摘 要

本次配矿以湖北华新水泥公司旗下的黄家垭石灰石矿山西段矿石为主要研究对象。应用DIMINE数字化矿山软件建立矿山地质数据库，建立矿山三维地质模型、矿体模型、块段模型，估算矿体不同品级分布，以充分分析矿体储量、品位为出发点，在合理生产计划的基础上，制定中长期生产配矿方案。在使矿山矿石、废石搭配利用的同时，实现矿山绿色发展的目标，降低石灰石矿山生产的综合成本，为企业的经济效益最大化的实现提供技术基础。

在数字化技术引入后，人们可以通过数字化矿山软件，完成实际实体模型和矿山的生产路径的构建的情况下，以人员输入当前采场现状和技术经济指标为约束条件，系统可以自动模拟生产对象在三维空间的运动变化；对衔接后的作业场地顺序采用人机交互的方法来编制，构成生产对象在三维空间中的运动拓扑关系网。以优先等级为标志来表明工程的重要性，计算机会根据这些系数进行计算，直到计算出可行的最优方案。本文主要是依托DIMINE软件进行矿山地质模型、矿体模型、块段模型、生产配矿工作的，所以本文中着重讨论基于DIMINE软件完成计划编制的工作。

研究结果：本次研究总体是通过DIMINE矿山数字化软件来实现，在本次研究中，主要有以下结果：

（1）主要是针对矿山的三维建模，完成有关矿山生产的实体、表面和块段模型的建立，这一部分是为以后的相关工作提供数据支持的部分；

（2）主要是针对矿山生产计划的编制的研究及建立，露天矿山的生产计划中，境界优化是生产计划编制的重要部分，本部分着重讨论露天矿境界优化的常用方法的原理和优缺点，主要是手工法、浮动圆锥法和LG图论法，在（1）中的最后部分完成露天矿的生产计划编制包括年生产计划的编制，以及（3）中的生产配矿所需的日生产计划的编制；

（3）主要是针对矿山生产配矿的研究，研究得出本次经过数字化技术处理的配矿计划，是科学的严谨的。该计划在完成矿山的生产任务的同时，最大限度地降低接近矿石品位的岩石的产能的浪费，充分调用人力资源与设备，保证矿山高效生产的同时实现绿色矿山的目标。

关键词：DIMINE软件；三维地质建模；生产计划的编制；生产配矿

Abstract

The ore was mainly studied at the Huangjiahao limestone ore site in the western part of Hubei Huaxin Cement Company. The DIMINE digital mining software is used to establish a mine geological database, establish a three-dimensional geological model, an ore body model, and a block model of the mine to estimate the distribution of different grades of the ore body, and to fully analyze the ore body reserves and grade as the starting point, based on a rational production plan, Formulate mid- to long-term production distribution plan. In the use of mine ore and waste rock, the goal of green development of mines will be achieved, the overall cost of limestone mine production will be reduced, and the technical foundation will be provided for the realization of the maximum economic efficiency of the company.

After the introduction of digital technology, people can use the digital mining software to complete the construction of the actual physical model and the mine's production path. With the input of the current stope status and technical and economic indicators as constraints, the system can automatically simulate the production object. The movement of three-dimensional space changes; the sequence of the job site after convergence is implemented by means of human-computer interaction, which constitutes the topological relationship network of the production object in three-dimensional space. The priority level is used as a sign to indicate the importance of the project. The computer will perform calculations based on these coefficients until a feasible optimal solution is calculated. This article mainly relies on DIMINE software to carry out mine geological model, ore body model, block model, production of ore work, so this article focuses on the DIMINE software to complete the planning work.

Research results: The overall study was achieved through the DIMINE mine digital software. In this study, the following results were obtained:

(1) It mainly aims at the three-dimensional modeling of mines and completes the establishment of entity, surface and block models for mine production. This part is to provide data support for related work in the future;

(2) It mainly deals with the establishment and establishment of mine production plans. In the production plan of open pit mines, realm optimization is an important part of production planning. This section focuses on the principles, advantages, and disadvantages of commonly used methods for open-pit mine boundary optimization. Mainly the manual method, the floating cone method and the LG graph theory method. In the final part of (1), the preparation of the open-pit mine production plan includes the preparation of the annual production plan, and the daily production required for the production of ore in (3). Preparation of plans;

(3) It is mainly aimed at the research on the production of ore for mine production. The study concludes that this plan for matching ore with digital technology processing is scientific and rigorous. While completing the production tasks of the mine, the plan minimizes the waste of production capacity of rocks close to ore grades, fully calls out human resources and equipment, and ensures the efficient production of mines while achieving the goals of green mines.

Keywords: DIMINE software; 3D geological modeling; production planning; production of ore

目录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2 矿山开采计划编制 2

1.3 配矿中存在的问题 2

1.4 国内外矿山生产配矿研究现状及水平 3

1.5矿区概况 3

第2章 数字化模型的建立 6

2.1数字化技术在国内水泥矿山的应用概况 6

2.2 钻孔数据库建立 6

2.2.1 地质数据库介绍 6

2.2.2 地质数据库结构 7

2.2.3 钻孔显示 8

2.3 矿区三维模型的建立 8

2.4 块段模型 10

2.5本章小结 12

第3章 开采计划编制原理和方法 14

3.1露天矿开采优化发展 14

3.2境界优化原理方法概述 15

3.2.1手工法 15

3.2.2浮动圆锥法 17

3.2.3 L-G图论法 18

3.3基于DIMINE矿山生产计划编制 19

3.3.1露天矿境界优化 19

3.3.2露天矿山生产计划编制 22

3.4小结 25

第4章 基于DIMINE软件完成该矿山的生产配矿 26

4.1 配矿概况 26

4.2 生产配矿 26

4.3 系统模块及流程 27

4.4 基于DIMINE软件的配矿步骤 28

4.5本章小结 30

第5章 结论 32

参考文献 33

致谢 35

第1章 绪论

1.1引言

经济全球化的大趋势下，国内的矿山企业也都得到了难得的发展机遇。而且国内的建设速度相当迅速，形势可谓是日新月异，在这两个大背景下，水泥行业可谓是进入“大发展”时期。国内的各个水泥企业也是针对这个机遇，进行了相对的战略性调整，生产技术上，追求机械化、现代化和自动化，而且积极响应国家号召，争当环境保护、节能减排急先锋。这就同时要求提供水泥主要生产材料的石灰石矿山企业的规模也要趋于大型化、信息化、数字化。

而对于矿山企业如何在提高产能和引进现代化技术之间形成完美融合，也就成了企业关注的重中之重。露天矿山合理的中长期生产计划是编制配矿计划的大前提，在合理考虑矿山矿石混合开采的问题同时遵循开采原则是中长期生产计划的基础。本研究是以DIMINE软件为基础的，DIMIEN软件具有以矿山原始数据库建立三维地质模型的功能，以及根据可靠原始地质数据资料编制矿山中长期生产计划的功能。系统通过对地质数据库的分析可以在三维空间下把握矿体的空间布局，分析各种元素成分的空间分布，经过以上分析后可以完成优化后的采矿设计、合理的台阶规划，最后经过在采掘优化功能中不断调整，编制成较适合该矿山的中长期生产计划，在以后的生产和配矿工作中都可以借助这个良好的平台。

随着市场环境越来越激烈，矿山企业保证矿石质量也只是市场的基本要求，如果企业想生存、发展还是要拿出更为优质的生产计划，达到在保证质量的情况下，尽量降低成本。在成本控制的众多方法中进行生产配矿是有效且高效的方法。矿山企业在配矿过程中投入较少的成本，减少矿石中的废石量且减少以后的加工成本，一举两得。科学合理的配矿方案，可以通过贫富兼采的方法来延长矿山的生命周期，在节制开采成本的同时实现产能最大化，减少终极产品质量波动，使矿山企业的经济效益大幅度提高。

本次配矿以湖北华新水泥公司旗下的黄家垭石灰石矿山西段矿石为主要研究对象。应用DIMINE数字化矿山软件建立矿山地质数据库，建立矿山三维地质模型、矿体模型、块段模型，估算矿体不同品级分布，以充分分析矿体储量、品位为出发点，在合理生产计划的基础上，制定中长期生产配矿方案。在使矿山矿石、废石搭配利用的同时，实现矿山绿色发展的目标，降低石灰石矿山生产的综合成本，为企业的经济效益最大化的实现提供技术基础。

1.2 矿山开采计划编制

作为最关键的核心决策任务的编制矿山生产计划的合理性影响到资源的有效利用、经济收益的提高和矿山可持续的发展，也可以是它关系着矿山企业随着市场变化的沉浮。

反推法一直是传统计划编制的遵循原则，它是通过确定年或月精矿产量，经过比例计算得出原矿处理量，然后得出各工艺大概的作业量。通过以上步骤可以完成基本计算，相关单位在核查完各个施工单位的设备健康运行状况以及人员生产的租种情况后，将各个计划量以月计划量的形式合理分配至各个下属施工单位，然后在通过在横道图中的衔接摆布分析计划的合理性和衔接性。出现不合理的情况就要在图中调整直到调整合适，往往需要多次循环，而且要在网络计划图完成的基础上完成上述工作。

在数字化技术引入后，人们可以通过数字化矿山软件，完成实际实体模型和矿山的生产路径的构建的情况下，以人员输入当前采场现状和技术经济指标为约束条件，系统可以自动模拟生产对象在三维空间的运动变化；对衔接后的作业场地顺序采用人机交互的方法来编制，构成生产对象在三维空间中的运动拓扑关系网。以优先等级为标志来表明工程的重要性，计算机会根据这些系数进行计算，直到计算出可行的最优方案。本文主要是依托DIMINE软件进行矿山地质模型、矿体模型、块段模型、生产配矿工作的，所以本文中着重讨论基于DIMINE软件完成计划编制的工作。

1.3 配矿中存在的问题

(1)地质资料不够准确

黄家垭石灰石矿山的设计依据主要为中国建筑材料工业地质勘查中心湖北总队在2003年提供的报告，该报告存在以下几个方面问题：①矿区的断裂程度没有深入勘探研究，同时没有人工揭露地表；②报告中只是根据化学成分划分矿石品级，而不是兼顾地质规律；配矿工作很大程度要依靠原始地质资料，勘探报告不精确会对以后得工作产生影响，有可能会发生配矿过程正确的，但是结果偏离理想状态。

(2) 生产管理问题

配矿系统就像是一台高速运转的机器，生产管理就是这台机器的处理器，有效的管理工作是完成配矿完成的基础。生产配矿工作系统可以被多因素影响包括工艺流程、设备、运输系统、厂房等都会对相关配矿工作产生影响。在优化各环节的配置，强化协调和管理，提高系统运行质量和效率的条件下，才能顺利完成工作，达到质量目标。

(3) 生产工艺缺陷

目前的生产配矿工艺虽然可以满足选冶要求，但缺点确实很明显：①配矿经验论导致结果不准确，并且没有记录成功范例；②在生产工艺进行的过程中员工的素质和责任心很重要，这些能够影响人为因素的条件都能对配矿工作产生影响，这有悖于现代科学管理制度。

1.4 国内外矿山生产配矿研究现状及水平

为了达到生产或销售的基本条件，矿山配矿工作通过把质量存在差异的矿石按照一定比例混合，达到满足后续生产要求和销售的矿石利用率最大化的目的。它不仅有关于矿山生产的经济效益，更重要的是它是一项参与整个生产环节并且贯穿整个规划、计划和生产的全过程的具有经常性的有关矿石质量的管理工作。

通过对矿石质量的控制可以提高矿产资源型企业的经济效益。

矿床的优质矿石的资源储量有限，伴随着矿山进一步开采，普通矿石所占的比重会逐渐增加。对于矿体赋存形态复杂且品位分布有较大分化的矿山，针对矿石质量的控制工作就更加重要。矿石质量的控制工作在国外的矿业生产较为发达的国家在矿山生产中是相当被重视的工作，并且通过研究此项工作在经济效益上获得长足的进步。目前国内对相关方面的工作研究起步较晚，即使通过近年来的研究和实践取得了一定成果，但是在工程实例中应用还是不太成熟。因此，在国内加强对矿石质量控制工作的研究对于国内矿山生产技术的发展具有重大的意义。

当前国内主流配矿方法大致可分为两类：其中一种是在某些矿山中矿石种类含量较多，这种情况下配矿工作是通过预估矿石的质量、遵照“贫富兼采”、“中和出矿”的生产原则完成工作；另一种是根据商品矿的生产标准，在加工过程中搭配各种品位矿石。然而，现在国内的主流配矿方式仍然是通过经验试凑来完成。这种方法的弊端就是面对种类多、品位杂的矿石很难完成矿石质量控制工作，也就达不到资源最大化利用的目标。

1.5矿区概况

黄家垭石灰石矿区距离南漳县城南部约6公里，地理坐标：111°47′00″E~111°48′45″E，31°43′25″N~31°44′17″N。生产区域距最近城市很近，而且交通便利。海拔范围318.2-496.8m，相对最低标高的最大差距178.6m。矿区属亚热带湿热气候，该气候的特征就是四季分明。南西方向在矿区翼部产状有较大差异，翼部倾向30°-65°，倾角20°-38°，近核部倾向330°-10°，倾角10°-20°；北东方向在矿区翼部产状大部分是陡峭地形，倾向240°-275°，倾角有较大的变化范围，翼部一般45°-72°，近核部倾角10°-30°。

西段矿区地质为三迭系下统大冶组（T₁d）及第四系（Q₄）地层，具有较为发育的节理裂隙，近地表的位置因溶蚀作用含有少量黏土。各层中岩性信息及矿层属性分述如下：

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