乌山铜钼矿分穿分爆采矿数字化系统及应用
数字化矿山解决方案
数字化矿山解决方案随着科技的不断发展，数字化矿山解决方案已经成为矿山行业的重要趋势。
数字化矿山解决方案利用先进的信息技术和数据分析方法，实现矿山生产过程的智能化、自动化和高效化，提高矿山的安全性、生产效率和环境可持续性。
本文将详细介绍数字化矿山解决方案的主要内容和优势。
一、数字化矿山解决方案的主要内容1. 数据采集与传输数字化矿山解决方案首先需要进行数据采集与传输。
通过传感器和监测设备，可以实时采集矿山生产过程中的各种数据，如温度、湿度、压力、振动等。
这些数据通过网络传输到数据中心，供后续的数据分析和决策支持使用。
2. 数据存储与管理数字化矿山解决方案需要建立一个可靠、安全的数据存储与管理系统。
这个系统可以将大量的数据进行存储、整理和管理，以便后续的数据分析和决策支持。
同时，该系统还需要具备数据备份和恢复的功能，以防止数据丢失和系统故障。
3. 数据分析与挖掘数字化矿山解决方案的核心是数据分析与挖掘。
通过运用数据分析和挖掘的方法，可以从大量的数据中提取有价值的信息和知识。
这些信息和知识可以匡助矿山管理者更好地了解矿山生产过程中存在的问题和隐患，提出相应的改进措施和决策。
4. 智能化控制与优化数字化矿山解决方案还包括智能化控制与优化。
通过运用先进的控制算法和优化方法，可以实现矿山生产过程的智能化和优化。
例如，可以通过智能化控制系统实现自动化生产、智能化调度和优化化矿山设备的使用，提高生产效率和资源利用率。
5. 可视化展示与监控数字化矿山解决方案还需要建立一个可视化展示与监控系统。
通过该系统，可以将矿山生产过程中的各种数据和信息以图形化的方式展示出来，方便矿山管理者进行实时监控和决策。
同时，该系统还可以提供报警和预警功能，及时发现和解决潜在的安全隐患。
二、数字化矿山解决方案的优势1. 提高生产效率数字化矿山解决方案可以实现矿山生产过程的智能化和自动化，提高生产效率。
通过实时监测和控制矿山设备的运行状态，可以避免设备故障和停机时间，提高设备利用率和生产能力。
特大型磨机在乌山铜钼矿的应用
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２０２０年第 ６期 ／第 ４１卷
机电与自动控制 ４９
即顽石不经过破碎机破碎直接返回半自磨机，将磨矿 流程简化为 ＳＡＢ流程，稳定了给矿粒度分布，提高产 能 １５％左右，处理矿量超过了设计的 ６２５ｔ／ｈ，同时 磨矿系统 其 他 工 艺 参 数 稳 定，保 证 了 旋 流 器 溢 流 细 度。顽石破碎停用后，年节约成本 ５００多万元。虽然 提高了半自磨机产能，但磨机处理能力达到上限，且 功率较高，需要对半自磨机和球磨机的负荷进行适当 调整及匹配。
采用 ＳＡＢＣ碎磨工艺流程，由于顽石产量小，无 法满足破碎机连续挤满给矿的运行条件，因此顽石破 碎机只能间断运行，运行 １．５ｈ，停车 ４．０ｈ。当顽石 破碎 机 运 行 时，半 自 磨 机 给 矿 量 由 ６２５ｔ／ｈ降 到 ４００ｔ／ｈ，处理量波 动 较 大；顽 石 集 中 给 矿 时，还 会 导 致半自磨机给矿粒级分布波动大，影响工艺稳定性。 为了增大顽石产量进行了以下 ２个方面的改进：
磨矿工艺流程，增大了处理矿量，解决了磨矿系统给矿及磨矿粒级分布等工艺指标不稳定的问题；
提高磨机钢球充填率，缩减半自磨机格子板的顽石窗，采用区间优化加球法添加钢球，采用自动化
Hale Waihona Puke 控制方式。生产实践表明：近 ３年来设备运行平稳，设备运转率始终保持在 ９２％以上。磨矿处理
乌山铜钼矿大型半自磨机加球法与SAB流程优化研究
65Metallurgical smelting冶金冶炼乌山铜钼矿大型半自磨机加球法与SAB 流程优化研究闫志成（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司， 内蒙古 满洲里 021400）摘 要：乌山选矿厂三个系列处理能力随着矿山发展的需要逐年增加，其中三系列已由原设计处理能力30000 t/d 的增加到43500 t/d，较原设计矿处理能力提高了30%以上。
处理能力的提高，给整个生产工艺流程带来了巨大的挑战，特别是磨矿和浮选作业。
三个系列半自磨钢球充填率达到了13%，仍然偏高，球磨机钢球充填率已经达到了30%，钢球单耗及充填率均明显偏高；一、二系列磨矿产品旋流器溢流中-74微米含量为61%~63%，而三系列磨矿产品细度则偏低，只有60%左右。
现场通过采取相应措施，优化加球方法，降低钢球单耗，实现半自磨机与球磨机合理匹配，使磨矿细度达到优化要求，现三系列细度已达到61%，为铜钼回收率的进一步提高打下坚实的基础。
关键词：半自磨机；加球法；单耗；SAB 流程；优化中图分类号：TB33 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）15-0065-2收稿日期：2020-08作者简介：闫志成，男，中共党员，生于1988年，黑龙江佳木斯人，2011年6月毕业于黑龙江科技学院矿物加工工程专业，本科双学士学位，在乌山任选矿工程师，从事选矿专业9余年。
基于SAB 系统提产增效核心控制技术和关键技术研究还有待进一步通过试验研究来逐步完善，SAB 流程的工艺技术优化，对乌山磨矿系统降低成本、增加磨矿产品细度、提高选矿回收率等方面极为重要，是实现提升企业竞争力、影响力和盈利能力的重要途径和“捷径”。
针对乌山铜钼矿磨矿系统进行全流程、多角度、全方位考察、分析与诊断，抓住主要优化控制点、通过改变原有的磨矿控制思路，打破常规，以优化半自磨、球磨机磨矿核心控制技术、旋流器控制技术等为出发点，开展相关的试验研究。
1 具体技术方案1.1 区间加球法的进一步优化1.1.1 优化加球方式对磨矿效果的研究区间加球法是一种针对半自磨机的一种新型加球方法，它是根据矿石性质和工艺参数及设备性能参数的变化趋势，合理、适量、及时的加球，实现按需加球，最大限度的利用矿石本身的磨碎作用和补加钢球消除难磨粒子，在不影响处理量和磨矿细度的前提下，降低钢球单耗和电耗。
乌山铜钼矿三维地质资源模型的建立及应用
近红外光谱分析是一种较为有效的蚀变矿物分 析方法。光谱波长测量范围一般为 380~2 500 nm，扫 描样品的新鲜面，层状硅酸盐矿物、硫酸盐矿物以及 碳酸盐矿物等在短波红外波段均会有特征吸收光 谱，根据矿物中某些官能团短波红外吸收峰的位置 和深度，可以识别不同种类的矿物或分析同种矿物 间结晶度的差异，对黏土矿物定性及半定量组合分 析。 2. 1 采样测试工作量
摘 要 量化乌山铜钼矿不利于选矿的黏土类矿物种类、含量及空间分布，以达到提高选矿 回收率的目的。基于大规模地表取样、钻孔岩芯的近红外光谱分析以及铜、钼品位数据库，结合克 里格插值法建立了包含黏土类矿物质的三维地质资源模型，利用该模型可精确控制每日供矿中的 黏土类矿物质。结果显示：通过利用三维物理性质模式优化配矿方案，严格控制每日云母的综合 含 量 ，保 证 了 选 厂 指 标 稳 定 ，提 高 了 选 矿 回 收 率 。 铜 回 收 率 提 高 至 87.97%，钼 回 收 率 提 高 至 71.55%，铜钼分离药剂单耗下降到 0.30 kg/t，处理量稳定于 8.5 万 t/d。
对地学信息数据库的多属性特征进行初步地质 统计，获得不同方向的多种属性（矿产资源、不同黏 土矿物）半差函数，以此获得有用元素、有害元素平 面分布与纵向分布的特征，初步揭示矿床地质特征 信息。以铜为例，其品位的水平方向的变程约为 250 m，其方位角 45°与 135°的规律性最强。而纵向上，其 变程要小得多，变差函数到 50 m 就趋于稳定。由此 反映铜的空间分布在水平方向的延展较大。同理可 分析钼及不同黏土矿物品位的空间分布。 3. 2 三维地质资源模型
则是支持铜矿资源高效开采及利用的基础。 目 前 ，矿 产 资 源 的 高 精 度 勘 探 十 分 注 重 勘 查 理
乌山铜钼矿大型球磨机钢球级配优化的试验研究与应用
管理及其他M anagement and other乌山铜钼矿大型球磨机钢球级配优化的试验研究与应用闫志成（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司 内蒙古 满洲里 021400）摘 要：乌山选矿厂通过对多次球磨机钢球配比的不断摸索，2018年开始三台球磨机钢球添加比例陆续调整为Φ60:Φ40=1:2，从处理能力及磨矿细度都得到了较大的改善，但并未达到选矿技术参数要求的-200目占63%，2019年9月份，一、二、三系列处理矿量再度提高，磨矿细度随之有所下降，三系列磨矿细度维持在58～60%之间，下道工序浮选作业指标受到一定的影响。
结合生产实际，开展了不同钢球级配状态下的小型磨矿试验，通过球磨机给矿采用不同球径磨矿试验产品筛析数据结果分析：三系列球磨机给矿用Φ50：Φ30 按1:3的钢球配比，磨矿效果较好，根据现场实际情况，三系列暂定使用Φ60:Φ40=1:3.3的钢球级配。
关键词：球磨机；钢球配比；磨矿细度；对比中图分类号：TD453 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）19-0102-3收稿日期：2020-10作者简介：闫志成，男，中共党员，生于1988年，黑龙江佳木斯人，双学士学位，在乌山任选矿工程师，从事选矿专业9余年。
针对现场磨矿细度不高，两年来选矿厂采取了多种措施,例如增加半自磨机和球磨机充填率以及对球磨机加球的球径不断的探索。
实践证明通过增加钢球充填率，对提高矿石处理量切实有效，但是磨矿细度没有明显提高，为了提高磨矿细度，选矿厂对改变球磨机钢球添加的直径和钢球配比进行了多阶段尝试，实践证明，这一系列举措对提高磨矿细度效果显著，虽然前期的加球球径及添加比例对提高磨矿细度是有限度的，要想继续改善磨矿细度，就需要进行新的尝试。
2018年乌山选矿厂球磨机钢球添加比例为φ60mm ：φ40mm=1:2的铸球，通过一年的运行发现一、二系列球磨机溢流-0.074mm 基本能维持在61%左右，三系列也基本在58-60%；为了进一步优化提高三系列磨矿细度，乌山将继续开展钢球球径和级配的优化调整。
露天矿山采矿损失贫化控制技术及应用
黄 金 ＧＯＬＤ
２０１９年第 １期 ／第 ４０卷
露天矿山采矿损失贫化控制技术及应用
康春德，张海涛
（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司）
摘要：采矿损失贫化在矿山开采过程中是不可避免的，采矿损失率和矿石贫化率是衡量矿山开
采技术的重要质量指标。以乌山铜钼矿为工程背景，提出了一系列露天开采过程中控制采矿损失
关键词：露天开采；采矿损失率；矿石贫化率；地质技术；分穿分爆；爆堆松散规律；测量放线；智
能化
中图分类号：ＴＤ８５４
文章编号：１００１－１２７７（２０１９）０１－００３４－０６
文献标志码：Ａ
ｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０１９０１０８
引 言
３）开展掌子面地质编录工作。通过现场地质编 录，控制破碎带、安山玢岩及霏细岩脉夹石的赋存状 态，以地勘单位提交的地质资料为基础，利用地质取 样、生产探矿、地质编录等数据，及时对矿体进行进一 步的修改和补充，应用到生产矿山各项工作中去。着 重加强端部、边界部位的控制，修正矿体的边界线，使 之更接近于实际，为矿石质量管理、控制采矿损失贫 化提供地质依据。
近年来，随着矿业经济的发展，矿产资源越来越 少，如何高效地利用现有资源、节约成本引起了矿山 企业的高度重视。降低采矿损失贫化成为了矿山降 本增效的重要议题［２－３］。因此，乌山铜钼矿通过多年 的理论研究与现场试验总结出了一套具有实际应用 价值的控制采矿损失贫化的技术和措施，这些技术和 措施的应用降低了采矿损失率和矿石贫化率，提高了 资源利用率及企业的经济效益。
金集团内蒙古矿业有限公司，０２１４００；Ｅｍａｉｌ：ｋａｎｇｃｈｕｎｄｅ＠１６３．ｃｏｍ
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大型露天矿山穿孔爆破工艺数字化系统研究与应用2
汇报完毕，欢迎各位专家指正！
1 前言
●项目符合采矿工艺技术发展的主流方向。
在当今世界数字化采矿技术迅猛发展的条 件下，运用信息手段打破原来露天采矿单体 设备各自为战的状况，使采矿工艺技术管理 向系统化、流程化、数字化迈进将成为主流 方向。
1 前言
●项目符合工程爆破管理向精细管理转变要求。
运用信息化手段努力实践精细爆破，是工程爆破 界提出的最新管理策略。
4 项目技术特点与创新性
4 项目技术特点与创新性
(1)利用外置数据库布孔
(2)导出炮孔坐标
4 项目技术特点与创新性
(3)坐标导入调度终端
(4)在终端电子地图上确 认设计是否正确
4 项目技术特点与创新性
(5)下达穿孔任务。
(6)钻机按设计坐标进行穿孔作业和 向调度终端反馈成孔坐标
4 项目技术特点与创新性
(7)穿孔过程检查
(8)检查穿孔精度
4 项目技术特点与创新性
(9)钻机反馈坐标的核查
(10)整理坐标导入爆破设 计数据库。
4 项目技术特点与创新性
(11) 审查爆破设计合格后，输出爆破设计资料。
4 项目技术特点与创新性
4 项目技术特点与创新性
4 项目技术特点与创新性
4 项目技术特点与创新性
构建采矿技术管理信息化平台，探索一条实现大型露天矿山穿孔爆破
工艺数字化之路，对于最终实现露天采矿技术数字化意义重大。
2 研究目标的确定
一是必须解决原来传统的爆破设计主观性强，精细化程度不高的问题。
传统的爆破设计方 法，是依靠爆破技术 人员个人经验，结合 现场进行的。其精细 化程度依赖于爆破技 术人员的主观判断和 经验积累，不利于经 验共享和积累传承， 设计精细化程度较低。
乌山铜钼矿资料
乌山铜钼矿资料
乌山铜钼矿资料
乌山位于内蒙呼伦贝尔大草原腹地，为特大型斑岩铜钼矿，铜平均品位为0.29（紫金山大约0.4左右），日处理矿石量7.5万吨实际8万吨左右年工作天数330天，（目前紫金山浮选处理量大约5万出头），是单体矿山中规模最大的铜矿之一。
工艺上是我国第一次采用SABC选矿工艺（就是半自磨+球磨+顽石破碎机，正在建设的第三铜选厂也是采用此工艺），它是国内首次采用尾矿膏体处理工艺（尾矿处理主要设备是深锥浓密机、隔膜泵，浓度65%）实现了管控一体化自动化程度较高。
应用SURPAC软件实现了矿山软件模型管理矿石资源，引用斯佩克采矿设计规划软件，建有卡车调度系统，
综上所述乌山铜钼矿作为一个标杆性企业与紫金的矿山有许多共通之处，适合建立良好沟通渠道对标交流学习。
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黄 金 ＧＯＬＤ
２０１９年第 ７期 ／第 ４０卷
乌山铜钼矿分穿分爆采矿数字化系统及应用
高占义，王恒生，周 泓
（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司）
摘要：科学、合理、高效地开发利用矿产资源是矿业工作者的重要研究课题。针对乌山铜钼矿
采用人工制定开采计划和管理中存在的效率低、采矿损失贫化大等问题，结合矿山生产实际，研发
图 ３ 矿岩分界面与爆破缓冲面空间位置类型
传统方式下，爆破设计工作人员在二维 ＣＡＤ环 境下完成矿岩分界处后冲线位置的计算，基本流程如 下：
１）结合露天地表现状中的矿岩分界线和若干矿 岩分界处剖面信息，根据经验定义后冲线位置。
文献标志码：Ａ
ｄｏｉ：１０．１１７９Βιβλιοθήκη ／ｈｊ２０１９０７１０引 言
中国黄金集团内蒙古矿业有限公司乌努格吐山铜 钼矿（下称“乌山铜钼矿”）地处内蒙古自治区新巴尔 虎右旗境内，矿区面积 ９．８ｋｍ２，铜金属储量 ３００万 ｔ， 钼金属储量 ６０万 ｔ，属于特大型露天金属矿。乌山铜 钼矿床为中国第四大铜钼伴生矿床，属于受火山机构 控制的陆相次火山斑岩型矿床，矿带为一长环形，长轴 长 ２６００ｍ，短轴宽 １３５０ｍ，赋存深度 ２００ｍ标高以 上，地表向下开采深度为 ６００ｍ，矿体平均厚度 ２６０ｍ 左右，内环以钼矿体为主，外环以铜矿体为主。
图 １ 矿岩分穿分爆设计示意图
图 ２ 利用损失贫化软件调整钻孔区域
１．１．２ 矿岩分界处爆破边界控制方法 露天矿爆破设计中，在矿岩分界处后冲线位置的
设定直接关系到爆破矿石的采矿损失率和矿石贫化 率，从而直接影响矿山的经济效益。在露天台阶爆破 中，根据爆破漏斗原理，爆破后形成的新的自由面是一 个具有一定倾角的斜面，结合矿岩分界面的实际情况， 分析爆破损失的矿石和混入的废石情况，在此基础上， 计算采矿损失率和矿石贫化率。因此，矿岩分界处后 冲线位置的计算是个非常复杂的过程，大致分为以下 几类：矿岩边界角度与后冲线类似平行（见图 ３－ａ、 ３－ｂ）；形成矿石损失贫化各一半（见图 ３－ｃ）；充分利 用矿岩边界角度，形成与后冲线一致（见图 ３－ｄ）［４］。
乌山铜钼矿采矿数字化系统包括地质基础数据 和采矿生产管控 ２个部分及相关的 １０个业务模块。 该系统实现了从地质到采矿，从矿山的生产计划到采 剥施工计划，从自动化配矿到现场供矿管理，从采矿 设计到现场的穿、爆、铲、运、排多项业务管理手段的 集约化、数字化及信息化。减少了人为因素造成的误 差，降低了采矿损失贫化，提高了工作效率及供配矿 品位的稳定性和采剥计划的执行率，提高了矿山的经 济效益［３］。 １．１ 矿岩分穿分爆设计
２０１９年第 ７期 ／第 ４０卷
机电与自动控制 ４９
１．１．１ 分穿分爆 通过对品位控制模型的约束配色直观展示矿岩
分布情况，在月度采剥施工计划的范围内进行矿岩分 穿分爆设计（见图 １）。根据矿岩分界进一步细化爆 破分区，划定区域后利用矿岩分界边界控制功能最终
确定爆破区域，实现矿岩分穿分爆，自动计算采矿损 失率和矿石贫化率，进 一 步 降 低 采 矿 损 失 贫 化 （见 图 ２）。最后，在最终确定的爆破区域内根据穿孔设 备、孔网参数和药量控制等相关参数要求，利用软件 进行自动布孔、出图，大大提高了穿孔设计效率。
针对这一影响矿山技术革新和生存发展的重大
关键技术难题，乌山铜钼矿联合软件公司通过不断地 研发、试验，成功建成了一整套从穿孔设计到现场施 工管理的乌山铜钼矿分穿分爆采矿数字化系统，并进 行了现场工业应用。采矿数字化系统的成功应用解 决了乌山铜钼矿采矿数字化生产管控手段的技术难 题 。 ［１－２］
１ 乌山铜钼矿采矿数字化系统
设计了分穿分爆采矿数字化系统。利用三维矿业软件自动进行矿岩分穿分爆设计，自动形成钻孔
坐标报告，利用无线传输技术将穿孔设计数据发送至钻机自动布孔终端，钻机利用 ＧＰＳ高精度钻
孔终端自动查找穿孔孔位，穿孔后产生的实际数据自动传输到采矿 ＭＥＳ系统，利用软件自动进行
爆破设计，最后将穿孔后的实际数据上传至生产管控三维平台进行管理。工程应用表明：采用该系
在进行矿岩分穿分爆设计之前，技术人员要对设 计区域的 矿 岩 性 质，炸 药 量 要 求 等 因 素 进 行 详 细 分 析，选取相应穿孔设备和孔网参数。综合考虑后，根 据月度采 剥 计 划 及 品 位 控 制 模 型，进 行 穿 孔 爆 破 设 计。在矿岩分界区域的穿孔爆破设计，要根据不同穿 孔设备爆破侧冲、后冲距离及矿岩种类等因素进行矿 岩分穿分爆设计。
统不但提高了设计的执行率和工作效率，而且实现了穿孔施工过程的数字化，降低了采矿损失贫
化，应用效果显著。
关 键 词 ： 分 穿 分 爆 ；数 字 化； 三 维 矿 业 软 件 ；自 动 布孔；高精度定位
中图分类号：ＴＤ６７
文章编号：１００１－１２７７（２０１９）０７－００４８－０６
收稿日期：２０１９－０３－１８；修回日期：２０１９－０６－１０ 作者简介：高占义（１９８５—），男，辽宁昌图人，工程师，主要从事矿山生产管理和新矿山基建方面的工作；内蒙古自治区满洲里市一道街 ５１号国际
邮件交换站，中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，０２１４００；Ｅｍａｉｌ：４０８８００５９８＠ｑｑ．ｃｏｍ
乌山铜钼矿每年对生产任务作出统筹安排，制定 生产计划、采剥施工计划、采矿设计和供配矿管理，更 多依靠人为经验进行统筹规划，未形成系统、直观及 先进的综合管理手段，很难保证生产计划、采剥施工 计划、采矿 设 计 和 供 配 矿 管 理 的 相 互 衔 接 及 完 全 畅 通、无 疏 漏。 此 外，在 执 行 手 段 上，由 于 采 坑 点 多 面 广、作业人员多，加上高寒气候持续时间较长，不能实 时监管到现场每个作业点的情况和安全状态；采矿穿 孔设计的时间主要集中在炮孔的布置及采矿损失率 和矿石贫 化 率 的 计 算；采 矿 设 计 布 孔 方 式，原 采 用 ＧＰＳ在现场放点，钻机找点穿孔方式。在采矿业务的 执行上更多依靠人员加强管理完成，工作效率低且极 易产生失误，不利于大规模外包采矿的损失贫化管理 和供配矿品位控制。