毛荣华，王 晟，杨新锋，陈 鑫

（1.江西铜业集团有限公司 城门山铜矿，江西 九江 332100；2.长沙迪迈数码科技股份有限公司，湖南 长沙 410083）

1 引言

1.1 现状调查

该矿山计划排产从长期到短期分为年、月、周等几种时段计划。现状如下：

采矿场年度分解计划结合矿山生产技术部提供中长期计划和指标要求，利用炮孔岩粉生产勘探数据、现状测量数据等编制矿山分解年度计划，输出年度计划表、计划图、文档等成果材料，指导矿山实际生产。在年度计划的基础上，结合上月底测量成果数据和地质资料数据，编制月度生产作业计划。周计划根据爆堆岩粉数据（未完成炮孔取样化验的爆堆，其数据根据上台阶炮孔岩粉生产勘探数据推算）编制配矿计划，包含计划表、图、文字概要说明。

目前该矿山年、月、周计划编制均使用CAD图完成，编制过程中，量算和出图时间长，参与人员较多，工作量也比较大，难以进行方案优化工作。

1.2 需求分析

目前该矿已经使用DIMINE软件完成地质勘探模型的建立更新、三期境界设计及中长期计划编制工作，同时软件也具备矿山所需的采矿设计功能模块，为采矿智能化［4]打下基础，下一步重点开展智能化短期排产计划（年、季、月、周计划）建设。计划排产建设内容包括：

整理现有炮孔化验数据建立炮孔数据库，根据实测数据建立采区地表模型，更新已开采范围内容地质勘探块段模型，形成用于计划编制的品位控制模型。

新的炮孔测量和化验数据采集后自动形成地质数据库文件提交到数据存储中心，软件系统根据提前设定的估值参数，自动更新品位控制模型。

提取品位控制模型和采区现状地形模型，按照计划相关指标，计划编制人员圈定开采目标范围，系统模拟开采计划过程，自动计算配矿［5]结果，根据计算结果调节开采范围，优化排产计划，计划编制人员可以按照此软件操作流程快速完成矿山年、月、周计划，根据计划结果系统自动输出矿山计划所需主要图表和相关文字说明。

1.3 目标设定

在DIMINE数字采矿软件的基础上，从矿山计划排产业务需求出发，定制开发计划编制功能，搭建矿山智能排产系统，进一步提高排产计划工作效率，提升计划执行率和质量的均衡度，为该矿山整个智能矿山建设打下良好基础。

2 系统建设内容

2.1 建设路线

智能计划排产系统建设主要围绕品位控制模型（综合地质勘探和炮孔数据，质量控制可靠程度高）［6]，保证采剥均衡、供矿品位均衡为前提，开展自动及人工干预式计划编制，建设思路如图1。

2.2 品位控制模型体系

为更好地优化和管理矿山地质、测量、采矿工作，拟提供由勘探品位模型、爆堆数据模型构成的品位控制体系。

勘探品位模型更新：该矿山勘探品位模型在2012年建立后，于2014年进行更新，近年矿山存在加密补充勘探工程，需要根据勘探工程更新原矿体模型，然后更新勘探品位模型。

图1 智能排产系统建设思路图

炮孔数据库：炮孔数据库是由炮孔编号、炮孔坐标、炮孔化验质量信息组成，是智能排产及供配矿的重要数据。

爆堆圈矿及估值：爆堆二次圈矿和估值，是供配矿基础，系统开发根据矿山圈矿指标对爆堆进行自动圈矿及品位估值，同时提供人工干预调整圈矿和估值结果，更新地质勘探模型。

探采对比分析：随着生产推进，通过选取分析区域范围线，设置模型约束条件，自动产生勘探品位模型、炮孔爆堆估值模型的对比指标分析结果表，表中包含区域内模型矿量、岩量、品位、金属量信息，信息相对基准元素值的对比结果，用于计划排产人员分析勘探模型的精度。

2.3 境界设计

露天境界设计模型是计划编制的主要约束条件，建立境界设计模型的建设步骤包括：台阶设计、道路设计、设计出图、设计模型。境界设计功能在DIMINE数字采矿软件中已经实现。

台阶设计：DIMINE软件露天坑设计功能采用智能化、参数化设计思想，以自动扩展与手动调节的方式进行设计，可使露天境界坑圈定变得简单、轻松。

道路设计：DIMINE软件在采区道路设计方面提供多种设计方法，包括境界设计过程的道路设计、掘沟设计（靠帮沟设计、中间沟设计、斜坡道设计）等，满足露天采区道路设计过程。

设计出图：DIMINE软件设计出图操作步骤：（1）将以上境界内设计包括台阶和道路设计线自动生成三维DTM模型，即生成设计境界模型。（2）设计境界模型与现状地表模型求交线，自动计算得到境界范围线。（3）用境界范围线分别“内”“外”裁剪境界设计线和现状地形图，裁剪后形成的图形即为境界设计图。

设计模型：将境界设计图生成三维DTM，即形成境界设计三维模型，设计境界模型是计划编制的约束条件，可以是终了、分期或某一阶段的设计境界。

2.4 现状地表模型更新

现状地表模型是排产计划编制的基础数据，也是储量计算、工程量计算、智能调度等重要数据条件。

无人机摄影测量数据接入：利用无人机测量数据，建立采区高精度现状地表基础模型。

月度现状地表模型：根据三维激光扫描仪定期更新采区地表模型及采区台阶线，用于约束品位控制模型进行储量计算，计划编制等工作。

工程量计算：在DIMINE软件中，调用两期地表模型，设置计算范围和参数，计算两期工程量，形成工程量计算图表。

测量出图：在DIMINE软件中，根据三维扫描数据或航测数据建立的三维模型进行模型切图或等高线自动生成、多段线绘制、文字及图签等图形编辑功能操作输出生产需要的相关二维地形图及剖面图。

2.5 计划编制功能设计

计划编制范围确定：根据矿山开采目标，开采境界设计方案、矿山开采现状地表模型作为计划编制约束范围。

自动编制排产计划：按照一定的出矿量及品位，编制开采规划，根据设定约束和目标，系统形成最佳采剥均衡和品位均衡的计划方案。显示计划内的矿量、岩量、品位信息及开拓备采矿量情况。

人工干预调整计划：根据计划编制范围确定模型或计划自动编制方案结果，人工干预方式对计划进行模拟开采过程的调整编制，调整过程中实时对采剥区域重新报量，便于分析计划编制的合理性。

计划成果输出：输出计划结果体，显示及输出年度、季度、月度开采计划报表和统计图；按照“台阶”，“矿种、矿量”，岩量”，“采剥总量”和“品位”报告采剥计划量。

计划审批和下达：按照该矿山生产计划编制后的审批流程，在线将编制好的生产计划通过OA系统，按照流程逐级进行审批和下达。

2.6 计划编制过程

2.6.1 年度采剥计划

（1）计划编制准备数据：采区现状地表模型、分期境界模型、品位控制模型、采区现状图。

（2）现状地表模型、分期境界模型约束品位控制模型，设置计划相关参数，生成计划编制所需约束范围内的组合价值模型。

（3）三维价值模型配色显示，三维视图内，人机交互模拟方式圈定12个月计划方案，视图旁边显示圈定范围内各个台阶矿量、配矿品位结果。

（4）自动输出计划体的范围线及年度计划分解表。

（5）沿范围线更新采区现状图，逐个形成年度计划内的月度分解图及三维境界模型。

2.6.2 月度生产作业计划

（1）计划编制准备数据：采区现状地表模型、年度境界模型、采区现状图。

（2）现状地表模型约束年度价值模型，设置计划相关参数，生成月度计划编制所需约束范围内的新的价值模型。

（3）三维价值模型配色显示，三维视图内，人机交互模拟方式圈定当月计划方案，视图旁边显示圈定范围内各个台阶矿量、配矿品位结果。

（4）自动输出计划体的范围线及月度计划分解表。

（5）沿范围线更新采区现状图，形成当月作业计划图及三维境界模型。

2.6.3 周生产作业计划

（1）计划编制准备数据：采区现状地表模型、月度境界模型、采区现状图。

（2）现状地表模型约束年度价值模型，设置计划相关参数，生成周计划编制所需约束范围内的新的价值模型。

（3）三维价值模型配色显示，三维视图内，人机交互模拟方式圈定当月计划方案，视图旁边显示圈定范围内各个台阶矿量、配矿品位结果。

表1 系统建设清单

（4）自动输出计划体的范围线及周计划分解表。

（5）沿范围线更新采区现状图，形成周计划图及三维境界模型。

3 系统建设清单

系统建设清单见表1。

4 结束语

通过上述系统系统建设的研究，目标形成地质、测量、采矿等数字化信息资源，对接数据中心和卡车调度系统，以期实现采矿智能排产，从而进一步提高排产计划工作效率，提升计划执行率和质量的均衡度，为该矿整个智能矿山建设打下良好基础。