MineSight软件对矿山道路设计的影响范文

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1软件介绍

德兴铜矿的许多工程师目前仍在使用minesight作为主要采矿设计软件。MineSight3D设计软件是由美国敏泰克公司（Mintec,Inc.）开发研制，主要应用于矿山规划与建模，敏泰克公司于1970年成立，总部设在美国亚利桑那州图森市，敏泰克公司是全世界都非常著名的矿业软件公司。该公司的软件产品已经在世界各地都有发行销售和应用，能够为地质勘探与建模、采矿设计、道路设计提供了解决方案。“广泛应用于资源估算、矿山计划和采矿生产的各个阶段乃至矿山闭坑后复垦设计的整个矿山循环过程中。作为一套完整而且全面的软件系统，改进了从测量、地质、采矿设计到生产管理过程中的技术信息交流。MineSight软件系统功能十分丰富，具有良好的用户界面和强大的3D图形处理，系统与其他的软件（如Datamine、Surpac等）都有接口。在数据处理上，采用ODBC、Text、DXF等多种格式进行转换，兼容性极好”［5］。MineSight3D设计软件支持Windows9X/XP/Win7等主流操作系统，主要包括以下几个组成部分：MineSight3-D（MS3D）：主要用来建立矿山的各种三维模型，进行生产设计。MineSightCompass（MSCompass）：其中包含了众多的可执行程序，可以完成钻孔数据的导入导出、数据的统计分析、品位估值、计划编制、境界优化等工作。MineSightDataAnalyst（MSDA）：主要对数据进行各种统计分析，输出统计图表。其中MineSight3D（MS3D）部分主要功能包括：公路路线设计、三维数字地面模型应用、公路全三维建模（3DRoad）等适用于城市、矿山道路的几何设计。MineSight3D（MS3D）部分利用实时拖动技术，使用户直接在计算机上动态交互式完成公路路线的平（纵、横）设计、绘图。在道路设计方面，系统有独特的曲线设计方法、起终点智能化接线和灵活批量的连接部处理等功能。MineSight3D设计软件不仅支持基于测量的外业数据路径设计，还可以使用三维电子地形图，建立三维模型的纵向、横向和直接获取地面线准确的数据，然后进行平向、纵向和横向的系统设计，缩短设计周期时间。

2软件应用

基于软件本身能建立实体3D模型的可视化设计功能，在矿山道路设计中，避免设计师们因反复修改路线而节省了大量时间，大幅度地减少了设计师的工作量。中国恩菲有色工程设计研究总院（简称恩菲ENFI）在2003年做了德兴铜矿富家坞采区陡帮开采设计，排土场最低出口设计标高在230m台阶，而设计图纸没有明确该排土场出口位置，且采区实际地形地貌的230台阶并不适宜作为排土场出口。为解决德兴铜矿富家坞下部（230m台阶以下）采区的废石运输问题，降低剥离运输成本，德兴铜矿启用了170~265m运岩公路。该运岩公路运用MineSight软件设计。根据富家坞采区的原始地形，封闭圈标高为170m，并结合ENFI设计院的开采设计和科学合理的采矿方法，将运岩公路起始标高定在170m，考虑到公路平均坡度因素及合理运输距离，公路终端标高设计为265m。公路路基设计宽度为35m，路面最小净宽度设计为28m（双车道）。公路全长1500m，平均纵坡坡度设计为6.3%。“公路最小转弯半径设计为250m；当相邻路段坡度代数差大于2%时，需要设置圆形竖曲线，其最小半径设计为700m；设计平曲线超高横坡4%。为保障电动轮汽车的运行安全性，设计限制坡长350m，缓和坡段长为70m左右，缓坡坡度设计为3%”［6］。道路路基挖方设计∶边坡值1∶0.5，每10m高留3m安全平台。道路填方区域的边坡自然安息角设计为38°。道路平面图如图1。

2.1绘制公路的挖、填模型的横截面图因本段道路未做工勘，参数选取时参考了地质条件相似的铜厂新修的运岩道路参数，铜厂采区运岩道路2m碎落台，因实际岩性松软，部分边坡因风化、雨水作用，有垮塌迹象，故设计碎落平台宽度为3m，台阶高度10m。其挖、填参数设计如图2、图3。MineSight软件在画图过程中的操作、控制指令偏少，建议使用AutoCAD软件先绘制好挖、填剖面图，保存为DXF格式，通过MineSight软件的导入功能导入图型，比直接在MineSight软件中绘制图型效率要高。

2.2生成公路所需挖、填量“盒子”点击软件的命令栏，Tools-TemplateEditor，调出对齐工具，如图4所示，然后选择道路的一条边，然后点菜单surface-createsolid-attachtemplatealongpolyline...，点selectusertemplate，再分别点选挖、填模型横截面线，最后点“apply”，生成公路所需要的挖方量和填方量“盒子”，效果如图5、图6。3.3生成公路所需挖、填方量点击软件的命令栏，Surface-GeneratePartials，弹出来的界面选项点Betweensurfaces，在StartSurface的空栏里选择原始地形实休，EndSurface空栏里选择已经生成好的“盒子”实体，Apply，分别用两个“盒子”与原始地形相交，软件通过布尔运算，自动得出相交、后的实体形状及方量，如图7、图8。计算结果为道路总挖方：86.7万m3，折合230万t；总填方109万m3，折合196万t。表1是按分段线段找出公路中心线的坐标点，其中X、Y、H分别为道路的经度、纬度和高程。在得出公路中心线的坐标点后，最终由测量人员来检测整条公路是否施工符合设计要求。

3结束语

矿山设计三维实体模型是“数字矿山”的基础和核心，三维可视化设计对矿山生产具有非常巨大的意义。随着计算机技术的发展，三维可视化设计软件在矿山设计中再显身手。但是MineSight软件的主要应用在矿山最终境界优化及勘探、地质建模、采矿计划、采矿设计、储量和品位估算方面，对于道路设计的功能，在精确制图及图型细节修改操作上，给出的控制指令相对太少，功能较弱，感觉不尽人意，在软件操作上及快捷键设置等方面，软件有自己独立的方案，与一些大众软件的操作有较大差异，对不熟练MineSight软件操作的普通设计人员，用起来不易上手。总的来说，运用MineSight3D可视化设计软件，基本上能对矿山大部分的常用道路设计给出解决方案。德兴铜矿铜厂采区的南山运岩公路、富家坞马形山下方的运矿公路均采用了MineSight3D软件可视化设计。在三维实体模型的基础上，通过剖切生成的指定位置的道路截面图，很容易把道路的工程特征显示出来，可以让施工人员清楚地了解道路的各个细节，节省施工费用和提高道路施工质量。

作者：李小军 单位：江西铜业集团公司 德兴铜矿