采比等参数以确 m i z a t i n a n l y s i 程 序中 需要 填 入项的 有 地质 模型 定经济境界 初 始地 表 c u t o f f 采 选成 本 剥离 成 本 金属的 净 值 规 模等 图 4是 p i t o p t i m i z a t i o n a n a l y s i s 的程序菜单 传统的确定最佳开采境界的原则为区间剥采比 小于等于经济合理剥采比 在应用 M i n e s i g h t 软件中 可以很快的计算出每个境界之间的区间剥采比 从 而确定最佳的境界 但是这种方法只考虑了矿体形 态与废石的关系 没有考虑矿体中品位的变化 因为 矿体厚大的地方品位不一定高 所含的价值也不一 定最高 不一定能负担最大的剥采比 通过计算财务净现值 N P V N P V是把所有预期 的未来现金流入与流出都折算成现值 以计算一个 项 目 预期的净货币收益与损失 净现值越大越好 这 意味着项 目的收益会超过资本成本 即将资本进行 其它投资的潜在收益 这种方法是根据市场价格的 变化 以企业最关心的收益为基准来确定露天开采 的最佳境界 而随着市场的变化 财务净现值 N P V 最大的境界也会发生变化 图 4 p i t o p t i m i z a t i o n a n a l y s i s的程序菜单 下表 2是某矿 山使用浮动 圆锥法优化 的 l 8个 经济境界 并用 p i t o p t i m i z a t i o n a n a ly s i s 程序计算贴 现为 l 0 的 n p v 表 2 莱露天矿境界优化结果表 维普资讯 4 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 第 2 7卷 4 5 0 0 0 4 0 0 0 0 3 5 0 0 0 3 0 0 00 2 5 0 0 0 2 0 0 00 1 5 0 00 1 0 0 00 5 0 0 0 O 0 净 矿石量 废石量 剥采比 剥采比 t t 毫 J 晕 是 雩 要 是 罢 暑 罟 詈 吾 詈 詈 暑 詈 鱼 Q 强 Q Q Q Q 强 基 a 乱 a a a 墨 乱 十矿石量 废石量 剥采 比 呻 和 区间剥采比 16 OO 1 4 0 O 1 2 0 O 1 O OO 8 O O 6 O 0 4 O 0 2 O O O O O 图 5 境界之 间矿岩量 剥采 比关系图 J 卜 j j j j j o o O J N o o p Q Q r 4 盆 鱼 境界 一n p v 一 1 0 鼹 一 区间剥采比 图 6 境界之间 n p v 区间剥采 比关系图 经过计算这个矿 山的经济合理剥采 比为 7 5 t t 从 图 5 图 6中可 以看出 如果用传统的区间剥采 比 小于等 于经济合理剥采 比的方法确 定最 佳开采 境 界 那么 1 2号境界为最佳 但是 n p v最大 的境界为 6号境界 这主要是因为考虑 了金属价格和矿体中 品位的变化 5 在经济境界 内布置线路 厘 凶 实际上经济境界 即没有布线的境界 为最佳的 境界 但是因为没有布置线路 和考虑采掘设备 的尺 寸 所 以没有办法进行实施 在布置线路 的时候选择 境界的原则为 不求最优 但求次优的采矿设计思 想 使用 Mi n e s i g t 软件在进行线路布置时 软件可以 M 8 6 4 2 0 0 0 O O 0 O O 2 O 8 6 4 2 维普资讯 第 4期 浅谈采矿系统软件M i n e s i g h t 在露天境界设计中的应用 5 自动生成坡底线 坡顶线和道路 并且可 以自动按照 最终边坡角或一定的平台宽度设置最终境界 图 7 是 M i n e s i g h t 软件中设计境界布线的操作 菜单 图 7 境界布线操作菜单 图 8是