露天矿山验收测量的精度分析与研究.pdf

2 0 0 1年 7月 第 3 O卷第 4期 有色矿山 No n e r r ou s M i ne s J u I． 2 0 0 1 3 0 N 4 露 天 矿 山验 收 测量 的精度 分 析 与研 究 路 世 鹏 金 堆城 铝 业 公 司，陕 西 华县 7 1 4 1 0 2 [ 关键 词 】验 收 测 量 ；精 度 ；误差 【 摘要 ]通 过 对金 堆 城 铝 业公 司 露 天矿 山验 收 测 茸误 差 的 全 面 分析 ． 评 定 了矿 岩量 的 测 量精 度 ． 提 出 了提 高 精 度 的 几点 建议 ． 对 国 内外 同类 矿 山的 测量 管 理 有参 考 价 值 。 【 中囝 分 粪 号 1 T D1 7 2 ． 1【 文献 标识 码 ]A【 文 章编 号 ]1 0 0 2 8 9 5 1 2 0 0 1 0 4 0 { 1 2 1 0 5 Pr e c i s i o n s t ud y a nd a na l y s i s of m e a s ur e m e n t a nd ， a c c e p t a nc e a t o pe n pi t m i ne LU Shi p e ng J i n du i c h e n g Mo l y b d e n u m I n du s t r y Co r l x * r a t i o n，Hu a xi a n 7 1 4 1 0 2，Ch i n a Ke y wor dsm e a s u r e m e nt a nd a c c ep t a nc e； p r e c i s i o n；er ro r Ab s t r ac t Thr ou gh ov e r a l l a na l y s i s o f e r r or of me a s ur e m e nt a n d a c c e pt a nc e a t o pe n p i t m i n e 0 { J i n d u i c h e n g M o l y b d e n u m I n d u s t r y C or p o r a t i o n ，t h e p r e c i s i o n o f me asu r e m e n t o f mi n e r o c k we r e ass e s s e d , s u g g e s t i o n s f o r r a i s i n g t he pr e c i s i o n o f m e a s u r e me n t we r e p u t f o r wa r d， wh i c h i s r e f e r e n c e t o s i mi l a r mi ne a t t h e h o me a n d a b r o a d 在市 场经 济 条件 下 ， 精确 测 量计 算 每 个 电铲 、 每个 平盘及整 个采 场的采 矿剥离 量， 除 掌握 生产 任务 的 完成 情 况 外， 更 重 要 的是 关 系到生 产成本 的有效控 制。 因此， 分析 、 研究 并提 高 矿 岩 量 验 收 测 量 的精 度 显 得 尤 为重 要 。 1 采场控制 1 ． 1 工 作控制 与基 本控制 的关 系 露天 矿 采场 控制测 量分 为基本 控制和工 作控制两 类 。基 本 控制 是 工 作 控制 的 依据 ， 工作控制 是 在 基本 控制 的 基础 上加 密 的 ， 是 露天 采场验 收 测量 、 爆 孔测 量及 一切 测 量 工 作的基 础 。工作控制 点主要 是根据 采剥 工程 的要 求 ， 按照 一定的精度 和密度 ， 均 匀布 置在 【 收 稿 日期 ]2 0 0 0 1 0 2 0 【 修 订 日期 ]2 0 0 0 1 2 2 5 【 作 者简 介 】路 世 鹏 1 9 5 7一 ． 男 ， 陕 西 省 大 荔 县 人 ． 测 量工 程 师 ， 从 事 矿 山测 量工 作 。 工作 平台上 。 1 ． 2 工 作控制 点的施 剽及精 度分析 1 ， 2 ． 1外 业 施 测 采用极 坐标散 点法 单向观测 布设工 作控 制点 ， 具 体做 法 是 用 0 1 0 B经 纬 仪 ， 观 测 水 平 角 一 测 回， 两 半 测 回 角 值 较 差 的 限 差 为 l O 。垂 直 角 单 向观 测 、 一测 回 指 标 差 在 1 0 以 内， 仪 器 高 、 觇 牌高 用钢 卷 尺 量 取 至毫 米 边 长 采 用 RE D2 L测距 仪 单 向 观 测 ， 并 进 行加乘 常数 、 气象 、 倾斜 改正后 即得 水平距 离。 1 ． 2． 2 工 作控 制 点的点位 精度 点位坐标 计算公 式 x xAS‘ c o s 口 舢 口 水 ⋯ S s i n a A B。水J 式中 xA 、 Y A 、 a ∞是 已知数据 ， 精度较高， 误 差忽略 不计 ； S、 a 为 观测 值 ， 均 带 有 误 差。 根据 误差理 论， 求得 点 位 中误 差 m m 十S m 2 ． , ／ e 2 维普资讯 有色矿山 2 0 0 1正 式 中 工作控 制 点点位 中误 差 ， m； 电磁 渡测距 中误差 ， m； s 测站 点到镜站 的距离 ， m； ” 。 水 平 角测 角 中误 差 ， 根 据 实测 资料统 计得 出， t 二2 ． 5 ； 口 2062 65 由 2 式 计 算分 析可 知， 当 s0 ． 4 3 k in 时 ， 距 离越 长 ， 测 角误 差 对点 位 的 影 响越 大 ． 当 距 离 为1 ． 1 k m 时，点 位 误 差 不 大 于 0． 01 5m 。 1 ． 2． 3工 作控制 电的高 程精度 j 二 作 控制 点的 高程采用 电磁波 测距三 角 高 程单 向观 测 ， 公式 为 H H11L s i n a肾 1 K ／ 2R - ， o a a iu 3 式 中 H 工作控 制点 的高程 ， m； H 测站 点的高 程 精 度较高 ， 误 差 忽 略 不计 ； L 测 站 到镜站 的斜距 ． m； 。 垂直 角观 测值 ； K 矿坑平 均大 气折光 系数 ； i 、 仪 器高 、 觇牌 高 m。 对 3 式 微分 ， 并求 得高 程 中误 差 m 2 H 控 n 2 。 璺 ” 2J S 2 m 竖 ／ s ／ 4 R Ⅲ 2l， ， J 4 式 中 H 工 作控 制 点的高程 中误差 ； ” z 一一电磁波测距 中误差 ； 。竖～ 一 垂 直 角 观 测 中 误 差 ，2 ． 由实际 资料得 出 ； ， 一 一矿 坑 大 气 折 光 系数 代 表 性 误 差 ， 0 ． 2 由有 限的数据 算 出 ； 仪 器 、 觇牌 量 高 误 差 ， 为 2 mm， 用 m 表 示 尺 地 球 平 均曲 率 半 径 ， 为 6 37 0426 m 。 根据 采场 情 况 ， 由 4 式计 算 出最 不 利 竖1 0 。 、 S1 ． 1 k m 时 ， mH 控 0． 0 2 3 m。 1 ． 3 碎 部点的 施测及 精度分析 1 ． 3 ． 1外业 施 测 金 堆城露 天采场 验收测 量采用 经纬 仪视 距 测记法 。不 论矿 坑 的 轮 廓形 状 ． 开 采 多深 都可使用 这 种方 法 ； 外业 工作 的 时 间短是 这 个方法的 主要优 点 。 1 ． 3 ． 2测定 碎部 点的视距 误差 经纬 仪视距 测量 ， 由于受仪 器性 能 、 外 界 自然条件 、 视距 长度 、 倾 角大 小等 各种 因素的 影响 ， 精度 变 化 较 大。原 冶 金 部 根 据各 勘 测 单 位 所 提 供 的 作 业 视 距 精 度 资 料 ， 提 出 了 l 0 0～3 5 0 m 不 同距 离段 视 距 精 度 的 经 驻 公 式 ， 比较全 面地 反映 了视 距 的 测 量 精 度。 金 堆城露 天 采场 平 台设 计 高度 为 1 2 m， 当视 距 为 1 5 0 m 时 ， 倾角最 大为 5 。 ， 根据 视距经 验 公 式 Ⅲ 0 ． 52 ． 1 5 t g e ， 可得 最 大视 距 误 差 0． 688m 。 1 ． 3 ． 3 测 定碎部 点昀方 向误 差 经 纬 仪 视 距 方 向误 差 m 来 源 于 经 纬 仪的对 中误差 、 定 向误 差 、 照 准 误 差 、 测 角 误 差 。当视距为 1 5 0 m时 ， 0 ． 0 3 5 m。 1 ． 3 ． 4视 距高差 精度分 析 测定碎部 点 的高 程 时， 高 差计 算 公式 为 h1 ／2 L s i n 2Ⅱi一 5 对上式 微分 ， 求得 高差 中误 差 Ⅲi 1 ／ 4 s i n 。 2 Ⅱ L c o s 2 2 ／ P m 6 式中 高差 中误差 ； m 视距 中误 差 ， 最大 视距 为 1 5 0 m 时， 取 0． 5 m； 垂 直角观 测 中误差 ， 取 3 0 ； 垂直 角观 测值 ； L 经纬仪 至标尺 的斜距 ， r 13 ； m． 量仪器高误 差 ， 取 2 ram； 中丝读 数误差 ， 亦取 2 mm。 根 据1 ／ 1 0 0 0 比例 尺 测 图 的 最 大 视 距 1 5 0 m． 视 距 误 差 0 ． 5 m 代 入 6 式， 得 出 倾角 为 1 。 和 3 时，m分 别 为 0 ． 0 2 3 m 和 维普资讯 第 4 路世 鹏 露 天 矿 【 l l 验 收测 量 的精 度 分析 与 研 究 0． 03 4 m 。 近 三 年 来， 共 ．删 碎 部 点 1 6 2 6个 。 倾 角 a ≤1 。 的 占总数 的 4 0 ， 6 ％； 1 a ≤ 3 的 占 数的 1 0 ． 4 ％ ； 3 a ≤ 6 。 的 占总 数 的 1 6 ． 2％； 6 。 1 0 。 的 占 总数 的 2 4． 4 ％ ； 1 0 。 n≤ 1 5 。 的占 总数 的 7． 6 ％ ； 1 5 。 3 的 占 总 数 的 4 9 ％。 统 计分 析 与 采场情 况 已经说 明， 测量 坡 底 线 的倾 角小 r 3 ， 测 量坡顶 线的 倾 角大于 3 。 ． 二者 几 乎各 占 一 半 露天 采场 的爆 破 、 修 路， 使平盘 顶高程发 生 了变化 ， 月 末验 收时 ， 测得的 坡顶线 高程 不 能参与 矿 岩 量计 算 。在 采剥 工 程 平 面 图 上． 将上 一个 平盘 的坡 底线高 程透 到下一 个平盘 的 同样 位置 ， 作 为下 一 个平 盘 的 坡顶 线高 程 参与 矿岩量 计算 。这样处理 的结果解决 了两 个主要 问题 ① 提高 了视 距 高差 的精 度 算 碎部点 的高程 所用 的倾角几 乎全部 控制 在 3 。 以 内， 且 8 0 ％的倾 角在 1 。 以内， 减小 r视 距误差 对 高差产 生的影 响。③ 可提高 测图 质 量 。立 尺 员不 必考 虑平 盘 顶 高 程 的变 化． 只 颐及水 平位 置的变 化点 ， 测 出的图形 更逼真 1 ． 4 工作 控制 点及碎 部点的 展点误差 1 4 ． 1 工 作控 制点的 展点误 差 根据 坐 标格 网将工 作控 制点展 绘在 聚酯 薄 膜图上 。 用方 眼尺绘 制坐 标 格网的位置 误 差为 0 ． 1 mm， 用 坐 标展 点仪 展 点 的 误 差 为 0． 1 5 ram。 因此 ， 由工 作控 制 点 的 测 量 误 差 ， 坐 标格 网 的绘 制 误差 和展 点 误 差 所 引起 的 工 作 控 制 点 的 综 合 误 差 为 m , ／ o． 0 1 5 0． 1 0． 1 5 0． 1 8 1 m 1 ． 4 ． 2碎部 点 的展点误差 1 比例尺 误 差 。将 1 5 0 m 的 长 度 展绘 在 比例尺 为 1 ／ 1 0 0 0的 图上 为 1 5 e ra， 误 差约 为 0． 1 mm。 2 碎部点 的刺 点误差 。经 纬 仪测 围 中 的刺 点误 差 ， 除 了受分 划尺 的分划误 差 、 读数 凑整误 差。、 根据距离 刺点 的误 差影 响外 ， 还 由 分度 规针 孔 偏 心 的 影 响 、 分 度 规估 读 误 差 的影 响， 其刺点 误 差约为 o ． 2 ram。 故 碎 部 点 的 展 点 误 差 为 n √ 0 ． 1 0 ． 2 0 ． 2 2 4 m。 2面 积误 差 2 ． 1碎部 点平 面位置 的误差 碎 部测 量是 在工 作 控 制 点 上 进 行 的， 碎 部点的 展 绘 又受 工 作 控 制 点 展 点 误 差 的 影 响 各 项误差 具 有 内在 的联 系， 为 r分析 问题 的方 便 ， 将各 项误 差按 独立误 差处理 m碎√ 毛 m √ 0 ． 1 8 1 0． 6 8 8 2 0 ．0 3 s 2 0． 2 2 4 0． 7 4 7m。 2． 2面 积误差 本月坡 顶线和 上月坡 顶 线围成 的闭合 曲 线为 本月 电铲 采 出矿 体的 上平盘 面积 ， 用 s 表示 ； 本 月坡 底 线和 上 月坡 底 线 围成 的 闭合 曲线 为本 月 电铲 采 出矿 体 的 下平 盘 面 积 ， 用 S 表示 。闭合 曲线是 根 据 实 地情 况把 相 邻 碎部点 圆滑连 接 而 成 ， 是 不 规 则 的 狭 长 的 几 何图形 ； 面 积 的大 小用 求积仪 在 图上 量测 ； 面 积 的精 度与碎 部点的 点位 精度和 求积仪 测量 面积 的精 度有 关 。 2 2 ． 1 碎 部点误 差对 面积精 度的影 响 同一 测站测 得 的 碎部 点 ， 其误 差 既 有 系 统性 ， 也有偶 然性 。每 一 点 的误 差 都 对 面 积 的精 度有一 定 的 影 响 ， 面 积与 碎 部 点 之 间 很 难 找 出确定 的 函数关 系。为 了保 证合理 的采 剥 比， 平 盘面积 都 伸展得狭 长 ， 是很不 好 的几 何 图形 。为了准 确地分析 碎部 误 差 对面 积 的影 响， 把狭 长 的 闭合 曲线看 作 接 近 实 际 等 面 积的 椭圆 。其公 式 为 s自 j 。 a‘ b 7 对 7 式 微分 ， 并求 其 中误差 ”t 2 mi b” 8 将 m Ⅲ6 ” 2 代 入 8 式 ， 得 维普资讯 2 4 有色矿山 2 0 0 I拒 卅 闭 ’ 碎 √ Ⅱ b ／ 2 9 式 中 m 由碎 部 点 误 差 引 起 的 面积 中 误 差 ， m2 椭 圆长半轴 ， m； b 椭 圆短半轴 ， m。 为 了储备 足够 的两级 矿量和 必要 的工 作 线长 度， 保证 月 采剥 总量在 1 7 0万 t 左 右， 正 常生 产需 开采 6个平 盘 。每个平 盘分两 个 电 铲 作业 区， 每个 作业 区面 积 平 均 为 4 3 7 3 m 。 取椭 圆长半轴 n6 9 ． 6 m， 短半轴 b2 0 m。 将 d、 b 、 m 之值 代入 9 式 ， 得 m 1 2 0． 2 m 。 2． 2 ． 2 求 积仪 测量面 积的误差 用求积仪 在聚 酯薄膜 图纸上 测量 闭合 曲 线 围成的 图形面 积 将极 点置于 图形外 不 同 位置两次 ， 两 次 测 定 值 的差 数 不 超过 每次 测 定值 的千分 之五 ， 符 合要 求 时 取 其平 均 值 为 测定结果 。经 验 证， 每 块 作 业 面 积 的 测定 误 差 m 不 超 过 1 1 m2 。根 据 误 差理 论 得 出 每块 作业 面 积的总 误差为 面√ 闭 求 1 2 0 ． 7 r 。 3 碎部 点的高程 中误差 基本控 制点 的高 程 精 度 较高 ， 误 差 略 去 不计 。工 作控 制 点 的高 程 采 用单 向观 测 ， 影 响 因 素 较 多 ． 通 常 把 距 离控 制 在 1 ． 1 k m 之 内， 其 误 差 为 0 ． 0 2 3 m。视 距 高 差 按 倾 角 3 。 、 视距 1 5 0 m 计 算， 其误 差为 0 ． 0 3 4 m。根 据误 差传播 定律 ， 碎部 点的高程 中误差 为 _ 卅H 碎√ ； 0 ． 0 4 1 m； 实测 平 台高 度中误 差 州 台 √2卅H 碎 0． 0 5 8 mc 4 面 积误差与 高程误差对矿岩 量的综 合 影 响 4 ． 1 每 个电铲 作业 区的矿岩量 误差 矿 岩量 计算 公式 01 ／ 3 ‘ f ’ h 台l s 上s 下√s 上 s 下I 1 0 式 中 0 作业 区月 采装的 矿 岩 量 ， t ； 自 平 台设计高 度 为 1 2 m； c 矿 岩 比重 ， 2． 7 t ／ m3 。 根 据 实测 资 料 统 计 知， 每 个 月 每 台 电铲 采 出 矿块 的 上 下 面积 相 差 在 2 O％ 以内 占总 数 的 8 O ％。为分 析方 便， 认为 s 与 s F近 似相 等 为 s 面， 卅5 上卅5 下 5 面。 对 1 0 式微分 ， 求 其 中误差并 整理 m b1 ／ 2 c 2 m s m ；台 1 1 将 数据 代入 1 1 式 ， 得 m 2 8 5 0 ． 4 t 。 4 ． 2 每 月采出 矿岩量 的总误 差 根 据误差 传 播定 律 ， 每 月 采 出 矿岩 量 的 总 误 差 为 卅。总 √1 2卅Q 9 8 7 4． I t ； 其相对误 差为 。 总／ 0总0． 5 8 1 ％。 5 结论 1 测距 三角高 程单 向观测 布设工 作控 制点， 倾 角 的测 定 误 差和 大 气折 光 系数 的 代 表 陛误差 对高 程 的 影 响起 主 要 作 用， 其 误差 可控制 在一定 的范 围 内。 2 视距 测量误差 主要 取 决 于视距 的长 度及倾 角的大 小 ； 参 与视 距 高差 计 算 的 倾 角 全部 可 以控 制 在 3 。 以 内 ， 且 8 O％的 倾 角 在 1 。 之 内． 因此 ． 视距 长度及 标 尺 的读数 误差 成 为影 响视距 高程精度 的 主要 误差 来源 。 3 工 作控 制 点的展绘 误 差 与其测 量误 差 的 比为 1 2 1 ， 施 测距 离 在 1 ． 1 k m 以 内时 ， 工作控 制 点的测量误 差对 矿岩量精 度的 影响 可 忽略 不计 。 4 控、 卅视、 向、 屉 的 比倒 关 系 为 5 ． 2 1 9 ． 7 1 6 ． 4 ， l测 定 碎 部 点 的方 向误 差 极 小， 工作控制 点 、 碎部点 的展绘误 差 及 视距测 量 误 差对 平 面 位置 的 影 响 起 主要 作 用 ， 其 中视 距测量 的误 差起决定 作用 。 维普资讯 第 4期 路 世 嚼 露 天矿 l j I 验 收 测 量 的精 度分 析 与研 究 2 5 河台 氰化提纯技术获突破性成 果 河 台金矿地 处 广 东 省 高 要 市 河 台镇 该 矿 铜 含 量 比较 高 ， 原 矿 中铜 含 量 达 到 0 ． 2％到 0． 3 ％， 并有 1 0 ％左 右的石英包 裹金 ， 金 精矿 中铜 含量高 达 3 ％到 5 ％， 成为提 高选 冶技 术经 济 指标 的 制约 因素 。如果 采 用常 规 的氰 化浸 出方法 ， 不但 金 的浸 出率 很 低 ， 氰 化钠 消耗成 倍增 加， 很 不经 济， 而且铜 等有价 金属 又难 以有 效 回收 ， 环保 问题也 不好解决 。 面 对特殊 矿石带 来的技 术难题 ， 该 矿领导 和技术 人员毫不 气馁， 他 们发 扬攻关 不怕 难 的精 神 ， 虚 心学 习 山东莱 州冶炼厂等 兄弟单 位 的相关 经验 ， 经过 几年探索 ， 终 于研制 出一种药剂 ， 在 氰 化工 序添 加这种药 剂后 ， 可 以有效地 抑制铜 参与氰 化反 应， 使处理 每 吨金精 矿消耗 的氰化钠 降到 4 k g到 5 ， 金 的浸 出率 达 到 9 8 ％； 从 浮选开始 ， 金 的总 回收率 达 到 8 9 ％ ～9 0％。同时 解 决 了氰化 渣提铜 ， 贫 液萃 取提 铜并 循环 使 用 问题 。每 年选 出 的铜精 矿 含铜 金属 5 0 0 t左右 ， 还 含有 1 0余千克 金， 1 0 0余 千克银 ， 并 实现 了含氰废 水的零排 放 这 项技术 的研究 成 功， 使 高铜 金精矿 直接氰 化提 金 问题 得到 比较 系统 的解决 ， 而且 工艺技术 简便 、 适用 、 高 效， 经济效 益好 。 该 矿 的金 泥处理 、 成品金精炼 提纯 工艺 技术， 经 历 了一波 三折 四个 回合的 改造提 高， 最后 与华南 理工大 学科技 人 员合作 ， 研究 成功 目前 采 用 的萃 取 法提 纯 技术 。用 这 项技 术 生 产 的高 纯度 金粉 ， 品位达 到 四个 9和 一个 7 ， 即含金量 达到 9 9． 9 9 7 ％ ； 如果严 格控制 生产工 艺 流程， 纯 度可达 到 五个 9 。 目前 ， 河 台金矿 已经形成 了年 产 l O t 高纯 度 金 的精炼 能 力， 除提 纯 本 企业生 产的黄金 外， 还可 以对外提供 加工服 务。 经过不懈 的努力 探 索 ， 该 矿 高纯 度 金粉 铸锭 技 术 也得 到 圆 满解 决 。他 们 浇 铸 的重 量为 l k g的金锭 ， 6个 面都很光 滑 ， 没有裂 纹 ， 不需 要再特 别处理便 可以直接 销售 。 由于 生产工艺技 术水 平不断提 高 ， 该 矿生产 的成品 金 质量 已经 明显超 过 饰 品行业 的需 求 标准 ． 还 可 以满足高新 技 术对 黄金的 需要 ， 产 品销 售顺 畅， 并 为垒的深 加工 奠定 了 良好 的基础 。 摘 自 中 国黄金 报 维普资讯