在各类露天矿山中，水泥灰岩矿山具有独特的重要性。其石灰石矿石质量稳定性直接决定着水泥生产质量。水泥灰岩矿床的石灰岩矿石品位通常分布不均，既有品位高可直接作为水泥原料的高品位矿，也分布着品位低需要与高品位矿石搭配使用才能满足水泥厂入选要求的低品位矿；矿床顶、底板常见低CaO、高MgO的含云质灰岩、白云岩和白云质灰岩等，均不适合做水泥原料。但同时国家的相关产业政策对矿石资源综合利用提出了明确要求：资源要实现分级利用、优质利用、综合利用；低品位石灰石（夹层岩石）可以与高品位石灰石合理搭配，混合出矿后最终符合水泥原料要求，实现矿产资源综合利用。

        传统的水泥灰岩矿山生产调度方式一般为：根据少量的炮孔岩粉、爆后岩块的化验数据确定现场爆堆的品位数据，现场调度人员依据经验及粗略的搭配计算，安排第二天的生产任务即指定几个出矿爆堆、爆堆与挖机及矿车匹配关系。运输矿石经过破碎后进入预均化堆场作为水泥原料进行暂存，经过再次取样化验确认其品位，如果品位不达标，则需要调整进入破碎站的高低品位原矿配比以满足指标要求，人工取样化验反馈品位信息往往需要1个小时以上时间。可见这一过程存在管理不够精细、反馈不够及时等问题，影响水泥厂的生产效率。

        因此，针对水泥灰岩矿山面临的资源综合利用和品位控制挑战，系统性优化矿山资源建模、生产计划、配矿方案、生产调度及质量反馈等方面显得尤为重要，这是实现保供稳产的关键。

        天河道云，作为矿山智能化建设的整体解决方案提供商，专注于为矿山企业提供包括精准地质建模以及质量智能控制系统等在内的全方位技术服务支持。

  矿 山 资 源 建 模  

        三维数字化矿床模型是构建绿色矿山、智能矿山模型底座的重要组成部分，是矿床的数字化表征，是进行矿产资源储量估算、矿山采矿设计、开采计划编制、矿石损失贫化控制、采矿过程虚拟仿真的基础。应用三维地质建模软件建立矿床三维模型有助于实现矿山生产的动态管理和资源充分利用，提高企业经济效益。需要建立的模型包括：地质数据库、矿体模型、地质属性模型、矿区地形模型、矿区开采终了模型、生产计划模型等。

一、地质数据库

在勘探和生产炮孔资料基础上，进行系统分析、核验和整理工作，将钻孔、探槽、化验信息及岩性编录信息等以统一的数据表格形式进行整理汇总，整理出开孔坐标（Collar）、测斜数据（Survey）、化验数据（Assay）和岩性编录（Lithology）4张数据表，作为地质数据库的数据源。各数据表结构见下表。通过建模软件的三维展示功能，显示工程的孔口、工程长度和岩性分层标注，按照化验品位高低对工程轨迹进行着色和文字标注等，并支持对单工程进行修改操作。

二、矿体模型

        矿体模型是矿床三维模型中最关键、最重要的部分，不仅能充分反映矿体在三维空间的形态特征、产状特征、矿体与矿体之间的空间关系，还可为后续属性模型的建立、元素品位估值和资源量估算等提供空间约束条件。矿体建模从单工程开始，按照单工程——勘探线剖面——三维实体顺序建立模型，即借助地质建模软件的实体建模功能，将相邻剖面内编号对应的矿体轮廓线依次用三角面连接起来，形成由一系列三角面围成的复杂曲面，即实体模型。然后对实体模型进行拓扑检验包括开放边、自相交、无效边等，且矿体之间独立无交叉。完成验证的实体模型分别编号、着色，保存。最终得到的实体模型不仅能够描述矿体的三维空间轮廓，还可以统计矿体表面积、体积，以及沿任意方向切取剖面、平面等。

三、地质属性模型

        地质属性模型即块体模型，资源储量估算中的重要概念，其原理是利用规则的块体填充不规则实体模型，通过边部块体次级分块技术实现矿体范围的精确拟合，并使用旋转块体技术更加精确的拟合矿体产状。块体模型同时也是一个数据库，每个块体的质心点可以存储各类属性（如质心坐标、X、Y、Z 三个方向的尺寸、矿岩类型、体重、品位、资源类别等），其中块体品位属性是根据已知取样品位空间分布特征，距离幂次反比法、克里格法等进行品位估算的结果，相对于传统资源量估算方法的块段品位加权平均处理方式，更能体现出矿石品位的空间各向异性。在确定单元块段尺寸时主要考虑的因素包括开采方式、采矿方法、采矿单元尺寸、勘查工程间距以及变异函数特征等。对完成品位估值的块体模型以品位进行着色显示，可以非常清楚的了解采区内矿石质量分布特征，高、低品位矿石的分布一目了然。

四、矿区地形模型

        矿区地形模型采用倾斜摄影建模技术来建立。倾斜摄影可同时获得同一位置多个不同角度的、具有高分辨率的影像，采集丰富的地物侧面纹理及位置信息，基于详尽的航测数据，批量建立高质量、高精度的三维GIS模型。相对常规点测量方式（RTK等）具有效率高、成果精细度高、非接触、安全性高等显著优势。作业流程包括外业航测数据采集、内业数据处理和成果数据格式转换等步骤。

五、地质属性模型

        露天矿开采境界优化，一般基于 Lerchs-Grossman和Push-Relable等算法，综合考虑开采、加工和销售成本，折现率，产品价格，不同边界品位，采矿回收率，选矿回收率，边坡角度等因素，来确定可采块体和最优的矿坑设计，创建不同优化方案，为经济分析、方案优化和方案分析提供不同的选项，按矿坑顺序开采、台阶顺序开采或矿坑与台阶协调开采生成优化后的矿坑模型，以用于矿山生产计划。

六、生产计划模型及配矿

        矿山生产调度人员使用地质建模软件编制开采计划，遵循“采剥并举，剥离先行”的基本原则，以采矿权范围、采区地表现状模型、开采终了模型为空间约束边界，在资源品位模型（即含有品位信息的块体模型）上直接进行剥离与采矿预演，软件同时自动生成图形与数值（计划和剩余矿量、岩量、品位信息）结果。根据采掘位置、配矿指标要求等可实现双向互动，灵活调整计划中的矿岩总量和台阶数量。完成计划编制后，可将圈定的爆破区域坐标传输给钻机到指定地点钻孔。通过搭配使本不能满足生产的矿、岩达到可被生产利用的质量要求，实现矿山资源利用最大化。

  生 产 调 度 与 质 量 反 馈  

        当前，越来越多水泥矿企已逐渐认识到，传统人工调度、人工验证矿石质量的方法，因无法精准、实时、系统掌握挖运设备位置、状态、均化料品位等信息，导致管理人员难以及时发现和处理生产过程中出现的问题，管理存在盲目性、滞后性，影响矿山生产效率和经济效益。为进一步降本增效，许多水泥矿企将调度管理系统以及与之配套的矿石质量在线监测系统作为矿山数字化、智能化建设的重要内容。

        智能调度管理以数字化的方式实现对矿山生产各环节的指挥调度、各类生产数据的可视化管理。系统以年、季、月、周计划作为生产调度的先决条件，实时采集或人工维护设备位置、运行状态及工作能力，以产量最大化、成本最低化为根本目标，动态形成合理的生产调度指令，下发到司机手机端，指导司机生产作业。系统通过多维GIS实时再现作业场景，统计生产各类数据并分析，输出生产经营所需报表；通过采集矿石质量在线监测系统的品位信息，验证配矿数据质量（品位值、合格率等），不符合要求时，及时调整高低品位爆区的派车比例，以保证综合品位值达到规定要求，确保入厂石灰石的质量稳定。

  结 语  

        通过天河道云地质建模技术服务，可指导建立精细的生产计划及配矿模型，为水泥矿山现场生产调度提供更加科学的依据，结合智能矿山露天卡调系统、矿石质量监测系统的智能联动，可以有效减少矿山废石排弃量、节约排废费用、降低生产成本、延长矿山服务年限，实现矿产资源利用最大化，经济效益显著！

        天河道云，作为智能矿山建设领域的佼佼者，将持续深化技术创新，不断升级优化我们的整体解决方案，致力于为全球矿山企业提供更加智能、高效、可持续的智能矿山解决方案。我们坚信，通过我们的不懈努力，将有效推动矿山行业向更加绿色、智能、高效的未来迈进，共创矿业发展的辉煌新篇章。