礦區地質及開采簡況

山金礦業公司果洛龍洼礦區礦帶走向近東西，傾向南，傾角陡、緩變化大，一般在45°～75°。礦帶出露范圍東西長約3．0km，南北寬約1．0km，礦體形態簡單，呈脈狀、透鏡狀、囊狀、串珠狀，在走向及傾向上具有分支復合、尖滅再現、膨大收縮現象。礦體真厚度為0．93～3．36m，平均厚度1．5m;金品位一般在1．30～13．61g/t，平均金品位3．50g/t;礦石及圍巖中等穩固以上，水文地質較為簡單。采用平硐—斜坡道開拓，礦區開采以40m為1個階段，共分為3840～3854m、3854～3867m及3867～3880m3個分段，通過聯絡道與斜坡道聯通。3840～3854m分段以西已經回采完畢，開始著手準備廢石回填，其他分段沿脈巷正在進行掘進。

現場探測

以3840～3854m分段以西51～57線采空區為研究對象，由于空區較大，設計采用架設支撐桿方式對空區進行掃描，通過帶起重器的主桿結合其他豎直支撐桿撐緊巷道上下頂板進行固定，將架設好掃描探頭的水平桿放在水平托桿上，前托后壓。由于CMS探測激光沿直線傳播，在探測過程中如遇阻擋或遮擋，部分區域無法測到進而出現探測盲區。因此，對于試驗采場內復雜的邊界，利用已有的3840－51穿脈、3840－53穿脈、3840－55穿脈及3840－57穿脈共4條穿脈出口作為儀器架設點進行探測。電源電纜線從空心水平桿內部穿出，連接儀器并接通電源進行初始化。待儀器參數設定完成后進行掃描，掃描完畢后，保存數據并進行儀器自動復位，而后利用全站儀測量CMS上部及水平桿上靶標中心十字絲進行定位。探測完成后，儀器整理完畢后歸位。

數據處理

數據處理過程：現場掃描完成后，通過CMSV400輸出的．xyz文件經過編輯生成只含有y、x、z坐標值的．txt文件直接導入Surpac軟件中生成．str線文件。具體處理步驟見圖1，需要指出的是CMSV400本身具有空區體積計算功能，但為了便于統一進行后處理，空區實體也通過Surpac軟件來完成建模。建立三維實體模型：1)空區實體模型。CMSV400掃描完成后輸出．xyz文件通過編輯生成．txt文件導入Surpac軟件中，因Surpac軟件采用的是西方礦業標準，即北向字母用y，東向用x［5］，在此過程中注意輸入字段及坐標的對應，否則將生成錯誤的線文件，導入后對應測點生成的空區部分掃描圖如圖2和3所示，需要指出的是全站儀輸出的數據導入生成的線文件會自動將這些散點連接成線。將CMS在4個架設點所得掃描圖進行合并，為簡化處理過程可將合并線文件按照炮孔設計排距作剖面進行處理，最終得到空區線文件，在合并后的線文件處理過程中應注意到掃描點數較少的區段實際上是不可靠的點，在不影響模型整體性的前提下進行適當取舍是允許的。將處理完成后的線文件通過三角網化創建實體并驗證其是否有效，通過驗證后最終得到空區實體模型。2)巷道實體模型。針對礦體特殊的賦存條件，山金礦業公司采用脈內采準巷道沿礦體走向進行掘進。礦體整體沿走向產狀變化較大，多呈急速彎曲型。采用全站儀通過之前布置的基準點每隔1．0m進行巷道邊界實測，分別是頂底板各3個點，兩幫各1個點，在遇到拐彎處或巷道分岔口處時調整為每隔0．5m測1次巷道邊界，編輯全站儀采集數據名稱為HD(巷道)進行存儲，將最終測量得到的數據導入到Surpac軟件并經處理最終得到巷道及切割井耦合實體模型。3)礦體實體模型。在礦體邊界實測之前，安排人員對頂板礦體進行了沖洗及邊界噴漆標注。需要指出的是，在進行上分段巷道礦體邊界實測過程中，要想通過測量巷道底板礦體邊界是很難實現的，重新編輯全站儀采集數據名稱為KT(礦體)進行存儲。由于礦體較薄，礦體邊界的精確測量就顯得尤為重要。在實際的測量過程中，平均間隔0．2m測量1次礦體邊界，遇到有礦體分岔及斷層地段時更需要精確測量以期保證后期模型建立的準確性。同上述建立巷道實體模型的操作過程類似，經處理后最終得到礦

損貧指標計算

1)采礦損失率計算。通過建立的礦體實體模型與空區實體模型，利用實體工具里相交并去除公共部分這一操作步驟，最終得到爆破完成后未采下的礦體模型(見圖7);通過Surpac軟件報告實體體積功能得出3840～3854m分段以西51～57線礦體體積為653m3，爆破完成后未采下的礦體體積為18m3，依據采礦損失率計算公式［6］:λ=Vw/Vf×100%(1)式中:λ為采礦采損失率(%);Vw為爆破完成后未采下的礦體體積(m3);Vf為3840～3854m分段以西51～57線礦體體積(m3)。最終計算得出采礦損失率為2．76%，運輸過程中造成的礦石損失是很少量的，計算中忽略其對損失率的影響。2)礦石貧化率計算。應用Surpac軟件對礦體、上下分段巷道及總空區實體模型進行布爾運算處理，設計采場剖面及空區實際剖面見圖8和圖9。由剖面圖可以看出礦體較薄，CMS空區探測儀在進行空區掃描時上分段巷道的邊界會掃描不完全，如按照單純的模型體積相減將會得出錯誤的結果。因此，設計采用上分段巷道底板切割礦體和空區實體模型，得到包括3840m分段巷道在內的空區體積為1301m3，下分段巷道體積為463m3，最終得采空區體積為838m3。根據礦石貧化率計算公式［6］:γ=(Vc－Vf)/Vc×100%(2)式中:γ為礦石貧化率(%);Vf為3840～3854m分段以西51～57線礦體體積(m3);Vc為采空區體積(m3)。最終計算得出礦石貧化率為22．08%。4．4計算結果對比根據山金礦業公司提供的資料，試驗采場礦石地質品位為3．5g/t，針對試驗采場計算其采出礦石品位，根據金屬量平衡關系得到其計算公式:α=(1－γ－Vf×λ/Vc)×3．5(3)式中:α為采出礦石品位(g/t);γ為礦石貧化率(%);Vf為3840～3854m分段以西51～57線礦體體積(m3);λ為采礦損失率(%);Vc為采空區體積(m3)。最終計算得出采出礦石品位為2．65g/t。試驗采場采出的礦石集中運往山金礦業公司選礦廠，根據選礦廠的浮選設備，取浮選回收率為90%，金精礦品位為60g/t，計算得入選礦石平均品位為2．54g/t。由計算結果可以看出，采出礦石品位與入選礦石品位較為吻合，充分說明了在礦山損貧指標分析過程中CMS探測技術與Surpac軟件聯合處理方法是完全可行的。

結論

1)通過后期數據的處理，最終得到試驗采場采礦損失率為2．76%，礦石貧化率為22．08%，與選礦廠計算的損貧指標數據較為吻合，對山金礦業公司后期礦石回采及相應指標的計算具有一定的參考價值。2)CMS空區探測系統和Surpac軟件的綜合應用在控制采礦損貧指標方面其重要作用十分明顯。CMS空區激光掃描儀為精確了解采空區形態提供了可能，尤其針對地質環境惡劣、人員無法進入的情形，較普通全站儀測點相比，精度及效率更高，同時又能保證人員安全，具有極其重要的作用;Surpac軟件在礦體和巷道實體建模及后期損貧指標計算中同樣發揮重要的作用，能夠更直觀地反映現場實際情況，尤其在后期數據處理中作用更為明顯。3)CMS在空區探測中雖然作用明顯，但不可否認，針對不規則空區形狀，尤其是狹長型采空區，很可能因為空區不規則邊界造成掃描不完全，通過不同架設點進行掃描，一定程度上可以彌補這一缺陷，在今后的實際應用中還需進一步研究。