计算机辅助软件在硐室爆破设计中的应用

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通过以上标准,将弱磁选入磨品位和二磁精品位 随着综精 CaO含量进行波动管理,可有效避免竖炉 和弱磁选通 过 “强 拉 硬 拽 ”的 方 式 提 高 品 位,导 致 磁 性相对 较 弱 的 镁 锰 磁 铁 矿 金 属 流 失;又 通 过 浮 精 SiO2 含量或 降 幅 来 评 价 浮 选 效 果,以 强 化 和 明 确 浮
1∶500比例 的 等 高 线 txt高 程 点 文 件 导 入 软 件 中 。用 139
总第 620期
现代矿业
2020年 12月第 12期
(6)依据以上步骤绘制出 685m水平条形硐室 的准确位置,在 Excel表格中记录条形硐室的抵抗线 数值、编号,以便药量计算。设计完成的条形硐室见 图 5和图 6。
发展与应用[J].中国矿山工程,2006(5):4042. [7] 兰振.计算机辅助软件在露天矿爆破设计中的应用[J].中国钼
(收稿日期 20200603)
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(上接第 124页)价浮选流程的好坏缺乏科学依据。 (3)黑沟矿 CaO含量升高后,各区域指标如弱磁
性。 (2)利用 3DMine矿山工程软件进行硐室爆破设
计,提高了设计精度,优化了爆破方案,减少了爆破飞 石等有害效应,实际爆破效果良好,爆破方量与计算 结果一致,爆堆集中,块度均匀,优化后的爆破设计达 到了预期的目的。计算机辅助软件在硐室爆破设计 中的应用有效推进爆破数字化、信息化进程。
程软件进行爆破设计,提前 20d完成,保障了基础坝 筑坝进度。
3.2 爆破抵抗线校核
在条形硐室巷道作业完成后,必须进行抵抗线校
核,具体步骤如下:
(1)将地 质 工 程 技 术 人 员 重 新 测 量 的 条 形 硐 室
位置及地形图数据导入到 3DMine软件中。
杨军军 张 伟等:计算机辅助软件在硐室爆破设计中的应用 20效果
参 考 文 献
[1] 王玲.探讨硐室爆破个别飞石产生原因及预防措施[J].科技创 新导报,2018,15(3):5354.
[2] 谭志敏.条形药室硐室爆破技术特征及应用实例[J].南方国土 资源,2015(9):3335,37.
[3] 孙露.地下 洞 室 爆破 开 挖的 优 化 设 计 [J].水 利 建 设 与 管 理, 2016,36(12):3134.
3#山头设计方量为 100万 m3,药室分 2层布置,
硐室的装药量。
分别布置在 685,715m高程,导硐长 225.7m,药室
(4)利用软件进行抵抗线校核后,采用传统 Auto CAD作图,对爆破工程抵抗线进行复核,其结果与设 计一致。
长 879.5m,抵抗线为 22~25m,采用条形药包,导爆 索导爆管环形网路,分 13段起爆,段间隔时间为 50 ~100ms,最 大 起 爆 药 量 为 52.075t,总 装 药 量 为 508t。装药结构及起爆网路见图 10~图 11。
图 6 条形硐室空间
3 爆破设计结果评估及校核
3.1 爆破体积计算 利用 3DMine三维软件对硐室爆破体积进行计
算,步骤如下: (1)根据 硐 室 爆 破 设 计 中 压 缩 圈 半 径 及 破 裂 半
径等相关参数,绘制爆破后平面图,并生成 DTM 模 型,见图 7。
图 4 地表模型
2.3 硐室爆破抵抗线设计 (1)打开地表等高线文件及 DTM 表面文件,将
的同时,提高了设计效率,缩短了工期,并且设计结果
的可视化功能可以较快地检验设计结果,保障了爆破
工作顺利进行,证明该软件在硐室爆破设计中的适用
图 11 起爆网路
4 爆破效果分析
本次设计基本达到了工程爆破要求,基本无飞石 危害,烟尘较小;爆破振动比计算值小,对居民民房影 响较小;爆堆较集中,表面大块较均匀,总体爆破效果 较好,爆破后效果见图 12;经铲装结果统计,爆破方 量基本与设计一致。3#山头采用 3DMine三维矿山工
SerialNo.620 December.2020
现 代 矿 业
MODERNMINING
总 第 620期 2020年 12月第 12期
计算机辅助软件在硐室爆破设计中的应用
杨军军1 张 伟1 闫军龙1 黄 刚2
(1.金堆城钼业股份有限公司;2.武汉理工大学资源与环境工程学院)
摘 要 以汝阳东沟钼矿北沟尾矿库硐室爆破为研究背景,针对硐室爆破复杂、设计要求高、计 算过程繁琐的问题,利用 3DMine计算机辅助设计软件的三维建模、快速切割剖面等功能对尾矿库 3# 山头硐室爆破进行设计和抵抗线安全校核,并结合实际爆破效果,对爆破设计效果进行评估。结果表 明,利用 3DMine软件的数据导入和可视化功能可以提高硐室爆破设计效率,安全校核结果更加可 靠,爆破达到了预期设计效果。该软件改进了传统人工设计方法,解决了硐室爆破设计大量切割剖面 的难题,提高了设计效率和可靠性,为硐室爆破设计的智能化提供了较为先进的技术途径。
12(26) 9(20)
14(28) 11(22)
8(2) 7(16)
2#
3#
13(24) 5(12)
10(18) 2(4)
6(14) 3(6) 1#
图 10 装药结构(单位;m)
5 结 论
4(8)
(1)通过应用 3DMine计算机软件对汝阳东沟钼
1(2)
矿北沟尾矿库硐室爆破进行设计,在减小设计工作量
图 2 3#山头
导入的高程点生成 DTM 表面,再由 DTM 表面生成 DTM等值线,DTM模型见图 3。
图 5 条形硐室位置
图 3 地表等高线 DTM 模型
2.2 地表模型建立 根据 DTM等值线模型构建地表模型。整理地表
地形图,包括等高线的连接、延伸、修剪、打断等;根据 等高线生成地表模型,见图 4。
关键词 硐室爆破 3DMine 切割剖面 抵抗线 DOI:10.3969/j.issn.16746082.2020.12.042
硐室爆破法是将大量炸药装入专门的硐室或巷 道中进行爆破的方法[12]。由于一次爆破的用药量和 爆落石方 量 较 大,通 常 称 为 “大 爆 破 ”[3]。 硐 室 爆 破 具有设备轻、投资少、进度快、工期短、见效快,且不受 地形条件限制,一次性爆破工程量大,能够很快为挖 运创造作 业 条 件 等 优 越 性[4]。 但 因 其 炸 药 量 大,爆 破振动、飞石等爆破有害效应也表现突出,因此,硐室 爆破设计需要精确可靠、安全合理。
[4] 欧任泽,袁节平.露 天 剥 离 危 岩 定 向 抛 掷 硐 室 爆 破 设 计 与 实 践 [J].矿业研究与开发,2018,38(10):15.
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现代矿业
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[5] 王红彬,沈德 虎,石 焱 炯,等.高 应 力 开 挖 卸 荷 下 洞 室 岩 壁 梁 爆
水 pH值偏高,流程酸碱度失调,现行浮选药剂制度 选工序的作用。同时取消通过磁精品位与二磁精品
不能满足黑沟矿 CaO含量升高后、尤其是综精 CaO 位之差及浮精品位提高幅度来评价磁选和浮选效果,
含量长期大于 2.0%情况下的浮选流程要求;浮选过 使评价方法更加科学合理,明确了各工序作用与责
根据 3#山头地形,初步确定抛掷至西侧空地,硐 室分 2层,上层标高为 715m水平,下层标高为 685 m水平,层高 30m,均为条形药包布置,条形硐室断 面宽 1.5m,腰高 1.8m。3#山头(图 2)由于爆破工期 短,应用 3DMine三维矿山工程软件进行辅助设计。
2 硐室爆破设计
2.1 测量数据导入 利用 3DMine软 件 文 件 导 入 功 能,将 地 质 测 量
业,2017,41(2):1620.
破施工工艺[J].爆破,2020,37(1):6873.
[8] 孙雅秀,宋洪俊.计 算 机 辅 助 爆 破 设 计 软 件 的 研 究 与 开 发 [J].
[6] 陈战强,陈超,张 亚 宾,等.计 算 机 辅 助 设 计 在 工 程 爆 破 领 域 的
计算机与信息技术,2010,18(Z1):4042.
715 m 685 m
图 7 硐室爆破后 DTM 模型
(2)软件 表 面 菜 单 体 积 计 算 工 具 中 提 供 三 角 网 法、断面法及网格法 3种体积计算方法。选择三角网 法工具,根据提示分别选择开采区域线、开挖前 DTM 模型、开挖后 DTM模型,最终结果见图 8。
(a)

) (b)


图 8 爆破工程量计算结果
(2)利用“实体菜单实体交线沿线切割剖面”功 能,沿等高线切割垂直于等高线的一系列剖面,选择
小步距,这样切割的剖面数量较多,见图 9。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
图 9 硐室最小抵抗线剖面
(3)在生成的剖面文件中查看条形硐室的最小 3.3 3#山头爆破设计参数
抵抗线是否符合原设计,若不符合,则需要调整该段
图 1 北沟尾矿库区
本次硐室爆破最终爆区选定西山 1#及 3#山头, 1#山头岩性为花岗岩,方量为 23万 m3,采用松动条 形药包,分上下 2层,分别为 687,717m高程。采用 导爆索导爆管环形网路,分 6段起爆,段间隔时间为 50~100ms,总装药量为 70t。1#山头硐室爆破设计 采用 AutoCAD软件,历时一个月完成,设计效率低。
1 硐室爆破方案
汝阳东沟钼矿北沟尾矿库库区(图 1)位于秦岭
国家自然科学基金青年科学基金项目(编号:51804235)。 杨军 军 (1986—),男,工 程 师,714102陕 西 省 渭 南 市 华 州 区 金 堆
镇。
山脉的东部,属外方山系中低山区。海拔高程一般为 620~1100m,最高山头标高为 1135m;区域内相对 高差为 100~200m,爆区距离十八盘乡 6km,距离付 店镇 12km,距离汝阳 21.1km。初期坝位于库区最 北侧,结合现场山势条件,就近可爆破的山坡有 3个 独立山头,分为南山头和西山 1#、2#、3#山头,爆破岩 体总方量为 150万 m3。
选入磨品位、二磁精品位等难以达到计划指标,若加 大抛尾力度,势必会造成金属流失、选比升高,影响精 矿产量。
(4)当各项指标完不成计划时,各区域管理技术 人员分析责任不客观、不清晰明确,管理难度加大,不 利于维持正常的生产秩序。
(5)黑沟矿 CaO含量升高后,浮选效果较差,环
量或者 SiO2 降低幅度,因此,建议增加二磁精 SiO2 的化验,并通过浮精 SiO2 含量或降幅来评价浮选效 果。
地表等高线 DTM表面文件隐藏,方便查看 715m水 平硐室位置。
(2)用软件画线工具在 715m水平画出条形硐 室线条。
(3)切割剖面查看条形硐室最小抵抗线,利用软 件菜单中“创建剖面切割剖面”工具,手工拉线切割 条形硐室与最近等高线相切的剖面,再用菜单中“查 询查询方位”与“距离”工具查看条形硐室最小抵抗 线大小,条形硐室标高一定要处于 715m水平,切割 剖面时要勾选切割实体功能,不勾选则直接切割等高 线,剖面线是短线不连续。
传统的硐室爆破设计是由爆破工程技术人员根 据地形图手工绘制,在确定合适的抵抗线时需要绘制 大量的剖面图,重复的工作使设计费时费力。随着计 算机软件 AutoCAD的应用,提高了设计精度,节省了 部分设计人员的精力,但还是不够智能、快速、准确、 合理 。 [56]
3DMine是一款为国内用户量身打造的三维矿业 软件。利用 3DMine三维矿山工程软件强大的功能, 可以把爆破工程技术人员从繁重的设计计算和绘图 工作中解放出来,使其把更多的精力投入到创造性的 工作中,并且计算机系统使得工程设计精度和爆破质 量有大幅度提高[78]。针对汝阳东沟钼矿北沟尾矿库 库区附近 3个山坡的爆破开挖,在传统爆破设计的基 础上,利用计算机辅助设计软件 3DMine对山坡硐室 爆破进行设计。
(4)在 715m水平以上地形凹凸变化较大的区 域,采用上一步中 “切割剖面”功能,切割一系列剖 面,在剖面图中标记出条形硐室各个位置的最小抵抗 线,根据最小抵抗线大小对条形硐室位置进行调整, 使条形硐室各个位置的抵抗线偏差处于 ±7%以内。
(5)将剖 面 图 中 调 整 好 的 条 形 硐 室 位 置 反 推 到 平面图中,做好相应调整。 140
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