空場采礦法的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)研究

1、煤礦機(jī)械 2() 170(38), 175-177 doi: 10.13436/j.mkjx.201710062空場釆礦法的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)研究孫護(hù)軍西安航空學(xué)院電子工程學(xué)院導(dǎo)出/參考文獻(xiàn)關(guān)注分享收藏打印摘要：空場采礦法是目前應(yīng)用非常廣泛的采礦技術(shù)。對空場采礦法的分類進(jìn)行了簡要介 紹，通過分析其特點(diǎn)，構(gòu)建了開采步驟，最后將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為空場采礦法的 輔助完成了相應(yīng)的開采設(shè)計(jì)工作。關(guān)鍵詞：空場采礦法;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì);礦塊;作者簡介：孫護(hù)軍（1980-）,陜西西安人，碩士研究生，講師，研究方向：計(jì)算 機(jī)控制系統(tǒng)技術(shù)，電子信箱:527796431qq. com.收稿日期：2017-08-17res

2、earch on computer aided designtechnology of open stope methodsun hu-juncollege of electronic engineering, xi'anaeronrnrtical university;abstract：open stope method is the wide application of mining technology. the classification of open stope met hod has carried on the brief introduction, through

3、 the analysis of its characteristics, constructs the mining steps, finally the computer technology as the open stope method of auxiliary completed the relevant design work of miningkeyword：open stope method; computer aided dcsign; orc block;received： 2017-08-171空場采礦法的分類(1) 留礦采礦法留礦采礦法是一種操作簡單、成本較低的采礦方

4、法，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括冶金開 采、稀有金展開采、有色金屈開采和黃金開采等。開采條件:礦體的傾斜角在55° 以上，其厚度范圍0. 88 mo礦房可以存儲大量的礦石，但是存儲的期限為一年, 礦石以及其周圍的巖石無氧化性、結(jié)塊性以及自燃性。在采礦的過程中，由于礦 石自身具有反射特性，需要慎重考慮此方法。(2) 全面采礦法目前，全面采礦法的應(yīng)用范圍特別廣泛，包括有色金屬、化學(xué)礦上以及黑色金屈 等，這種方法要求開采的礦石的穩(wěn)固性至少為中等，而且開采的頂板巖石也有 同樣要求。同時要求開采的礦體表面具有一定的傾斜性或者比較平緩，要求厚度 范圍是34 m,最佳的礦體厚度為3 mo(3) 房柱采礦法相

5、比其他采礦法來說，房柱采礦法的工程量較小，但是勞動生產(chǎn)率比較高，而 礦石的貧化率又比較小，所以該采礦法可以使得成本有所降低。因此，房柱采礦 法對于礦石比較穩(wěn)固并且周圍巖石比較穩(wěn)固的礦體比較適用。(4) 階段礦房法階段礦房法的應(yīng)用條件較多，包括礦石的穩(wěn)固性較強(qiáng)、礦體的傾斜度較大、礦體 的厚度要適中，并且周圍巖石的穩(wěn)固性較強(qiáng)。其中，耍求礦體的傾斜度為急傾斜 或者平緩傾斜，礦體厚度的標(biāo)準(zhǔn)為極厚。階段礦房法所開采的礦體形狀需要具有 一定的規(guī)則性，如果其形狀是不規(guī)則的，很有可能會造成礦石的貧化，所產(chǎn)牛 的損失不可估量。當(dāng)開采深孔落礦時，由于其礦石的損失貧比較人，很難處理其 屮的夾石，因此要求所開采的礦石

6、品質(zhì)較低，不可以選擇價格偏高的礦體，還 要保證選取的礦體中不存在夾石。2空場采礦法的特點(diǎn)(1) 留礦采礦法的特點(diǎn)(1) 在回采的過程中，由階段到礦塊，由礦塊到礦柱和礦房，從礦房開始進(jìn)行 開采，等待礦房開采結(jié)朿以后，接著對礦柱進(jìn)行開采；(2) 做好礦房分層工作，對應(yīng)的回采順序是從上到下；(3) 所開采的礦石作用：由于礦石自身的重力可從漏洞屮釋放出大約1/3,而其 余2/3的礦石可以在下一次的鑿巖爆破工作中用作原料，搭建臨時工作臺。當(dāng)開 采工作結(jié)束時，就可以釋放出其余2/3的礦石，這個操作過程被稱為大量放礦；(4) 鑿巖工作人員在留礦堆上開始進(jìn)行礦石開釆工作，留礦釆礦法不會因環(huán)境 的變化而遭受影響

7、，在暴露面下，工人仍然可以繼續(xù)工作。(2) 房柱采礦法的特點(diǎn)房柱采礦法將走向設(shè)置為礦石劃分的規(guī)則，選取劃分礦塊這一操作步驟作為該 采礦法的基礎(chǔ)，只有將基礎(chǔ)打牢固，才能夠做好接下來的劃分工作，獲取礦柱 和礦房。在布置的過程中，需要將礦柱與礦房保持交替狀態(tài)，保證礦房回采工作 順利進(jìn)行，除此之外，將外形較規(guī)則的礦柱保留下來，在連續(xù)性方面可以放寬 要求，甚至不考慮，從而達(dá)到低壓管理的目的。(3) 全面采礦法的特點(diǎn)仃)在整個礦體開采的過程中，需要依據(jù)礦體的厚度對回采方式進(jìn)行調(diào)整，如 果厚度小于3 m,那么按層冋采，如果厚度大于3 m,需要分層冋采；(2) 判斷所開采的礦體，如果是貴重金屬，一般不能用普通

8、的礦柱，需要選用 混凝土或者廢石垛來制成礦垛將其進(jìn)行取代，從而獲取更多的礦資源。(4) 階段礦房法的特點(diǎn)(1) 選取形狀比較規(guī)則的礦石進(jìn)行劃分，從而獲取礦房和礦柱；(2) 水平深孔階段礦房法以及垂直深孔階段礦房法是階段礦房法的2種主要方 法。3空場采礦法的操作步驟(1)采準(zhǔn)操作將礦塊的結(jié)構(gòu)尺寸作為采準(zhǔn)操作布置的依據(jù)，首先需要將礦體進(jìn)行開拓處理， 接下來在礦體中挖掘巷道，被稱為采準(zhǔn)巷道。一般情況下，穿脈巷道、放礦溜井、 電耙巷道是采準(zhǔn)巷道的主要組成部分。而所有的采準(zhǔn)工作都是為后期的運(yùn)輸工作 做準(zhǔn)備。(2)截割操作 當(dāng)釆準(zhǔn)工作完成后，就可以在礦塊的內(nèi)部開辟自由面以及所需的補(bǔ)償空間，從 而達(dá)到大規(guī)模

9、冋采的目的。接下來需要確認(rèn)補(bǔ)償空間以及自由面是否都已經(jīng)截割 出來，確認(rèn)后進(jìn)行礦塊回采工作。主要截割工作包括截割槽工作、拉底工作以及 辟漏工作。回釆操作回采操作實(shí)際上是對礦石進(jìn)行大量的開采。主要工作包括搬運(yùn)礦石、管理地壓以 及落礦。對于礦塊劃分為礦柱和礦房這種特殊情況，冋釆的工作內(nèi)容應(yīng)該包括冋 米礦柱。4留礦采礦法計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助設(shè)計(jì)(1)生成二維施工圖圖層木次設(shè)計(jì)圖層的劃分主要采用二維施工圖圖層法，拉底巷道圖層、標(biāo)注圖層、階 段運(yùn)輸巷道圖層、礦塊圖層、礦塊各分層圖層以及漏斗圖層是二維施工圖圖層的 主要組成部分。分層操作的r的在于對礦塊進(jìn)行回采，在對分層的數(shù)fi進(jìn)行計(jì)算 的同時，需要確保每一個分

10、層在圖層中的位置互不相同。礦塊的分層數(shù)llmgbej也q吐她創(chuàng)血也+1式中l(wèi)kkjdgd礦塊的階段高度，m;lldxdgd拉底巷道高度，m;ldzgd底柱的高度，m;lkcgd礦塊開采高度，mo(2)生成礦塊想要獲取礦塊，就必須保存礦塊的參數(shù)，其對應(yīng)的保存文件命名為留礦采礦 法.txt,格式為liu kuang mine、初始點(diǎn)三維坐標(biāo)x, y, z、礦體傾斜的方向、 礦體傾斜的角度、階段的總高度、礦塊的總長度以及礦塊的厚度。txt文件讀取 流程如圖1所示。圖1 txt文件讀取流程圖下載原圖(1) 生成主視圖礦塊本文采用計(jì)算機(jī)技術(shù)屮的多邊形元素生成礦塊，每一個多邊形的頂點(diǎn)數(shù)量為4 個，將其中一

11、個坐標(biāo)作為生成主視圖的核心坐標(biāo)，以該坐標(biāo)為起始點(diǎn)，依據(jù)階 段高度、礦塊的長度以及起始點(diǎn)坐標(biāo)，通過計(jì)算獲取其他3個頂點(diǎn)坐標(biāo)，接下來 調(diào)用函數(shù) call polygon_net (1, q 0 , 4, 0, 62 575, 0, 0, 0),從而獲取 礦塊的主視圖。(2) 生成左視圖礦塊礦塊的左視圖也可以通過多邊形來生成，每一個多邊形的頂點(diǎn)數(shù)量也是4個， 將其中一個坐標(biāo)作為生成左視圖的核心坐標(biāo)，以該坐標(biāo)為起始點(diǎn)，依據(jù)礦塊的 傾角、階段高度、礦塊的厚度以及起始點(diǎn)坐標(biāo)，通過計(jì)算獲取其他3個頂點(diǎn)坐標(biāo), 接下來調(diào)用函數(shù) call polygon_net (1, q () , 4, 0, 62 575,

12、0, 0, 0),從 而獲取礦塊的主視圖。(3) 生成二維巷道二維巷道的表示方式為頂點(diǎn)數(shù)為4的多邊形元素，通過計(jì)算獲取巷道的初始點(diǎn) 坐標(biāo)，其余3個頂點(diǎn)坐標(biāo)可以根據(jù)巷道自身的寬度以及長度通過計(jì)算獲取，將 參數(shù)按照相應(yīng)的格式要求輸入即可獲取巷道。巷道的左視圖與主視圖如圖2所圖2巷道的左視圖與主視圖下載原圖(4) 生成漏斗 生成漏斗是將漏斗的高度、漏斗的間距以及上、下漏斗口的長度，通過相應(yīng)的計(jì) 算獲取漏斗的數(shù)量值，將獲取的數(shù)量值乘以6就可以得到漏斗的總頂點(diǎn)個數(shù)， 獲取第1個坐標(biāo)以后，將漏斗的參數(shù)作為依據(jù)，通過計(jì)算可獲取其余5個坐標(biāo), 從而達(dá)到生成漏斗的目的。(5) 標(biāo)注 標(biāo)注的主要內(nèi)容有名稱標(biāo)注以及長度標(biāo)注，需要強(qiáng)調(diào)的是在標(biāo)注的過程中，必 須重視礦塊的每一個參數(shù)以及巷道的每一個參數(shù)的準(zhǔn)確性。標(biāo)高與巷道的連接如 圖3所示。5結(jié)語空場采礦法應(yīng)用范圍越來越廣，對于每一個開采步驟都需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制， 傳統(tǒng)的方法無法滿足該領(lǐng)域的需求。本文將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為輔助空場采礦法設(shè)計(jì) 的核心技術(shù)，對空場采礦法中的留礦采礦法進(jìn)行了深入研究，制定了相應(yīng)的設(shè) 計(jì)方案，為今后空場采礦法的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。圖3標(biāo)高與巷道的連接圖下載原圖參考文獻(xiàn)1孫征南基于人工