紀(jì)永剛 李紀(jì)玉 趙 杰 高紅利 曹學(xué)勇

(錫林郭勒盟山金阿爾哈達(dá)礦業(yè)有限公司)

阿爾哈達(dá)礦區(qū)三維數(shù)字化礦山模型構(gòu)建

紀(jì)永剛 李紀(jì)玉 趙 杰 高紅利 曹學(xué)勇

(錫林郭勒盟山金阿爾哈達(dá)礦業(yè)有限公司)

通過收集、統(tǒng)計(jì)及處理阿爾哈達(dá)礦區(qū)原始的礦體地質(zhì)資料，建立真實(shí)反映復(fù)雜地形的礦體模型。通過該建?？芍庇^地反映出礦井下的主要井巷工程三維空間，對于準(zhǔn)確把握礦體形態(tài)，避免采礦方案設(shè)計(jì)與作業(yè)決策的盲區(qū)，優(yōu)化回采方案，提高工作效率及精準(zhǔn)性，增加效益具有一定的作用。

數(shù)字礦山 三維建模 三維空間 礦體形態(tài)

構(gòu)建礦體的三維模型是資源評(píng)估和礦區(qū)災(zāi)害評(píng)判的重要技術(shù)手段[1-6]。礦體的三維建模過程實(shí)質(zhì)上是采用三維的方式直觀地展示出礦體的形態(tài)及產(chǎn)狀，能夠更好地展示區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造體。模型構(gòu)建完畢后，可對模型進(jìn)行任意剖分，以滿足各種工程設(shè)計(jì)要求，快速地生成所需要的圖形文件，具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。

1 礦區(qū)地表模型的建立

建模前需要嚴(yán)格地審查地表物體的總體布置，確保圖中等高線及其坐標(biāo)與實(shí)際位置重合。首先在CAD軟件中使用“PE”命令將相應(yīng)的短線合并，合并之后需要對交叉重復(fù)的線條進(jìn)行剪切；其次分別標(biāo)注各等高線的高程，所有標(biāo)注的高程必須與CAD圖中的高程保持一致；然后將CAD軟件中圖形存為地表的總體布置圖即“.dxf”文件，導(dǎo)入到Surpac6.0軟件中生成“.str”線文件見圖1，最后利用Surpac6.1軟件中的“DTM”工具建立礦區(qū)地表模型見圖2。

圖1 地表模型的線文件

圖2 礦區(qū)的地表模型

2 礦區(qū)礦體實(shí)體建模

2.1 礦體的連接方法和原則

建立礦區(qū)地表模型之后，便可以連接礦體。Surpac軟件模塊中提供了如剖面線、合并，相連段等方法。由于礦區(qū)建模區(qū)段的礦體形態(tài)極其復(fù)雜，礦山現(xiàn)有的勘探級(jí)別較高，因而根據(jù)礦區(qū)現(xiàn)有資料，采用各分層平面圖和各勘探線剖面圖結(jié)合的方法連接礦體。首先將礦體的各勘探線剖面線導(dǎo)入到三維空間，相鄰的勘探線之間按礦體的形態(tài)趨勢連接成三角網(wǎng)；然后把礦體的兩端加以封閉，便形成1個(gè)礦體的實(shí)體。

2.2 礦體實(shí)體建模

在各中段的平面圖中，采用多個(gè)段線描繪礦體的邊界，刪除多余的線調(diào)、圖形和標(biāo)注，將礦體的邊界多段線另存成“.dxf”文件，導(dǎo)入Surpac6.0軟件中生成“.str”文件。在Surpac6.1軟件中將各中段的線文件放入同一圖層里，運(yùn)用實(shí)體模型創(chuàng)建三角網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上將各中段的線文件相連接，便可生成內(nèi)蒙古阿爾哈達(dá)鉛鋅礦礦區(qū)礦體的三維模型，見圖3。

2.3 巷道實(shí)體建模

在實(shí)體模型中的使用“中線”和“剖面”命令，生成礦區(qū)+768m中段的巷道模型(見圖4)，再重復(fù)操作生成+808，+848，+888m中段的巷道實(shí)體模型。將各個(gè)中段的巷道實(shí)體模型放到同1個(gè)圖層里，便可得到巷道的整體實(shí)體模型。

圖4 +768～+888 m中段的巷道實(shí)體模型

為了準(zhǔn)確反應(yīng)出礦體和巷道、礦體和地表之間相對應(yīng)的空間關(guān)系，將巷道三維模型、地表三維模型、礦體三維模型匯總，便得到內(nèi)蒙古阿爾哈達(dá)鉛鋅礦的地表、礦體及工程巷道的復(fù)合三維模型見圖5。

圖5 地表、礦體及巷道模型

3 結(jié) 語

在對阿爾哈達(dá)礦區(qū)礦區(qū)地質(zhì)資料分析的基礎(chǔ)

上，構(gòu)建了礦區(qū)地下礦體三維模型，為下一步采場的穩(wěn)定性分析提供可靠數(shù)據(jù)，也為高效采礦法研究提供三維支撐，具有一定的實(shí)用性。

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2014-09-18)

紀(jì)永剛(1970—)，男，高級(jí)工程師，400044 重慶市沙坪壩區(qū)沙正街174號(hào)。