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        三維礦業(yè)軟件在礦山地質(zhì)數(shù)字化中的應(yīng)用

        2019-10-21 18:45:11潘大偉于克臣袁中凡
        名城繪 2019年6期
        關(guān)鍵詞:礦山地質(zhì)數(shù)字化應(yīng)用

        潘大偉 于克臣 袁中凡

        摘要:隨著科技水平的不斷提高,伴隨著以前之前圖紙化辦公管理的礦山企業(yè) 發(fā)生了巨大變革,信息化、三維可視化已成為現(xiàn)代礦山企業(yè)的一個極其重要的標志,建設(shè)數(shù)字礦山成為每一個優(yōu)秀礦山的必經(jīng)之路。而要建成現(xiàn)代化礦山,礦山數(shù)字化就是必要條件。因此,這些通用的三維礦業(yè)軟件在未來發(fā)展應(yīng)用的潛力巨大。本文以公司所做一礦山的案例說明三維礦業(yè)軟件在礦山數(shù)字化的應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:三維礦業(yè)軟件;礦山地質(zhì);數(shù)字化;應(yīng)用

        該礦山礦產(chǎn)資源模型及用于估算礦產(chǎn)資源的數(shù)據(jù)庫由礦山技術(shù)人員進行建立,是足夠可靠的,能夠?qū)鸬V化的邊界進行可靠的解釋,并且測定數(shù)據(jù)足夠可靠以支持礦物資源估計。為了適應(yīng)需要,使用三維礦業(yè)軟件構(gòu)建地質(zhì)和礦化線框,制定地質(zhì)統(tǒng)計分析的測定數(shù)據(jù),構(gòu)建塊模型,估計礦物等級,并列出礦物資源,并進行地質(zhì)統(tǒng)計分析和變異。

        1、資源估算程序

        ?數(shù)據(jù)庫匯總;數(shù)據(jù)驗證;勘查數(shù)據(jù)分析;基于cut off的礦化解譯;建立剖面及實體;統(tǒng)計分析;實驗半變異函數(shù)建模;搜索橢球體參數(shù)的確定;礦塊建模及品位插值;資源量分類;資源量報告。

        2、數(shù)據(jù)的準備、管理與分析

        礦體解譯過程執(zhí)行工業(yè)指標制定的原則來解譯礦體邊界線;

        然后在剖面基礎(chǔ)上解譯礦化帶,通過被解譯的剖面建立線框,創(chuàng)建礦化帶的地質(zhì)模型。

        礦塊模型規(guī)定好母塊及子塊。品位通過中值指示克里格和距離冪次反比加權(quán)方法分別插入每個礦塊,用的僅是每個線框里的品位組合。然后離散化細分的品位在克里格過程中被平均,以產(chǎn)生塊品位。

        按照標準資源分類的可信度水平,資源量分類目的是基于測量內(nèi)在可變性能反映塊體模型不同區(qū)的可信度,這種可信度水平由數(shù)據(jù)及礦化的預(yù)期連續(xù)性來支撐。塊體被分類為探明的、控制的和推斷的。

        2.1建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫

        提供用于數(shù)據(jù)庫生成的原始數(shù)據(jù)格式是Excel文件。以下表是鉆孔數(shù)據(jù)資料。其它數(shù)據(jù)包括了工程地質(zhì)數(shù)據(jù)、礦化數(shù)據(jù)及蝕變數(shù)據(jù)。

        建立數(shù)據(jù)庫后,就可以生成礦區(qū)鉆孔平面圖。

        2.2勘查數(shù)據(jù)分析

        進行經(jīng)典統(tǒng)計分析,以達到下列目的:確定品位總體的分布情況;確定使用哪種類型的品位插值過程;獲得品位的統(tǒng)計參數(shù);確定品位的分布參數(shù)。

        2.3 解譯

        解譯礦化時使用了下列技術(shù):將剖面和平面圖顯示進行分析和解譯;所有的解譯線串與鉆孔上的樣品間隔相吻合;在一個鉆孔中有礦化,但在相鄰鉆孔中無礦化時,即進行有限外推,剖面末端的鉆孔存在礦化時,礦化沿傾向外推,即進行無限外推。當(dāng)在剖面間或工程終端線串解譯時,保持礦體的傾角和傾向與相鄰剖面間產(chǎn)狀相一致。

        2.4 實體建模

        采用三角網(wǎng)來描述實體的輪廓或表面而構(gòu)成的完整實體的面。本質(zhì)就是由一系列三角面集合構(gòu)成的實體表面或輪廓。實體模型的作用不僅在于描述礦體的外部輪廓,還可以實現(xiàn)以下的功能:可視化三維顯示;表面積和體積計算;任意方向切取剖面;對于部分夾石多邊形線框存在于礦體模型中,需要運用布爾運算函數(shù)處理,以避免重疊。

        2.5統(tǒng)計分析與綜合

        線框解譯完成后,再進行鉆孔組合樣的步驟,大多數(shù)的樣品采取了1.0米長度和1.5米的長度。為了在合成過程中最小化樣本分離,將樣品合成到1米長。各礦化帶內(nèi)樣品組合為1米的長度,從鉆孔孔口開始一直組合到孔底。

        3、地質(zhì)統(tǒng)計分析

        主要插值方法:通過創(chuàng)建空的塊模型來進行估算,且計算每個塊內(nèi)數(shù)據(jù)的標準偏差和平均值。此次插值需要使用中值指示克里格(MIK)。且同時使用距離冪次反比加權(quán)方法(IDW)進行驗算。

        變異函數(shù)建模:在解譯礦體內(nèi)用1m樣長組合對有用元素進行變異函數(shù)建模。最初生成鉆孔變異函數(shù)來估算塊金值。塊金值是指化驗品位在極小的距離內(nèi)的變化。生成變異函數(shù)水平方向扇形圖用于確定平面中具有最大連續(xù)性的方向。沿著確定的最大連續(xù)性方位角生成變異函數(shù)垂直方向扇形圖,以估計主軸的傾角。通過第一個軸的方位角和傾角,可以計算第二個軸的方位角。接著可以生成半方差圖的垂直扇形圖,用于確定第二個軸的傾角。通過第一個軸和第二個軸的方向,可以確定第三個軸的方位角和傾角。

        4、礦塊建模

        礦塊模型僅限于礦化線框和用線框名稱進行編碼的塊。所有主礦體生成一個礦體集合,隨后按照帶被編碼的塊與用于變異分析的帶相一致。氧化帶邊界用于標識每個帶內(nèi)的那些塊,以便資源量能被單獨估算和報告。在初始空白塊模型創(chuàng)建后,DTM氧化面以上的塊被賦以氧化礦,子塊也被用于所有這些建模過程中。

        最后對礦塊模型進行驗證,以檢查重疊塊,且夾石線框體積被從總的礦體線框體積中減去后,發(fā)現(xiàn)礦塊模型體積接近線框體積。

        5、品位插值

        第一次品位插值用中值指示克里格在母塊內(nèi)完成。用2×2×2細分(北部,東部和高程)離散化。離散化細分的品位在克里格過程中被平均產(chǎn)生品位值。搜索橢球體方向與礦體走向一致以包括相關(guān)樣品,目的是排除不相關(guān)樣品。使用不同的搜索半徑和參數(shù)來填充所有的塊,一共運行三次。

        6、 體重密度數(shù)據(jù)

        勘查工作期間先后完成了小體重樣品測試。平均體重為2.83t/m3。

        7、 資源量分類

        資源量估算利用的信息來源,具有不同的可靠性,劃分資源量分類,基于考慮了以下標準:鉆孔的數(shù)目、分析結(jié)果的數(shù)量和從該塊到提供塊品位的樣品的距離。利用在三維軟件中的視圖環(huán)境中可看到結(jié)果,指導(dǎo)估計每個礦體不同部位的地質(zhì)和礦化品位連續(xù)性的置信度。

        8、資源量報表

        最終完成了資源量估算報表并報告了分類資源量。并經(jīng)過對兩種方法詳細的檢查。

        本文旨在利用案例來說明三維礦業(yè)軟件建模的步驟及過程,其實任何一套成熟的三維礦業(yè)軟件來說,都可以通過不斷地學(xué)習(xí)應(yīng)用來進行以上的建模及礦床估算,依靠自己的技術(shù)水平,利用現(xiàn)代化礦業(yè)專業(yè)軟件來提高工作效率和管理水平是我們作為礦山技術(shù)人員想要達到的目的,使我國真正成為礦業(yè)大國,礦業(yè)強國。

        參考文獻:

        [1] 楊忠 .數(shù)字化礦山軟件在礦山地質(zhì)工作中的應(yīng)用探究[J]. 世界有色金屬.2016(11).

        [2] 顧春瑜.基于三維可視化技術(shù)的MicroMine礦業(yè)軟件在數(shù)字化礦山中的應(yīng)用[J]. 電子世界.2014(08).

        (作者單位:金建工程設(shè)計有限公司)

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