SURPACA软件二次开发应用研究

项目组研发人员进行了系统分析，决定将地质信息 的室内整理时间最大程度地进行缩短，这就需要将 原来井下钻孔素描采集的地质信息完全数字化、矢 量化才行。为此，我们基于PDA便于携带、信息录 入方便的优点开发了“钻孔信息自动化采集”的程 序模块，为了将数据更好地与SURPAC地质数据库 进行兼容，程序模块中字段、属性的编写完全与目 前焦家金矿SURPAC地质数据库格式相同。另外， 软件室内数据处理程序提供了柱状图自动生成功能， 生成的柱状图 如下图所示：
研究思路及路线
在综合分析07、08年SURPAC软件应用成果的基础上，2009年提出了地质 工作从井下原始数据的采集到资源储量管理均要告别传统工作模式，采用先进的 移动设备采集数据及利用软件来实现自动化管理的目标。针对项目选题，结合目 前地质专业工作现状，本项目开展了以下工作：
1、增加地、测、采专业各3个(含望儿山、寺庄矿区)，总计9个的SURPAC 软件用户；购置PDA移动电子手簿10套（地质5套、测量5套），其中带有防水功 能4套，普通配置6套；另购买用于数据处理、存储的专用工作站一台。
掘进巷道断面:
天 井 断 面
水 平 巷 道 断 面
71104采场采矿设计复合图
中段大巷 未回采矿体
采空区
分段巷 采场回风井
采场溜井
运输巷
回风巷
71104采场第七分层地质矿量， 设计采出矿岩量自动报告
71104采场第七分层采矿设计施工图及施工参数
71104采场第七分层采矿设计损失、贫化实体图
矿体破碎，不稳固 区域，容易发生塌
方危险
预测深部中段 开采过程中容 易发生塌方的
区域
（3）、 SURPAC软件在采矿生产过程中的安全指导作用 -270米中段81096采场五分层地质资料综合展示
SURPAC三维采场地质资料的提交
5、综合采场地质模型 将上面建立的实体模型组合在一起就建成了可以用来进行采
矿三维设计及指导井下生产的三维采场地质模型 。
利用克里格法给金品位估值
克里格估值方法是SURPAC软件提供的功能强大 的品位估值方法，它及数据分析、研究样品分布 规律、特高品位处理、品位估值于一体，是一种 功能强大、当前三维矿业软件应用过程中比较流 行的估值方法。通过以下步骤可以完成。
SURPAC二次开发实际应用完成工作量表
1、 SURPAC采矿应用
地下采矿设计模块充分利用了图形模型中的三维设计工具，可以进行 交互式采矿开拓设计和采场开拓设计，同时很直观地能通过实体模型工具 显示巷道、天井或采场的三维立体模型。自动报告采场的地质矿量、采出 矿岩量、损失量、贫化量。
示例：SURPAC软件进行采场分层三维回采设计
目前，焦家金矿采用储量计算方法是传统的断面法及纵投影法，另外就 是应用SURPAC软件提供的距离幂次反比法，这几种传统的储量计算方法数 据运算量大容易出错、费时、费力。而距离幂次反比法、克里格法在矿体连 续性较好、矿体受后期构造运动影响小的Ⅰ号矿体中应用情况良好。
项目的主要任务是通过二次开发实现焦家金矿地、测基础数据采集工作 自动化，并提交地质分层三维资料，建立焦家金矿矿产资源矿体实体经济模 型。
焦家矿区-270米中段以上Ⅰ号矿体水文地质情况分布图
-150米中段 -190米中段 -230米中段 -270米中段
实际涌 水区域
预测涌 水区域
（2）、 SURPAC软件在工程地质方面的安全预警作用 焦家矿区-270米中段以上Ⅰ号矿体块体模型
黄色区域 为采空区
红色区域 为保有矿量
SURPAC软件在工程地质方面的安全预警作用
PDA电子手簿数据程序可以实现的基本功能
项目内容 1 坑道样品数据
用途 更新SURPAC地质数据库及实体模型
2 钻孔样ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数据
更新SURPAC地质数据库及实体模型
3 坑道素描图
资料存档、查阅及管理
4 钻孔柱状图
资料存档、查阅及管理
5 测量经纬仪数据
更新SURPAC测量数据库及实体模型
6 测量罗盘仪数据
SURPAC软件二次开发应 用研究项目报告
山东黄金矿业（莱州）有限公司焦家金矿 二OO九年十一月
焦家金矿综合展示模型
望儿山井塔
-630贯通 设计井塔 焦家矿区井塔
村东矿体
焦家矿区 Ⅰ号矿体
望儿山矿体矿区矿体 寺庄回采矿体
寺庄矿区深部矿体
目录
一 工作目的及任务 二 研究思路及路线 三 完成的实物工作量 四 技术方案及成果 五 项目应用情况 六 经济社会效益分析 七 推广应用前景及措施 八 下一步工作打算
工作目的及任务
根据山东黄金集团创建一流数字化矿山的战略要求，结合焦家金矿数字 化矿山建设的整体规划，2007年焦家金矿引进了SURPAC数字化矿山软件， 并已进行了初步应用，为了更有效利用该软件，提高地、测、采工作的自动 化程度，进一步提高工作效率，将软件在全矿范围内进行推广，有必要增加 部分软件用户与相关设备，并对与软件相关的应用技术进行二次开发。
SURPAC三维采场地质资料的提交
4、品位模型的建立 在上述模型都建立好以后，最后要建立的就是采场品位模型
（块体模型），建立品位模型的过程同矿床品位模型的建立过程 想类似，所不同的就是由于采场模型数据量少，因此，日常数据 更新、重新估值过程要比直接更新矿床模型要省时、省力的多， 估值主要采用距离幂次反比法、直接赋值法两种，模型中主要有 金品位、比重两种属性，采矿设计人员可以根据实际需要添加采 矿方法、充填方法、支护方法、出矿方法等属性字段。
焦家矿区焦家矿区270270米中段以上米中段以上号矿体水文地质情况分布图号矿体水文地质情况分布图270米中段230米中段190米中段150米中段surpac软件在工程地质方面的安全预警作用焦家矿区焦家矿区270270米中段以上米中段以上号矿体块体模型号矿体块体模型黄色区域为采空区红色区域为保有矿量surpac软件在工程地质方面的安全预警作用矿体破碎不稳固区域容易发生塌方危险预测深部中段开采过程中容易发生塌方的区域煌斑岩五分层矿体二分巷一分巷81096四采空区次级构造2535米2565米120270270米中段米中段8109681096采场五分层地质资料综合展示采场五分层地质资料综合展示主断裂矿体不稳固区域易塌surpac软件在采矿生产过程中的安全指导作用焦家矿区井下各中段复合实体图390米标高190米标高230米标高270米标高330米标高经济效益分析通过对surpac软件进行二次开发可以实现无纸化工作可以节省大量的图纸打印和晒图等费用约10万元
SURPAC三维采场地质资料的提交
3、构造、煌斑岩、夹石模型的建立 构造、煌斑岩、夹石模型是三维采场地质资料中的重要组成
部分，对采场施工中安全生产、两率控制都具有很重要的意义， 在构建这些模型时，由于技术人员手中有比较准确的CAD构造、 煌斑岩、夹石轮廓线，所以可以利用这些CAD线轮廓直接导入 SURPAC中转换为可以使用的线文件，直接生成其三维实体模 型，对于新的回采分层遇到的构造、煌斑岩、夹石也可以利用 PDA进行数据点采集，直接构建其三维模型。
更新SURPAC测量数据库及实体模型
7 测量碎部数据
更新SURPAC测量数据库及实体模型
SURPAC 三维采场地质资料的提交
1.采空区模型的建立 利用“两个段间创建实体”功能 创建的空区模型
利用“创建三角网—扩展段”功能 创建的空区模型
SURPAC三维采场地质资料的提交
2、矿体实体模型的建立 单个采场矿体实体模型的建立过程同整个矿床实体模型建立 过程相仿，主要是将矿床实体模型进行化整为零，从总数据库 中提取该采场内部的样品信息，并添加新的样品信息，共同组 成采场地质数据库，进行地质解译形成矿体轮廓线，连接成一 个小的采场矿体实体模型，所构建的实体模型形态简单、符合 实际，可以作为井下采矿的参考。
坑道素描图 图2-2
PDA电子手簿数据程序可以实现的基本功能 除了能利用电子手簿从现场采集数据外，有PDA
室内处理程序读入到计算机并分类进行管理，也可 实现如下功能：
(1) 钻孔基础数据管理; (2) 钻孔附加数据管理; (3) 坑道素描管理; (4) 坐标台帐管理;
(5) 提供数据与supac软件的接口功能;
6、对项目所产生的经济价值进行了综合分析与评价。
完成的实物工作量
本次工作是在以往SURPAC地质工作基础上，主要针对 数据自动化采集、资源储量动态管理、主要回采中段采场地 质三维资料的建立的开展了研究工作。
项目组成员以焦家金矿床Ⅰ号矿体为储量估值方法改 进的重点，详细研究不同的估值方法所产生的影响，并与选 厂实际生产指标进行了对比，确定了最合理的采场品位模型 的估值方法，并主要生产中段建立了采场实体模型，基本实 现了地质资料的三维提交。
基于PDA的探矿坑道信息的自动化采集
坑道编录是所有矿山地质编录工作的重点，编录 过程中用到的基点以测量坐标定位，素描图及记 录以基点及以基点为起点的基线定位。基线的布 设，要考虑能反映更多的地质现象及采样。素描 图采用野外现场编录的表格按规定的方式填写， 并有必要的文字描述，其中样品数据的采集要求 尽量布置在同一标高，这样就可以将“样槽”假 想为一条钻孔，在PDA程序中应用钻孔编录的程 序来简化工作流程。实际完成的坑道信息采集程 序中基础地质数据的采集程序与钻孔数据采集程 序大同小异。编录完成后经过室内程序的处理， 可以生成坑道素描编录图，效果如下图2-2所示：
技术方案及成果
地质手簿
企业内部 MIS系统
数据管理模块（地质部分）
地质员管理 钻孔基础信息管理 钻孔附加信息管理 坑道素描图管理
坐标管理
生
导
成
出
柱
到
状
图
surpac
编 编编 辑 辑辑 附 曲孔 加 度深 信 信信 息 息息
打 印 坑 道 素 描 图
技术方案及成果
坑内钻孔信息的自动化采集
损失率=损失量/矿量= 1023/18601=5.55% 贫化率=贫化量/采出矿石量=696/（18275-696）
=3.96%
2、安全方面的应用
（1）、SURPAC软件在水文地质方面的安全预测作用
通过对已有中段、采场的水文地质情况进行统计、汇总、 分析，建立水文地质情况的属性，利用软件的任意属性查询功 能，可以将整个矿床的水文地质情况完整地展现出来，从中找 出对井下生产过程影响比较大的导水构造及涌水区域，预测深 部中段及未采区域的涌水情况，作到提前预警的作用，提高井 下生产过程中的安全效率。
项目实际完成的工作量见表1-1：
项目实际完成的工作量 表1-1
技术方案及成果
地质数据的自动化采集与处理
随着数字化矿山的蓬勃发展，在矿石样品、控矿 构造、工程水文情况等矿山数据的方面已经实现了 数字化、可视化管理，但是这些数据的及时更新已 经逐渐成为矿山数字化发展的瓶径。移动设备的出 现很好地解决了各种地质数据的原始采集方法速度 慢、效率低、容易出错的问题。在此前提下，焦家 金矿与北京友信共展科技有限责任公司合作，基于 PDA技术开发了电子手簿在井下数据自动化采集及 数据集中管理的数字化程序，其中的地质模块分钻 孔素描与坑道素描两个部分。
4、在综合对比了SURPAC软件提供的不同估值方法及传统储量计算方法的 基础上，确定了Ⅰ号矿体采用距离幂次反比法估值、Ⅲ号矿体采用克里格估值法， 并参考传统估算结果的日常矿量计算方法。
5、在综合分析矿床品位经济模型的基础上，结合09年开拓、采掘工程及采 矿情况提供了5个成矿靶区，为2010年地质探矿靶区的确定提供了参考。
1. 原始样品数据做经典统计分析 2.变异函数分析 3.克里格估值 克里格估值过程结束后，估值结果如下图：
焦家金矿床Ⅲ号矿体品位模型
项目应用情况
为了将SURPAC软件的二次开发成果更好地在全矿范围内 进行推广，地质班组在2009年下半年组织开展了“SURPAC软 件二次开发应用在地质专业中的应用竞赛”的活动，活动从 2009年6月至12月，共计7个月。本次竞赛活动主要以PDA的 井下地质数据自动化采集为主，辅以室内数据处理、转换、成 图等内业工作，在此基础上完成地质数据库的更新工作，并根 据新的数据内容对原有三位矿体实体模型进行修改，提交完整 的SURPAC三维采场地质模型。从2009年6月至年底的几个月 时间了，使用三维矿业软件的水平都有了明显的提高，目前， 在主采中段的日常地质资料的提交已基本实现了三维可视化， 累计完成实际工作量见下表 ：
设计贫化部分
设计损失部分
设
计
设计贫化部分
损
失
部
分
71104采场第七分层设计贫化量， 设计损失量自动报告
71104采场第七分层设计贫化率、损失率的自动化计算：
由SURPAC软件中“块体模型”→“报告”工具 命令，对71104采场第七分层的设计地质矿量、采 出矿岩量、损失量、贫化量进行计算报告。根据报 告数据可求得71104采场
2、在对井下地质数据采集进行综合分析以后，同北京友信共展科技发展有 限公司合作开发了地质数据自动采集软件，并在2009年进行了全面的推广应用， 取得了良好的适用效果；
3、在井下数据实现了自动化采集的基础上，对原有的矿床三维实体模型进 行了化整为零的处理，在主要回采中段建立了针对采矿设计的三维采场模型，实 现了地质三维实体模型、品位模型的快速更新及资料的及时提交；