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摘要：在露天矿山开采设计中，采掘进度计划是一项十分重要的环节，是矿山组织生产、矿量管理、生产经营、实现经济效益最大化的重要依据。以南泥湖露天矿编制年计划为例，使用3DMine矿业工程软件进行采掘进度计划编制，利用矿山已有数据建立矿山三维模型，进行编制采剥计划，采场设计，实现计划编制的三维可视化。
关键词：3DMine；采掘进度计划；露天矿山
引 言
露天矿山年计划属于中长期计划，其目标是确定一个技术上可行且能够使总体经济效益最大化的矿岩采剥顺序，均衡生产剥采比，是全年矿山生产经营的风向标，更是矿山企业生产的重要技术环节，它对矿山开采工作在时间、空间和数量上的变化关系具有揭示作用，采掘计划的编制是矿山生产的前提，但在诸多的露天矿生产中，人为模拟圈定采掘带和手工编制露天生产计划，费时又费力，还存在着一定的局限性。随着计算机模拟技术的发展，通过模拟系统的真实行为，在三维可视化环境下实现露天矿山生产计划编制，是目前国际国内矿山发展的趋势[2]。
栾川龙宇钼业有限公司所属的南泥湖露天矿是一个特大型的钼（钨）矿床，拥有钼金属储量60万吨以上，矿石量超过7亿吨。历年来一直采用传统的AutoCAD软件进行采掘计划的编制，费事费力，且修改较为繁琐。自2015年引进3DMine矿业工程软件以来，根据建立的三维地质模型及采场现状面文件，能简便快捷地进行采掘计划的编制，且计算结果准确，配矿简单，制图实现三维可视化，极大地提高了工作效率。
1 CAD编制计划的缺点
利用AutoCAD软件进行采掘进度计划需采场最新现状及地质分层平面图，编制计划时首先采用闭合线模拟拟开采采掘带，再通过Excel进行简单计算得出矿岩总量。测算品位时再将封闭线复制至地质分层平面图中，按照品位范围进行面积圈定、平均品位，目标品位无法实现时往往从头来过，计算量庞大，费时费力，技术人员的精力往往浪费在低技术含量的重复计算中，而忽视了多方案遴选对比带来的总体经济效益最大化的矿岩采剥顺序，进而无法最优化生产剥采比。
2 3DMine软件编制采掘进度计划
2.1矿业软件发展趋势
矿业软件是实现数字矿山的重要基础，是对虚拟矿山进行可视化操作的重要平台。当前，矿业软件正朝着三维可视化的方向发展，以地、测、采为核心模塊的综合性矿业软件为整个矿山的开发设计提供了一体化的服务，极大地提高了矿山设计与管理的效率，可以预见应用矿业软件进行矿山生产动态管理、矿产经济计算评价、矿产综合开发利用、资源储量管理和矿山生产规划将成为整个矿业行业的发展趋势[1]。
2.2块体模型建立
三维建模包括地表模型、矿体模型、矿山开采现状模型的构建，加上境界设计后得到的最终开采境界，形成完整的矿山三维模型[3]。根据南泥湖钼矿矿山现有的地形地质平面图建DTM地表模型，利用散点赋高程和等值线赋高程法创建DTM模型，得到如图1所示的表面模型。
3DMine建立矿体模型的方法主要有3种：①利用矿体边界线建立矿体线框模型；②利用矿山已有的勘探线剖面图或中段矿体轮廓线建立矿体线框模型；③结合已有钻孔数据建立块段模型，通过样品分析，建立矿体线框模型[3]。对于南泥湖钼矿，为了较好地与现有设计成果进行对比研究，利用勘探孔钻孔数据及岩粉分析数据，并结合已经建立的满足生产要求的勘探剖面图直接圈矿，进行实体验证，通过自相交检测、开放边检测和无效边检测之后，得到如图2所示的矿体模型。随着3DMine等矿业工程软件的推广使用，矿山三维地质建模越来越易于实现，借助3D M ine 技术平台，基本实现了矿山开采的三维仿真模拟模型[6]。同时在块体模型显示时可按照Mo品位不同进行着色，方便进一步计划编制圈定时进行露天采场推进大方向模拟确定。
2.3 进度计划各项指标确定
计划指标：年度计划采剥总量1350万t，其中剥岩量450万t，采矿量900万t，平均品位0.093%；穿孔量23万m，其中采矿穿孔量14.4万m，剥岩穿孔量6.1万m，探测孔2.5万m；爆破量1450万t，其中采矿爆破量950万t，剥岩爆破量500万t。剥采比：0.33t/t。
开采技术参数：台阶高度10m；台阶坡面角75°，边坡角43～48°；安全、清扫平台按设计要求分别为3m和11.68m，平台宽度为15m；矿石损失率3%，矿石贫化率3%；后八轮自卸汽车运输道路宽7.5m，运输道路限制坡度8%，局部允许坡度10%；挖掘机最小工作平盘宽度20m，工作线长度50-100m。
2.4 采剥设计
首先利用实地测量得到的露天采场现状文件生成面文件，将此面文件作为约束条件对矿体模型进行约束，得到如图3所示块体模型。
随后根据计划的年度供矿量、剥岩量、目标品位及地质资料进行推进方向的确定，同时综合考虑露天采场各项工程需求及外部约束条件，利用软件的中长期规划进行采剥设计，每次绘图所得矿岩量及品位情况一目了然，大大减少了人工计算量，技术人员可以将主要精力用于方案对比，遴选出最优设计。
根据中长期规划得到符合计划需求的各台阶矿岩量后，利用软件的采掘带功能进行采场的详细设计，如图4所示。
各个采掘带绘制完成后，利用更新现状功能可快速得到各季度推进图，设置选取需要输出的类型，采掘带结果可直接输出至Excel，如图5所示，方便快捷。
3 结 论
随着数字矿山技术的成熟应用，利用矿山三维模型优化设计在矿山开采设计中占有越来越重要的地位，3Dmine 矿业软件提供了全面的露天矿解决方案，可以实现露天生产的可视化管理，能够有效地指导采掘生产计划的编制，极大地提高露天生产的效率，在三维建模的基础上可以有效融合数字矿山完整系统，利用3DMine 矿业软件，计算工作由计算机完成，从而缩短计划编制时间、丰富计划编制遴选方案、提高计划编制质量。相对于矿山以
往的在 AutoCAD 上进行采剥计划的编制方式具有如下优势。
（1）计划制作效率高，功能强，易于灵活调整采剥计划方案，使得在进行计划编制时，技术人员能够在3DMine软件中完全实现采剥计划的制定，摆脱了传统的计划编制方式复杂繁琐的数据计算、图形绘制等工作[5]，极大地减轻了计划编制人员的工作量。
（2）三维可视化，系统直观，通用性强，采剥计划的制作通过人机交互的方式进行，易于矿山计划人员理解和掌握，适用于各种类型的金属露天矿山开采。
参考文献：
[1]姜 华，秦德先，陈爱兵，等.国内外矿业软件的研究现状及发展趋势[J].矿产与地质，2005，19（4）：422-425.
[2]肖英才，王李管，易丽平，等.基于DIMINE软件的露天采剥计划编制技术[J].矿业工程研究，2010，25（4）：6-9.
[3]钟德云，胡柳青，吴国栋.基于3DMine软件的露天矿开采设计[J].现代矿业，2012，10（10）：11-14.
[4]采矿手册编辑委员会. 采矿手册（第3卷）[M]. 北京：冶金工业出版社，2008.
[5]徐 振，胡乃联，张延凯等.基于 Surpac 露天矿采剥进度计划系统开发[J].现代矿业，2011，7（7）：1-3.
[6]吴建飞，叶义成，王其虎，等.某多层复杂矿床开采优化的三维地质建模[J] .金属矿山，2012（9）：124 - 128.
关键词：3DMine；采掘进度计划；露天矿山
引 言
露天矿山年计划属于中长期计划，其目标是确定一个技术上可行且能够使总体经济效益最大化的矿岩采剥顺序，均衡生产剥采比，是全年矿山生产经营的风向标，更是矿山企业生产的重要技术环节，它对矿山开采工作在时间、空间和数量上的变化关系具有揭示作用，采掘计划的编制是矿山生产的前提，但在诸多的露天矿生产中，人为模拟圈定采掘带和手工编制露天生产计划，费时又费力，还存在着一定的局限性。随着计算机模拟技术的发展，通过模拟系统的真实行为，在三维可视化环境下实现露天矿山生产计划编制，是目前国际国内矿山发展的趋势[2]。
栾川龙宇钼业有限公司所属的南泥湖露天矿是一个特大型的钼（钨）矿床，拥有钼金属储量60万吨以上，矿石量超过7亿吨。历年来一直采用传统的AutoCAD软件进行采掘计划的编制，费事费力，且修改较为繁琐。自2015年引进3DMine矿业工程软件以来，根据建立的三维地质模型及采场现状面文件，能简便快捷地进行采掘计划的编制，且计算结果准确，配矿简单，制图实现三维可视化，极大地提高了工作效率。
1 CAD编制计划的缺点
利用AutoCAD软件进行采掘进度计划需采场最新现状及地质分层平面图，编制计划时首先采用闭合线模拟拟开采采掘带，再通过Excel进行简单计算得出矿岩总量。测算品位时再将封闭线复制至地质分层平面图中，按照品位范围进行面积圈定、平均品位，目标品位无法实现时往往从头来过，计算量庞大，费时费力，技术人员的精力往往浪费在低技术含量的重复计算中，而忽视了多方案遴选对比带来的总体经济效益最大化的矿岩采剥顺序，进而无法最优化生产剥采比。
2 3DMine软件编制采掘进度计划
2.1矿业软件发展趋势
矿业软件是实现数字矿山的重要基础，是对虚拟矿山进行可视化操作的重要平台。当前，矿业软件正朝着三维可视化的方向发展，以地、测、采为核心模塊的综合性矿业软件为整个矿山的开发设计提供了一体化的服务，极大地提高了矿山设计与管理的效率，可以预见应用矿业软件进行矿山生产动态管理、矿产经济计算评价、矿产综合开发利用、资源储量管理和矿山生产规划将成为整个矿业行业的发展趋势[1]。
2.2块体模型建立
三维建模包括地表模型、矿体模型、矿山开采现状模型的构建，加上境界设计后得到的最终开采境界，形成完整的矿山三维模型[3]。根据南泥湖钼矿矿山现有的地形地质平面图建DTM地表模型，利用散点赋高程和等值线赋高程法创建DTM模型，得到如图1所示的表面模型。
3DMine建立矿体模型的方法主要有3种：①利用矿体边界线建立矿体线框模型；②利用矿山已有的勘探线剖面图或中段矿体轮廓线建立矿体线框模型；③结合已有钻孔数据建立块段模型，通过样品分析，建立矿体线框模型[3]。对于南泥湖钼矿，为了较好地与现有设计成果进行对比研究，利用勘探孔钻孔数据及岩粉分析数据，并结合已经建立的满足生产要求的勘探剖面图直接圈矿，进行实体验证，通过自相交检测、开放边检测和无效边检测之后，得到如图2所示的矿体模型。随着3DMine等矿业工程软件的推广使用，矿山三维地质建模越来越易于实现，借助3D M ine 技术平台，基本实现了矿山开采的三维仿真模拟模型[6]。同时在块体模型显示时可按照Mo品位不同进行着色，方便进一步计划编制圈定时进行露天采场推进大方向模拟确定。
2.3 进度计划各项指标确定
计划指标：年度计划采剥总量1350万t，其中剥岩量450万t，采矿量900万t，平均品位0.093%；穿孔量23万m，其中采矿穿孔量14.4万m，剥岩穿孔量6.1万m，探测孔2.5万m；爆破量1450万t，其中采矿爆破量950万t，剥岩爆破量500万t。剥采比：0.33t/t。
开采技术参数：台阶高度10m；台阶坡面角75°，边坡角43～48°；安全、清扫平台按设计要求分别为3m和11.68m，平台宽度为15m；矿石损失率3%，矿石贫化率3%；后八轮自卸汽车运输道路宽7.5m，运输道路限制坡度8%，局部允许坡度10%；挖掘机最小工作平盘宽度20m，工作线长度50-100m。
2.4 采剥设计
首先利用实地测量得到的露天采场现状文件生成面文件，将此面文件作为约束条件对矿体模型进行约束，得到如图3所示块体模型。
随后根据计划的年度供矿量、剥岩量、目标品位及地质资料进行推进方向的确定，同时综合考虑露天采场各项工程需求及外部约束条件，利用软件的中长期规划进行采剥设计，每次绘图所得矿岩量及品位情况一目了然，大大减少了人工计算量，技术人员可以将主要精力用于方案对比，遴选出最优设计。
根据中长期规划得到符合计划需求的各台阶矿岩量后，利用软件的采掘带功能进行采场的详细设计，如图4所示。
各个采掘带绘制完成后，利用更新现状功能可快速得到各季度推进图，设置选取需要输出的类型，采掘带结果可直接输出至Excel，如图5所示，方便快捷。
3 结 论
随着数字矿山技术的成熟应用，利用矿山三维模型优化设计在矿山开采设计中占有越来越重要的地位，3Dmine 矿业软件提供了全面的露天矿解决方案，可以实现露天生产的可视化管理，能够有效地指导采掘生产计划的编制，极大地提高露天生产的效率，在三维建模的基础上可以有效融合数字矿山完整系统，利用3DMine 矿业软件，计算工作由计算机完成，从而缩短计划编制时间、丰富计划编制遴选方案、提高计划编制质量。相对于矿山以
往的在 AutoCAD 上进行采剥计划的编制方式具有如下优势。
（1）计划制作效率高，功能强，易于灵活调整采剥计划方案，使得在进行计划编制时，技术人员能够在3DMine软件中完全实现采剥计划的制定，摆脱了传统的计划编制方式复杂繁琐的数据计算、图形绘制等工作[5]，极大地减轻了计划编制人员的工作量。
（2）三维可视化，系统直观，通用性强，采剥计划的制作通过人机交互的方式进行，易于矿山计划人员理解和掌握，适用于各种类型的金属露天矿山开采。
参考文献：
[1]姜 华，秦德先，陈爱兵，等.国内外矿业软件的研究现状及发展趋势[J].矿产与地质，2005，19（4）：422-425.
[2]肖英才，王李管，易丽平，等.基于DIMINE软件的露天采剥计划编制技术[J].矿业工程研究，2010，25（4）：6-9.
[3]钟德云，胡柳青，吴国栋.基于3DMine软件的露天矿开采设计[J].现代矿业，2012，10（10）：11-14.
[4]采矿手册编辑委员会. 采矿手册（第3卷）[M]. 北京：冶金工业出版社，2008.
[5]徐 振，胡乃联，张延凯等.基于 Surpac 露天矿采剥进度计划系统开发[J].现代矿业，2011，7（7）：1-3.
[6]吴建飞，叶义成，王其虎，等.某多层复杂矿床开采优化的三维地质建模[J] .金属矿山，2012（9）：124 - 128.