周 浩,閆 蕾

(兗州中材建設(shè)有限公司，兗州 272199)

隨著三維可視化模型軟件的不斷發(fā)展完善，三維礦山地質(zhì)模型能夠快速直觀地展現(xiàn)地質(zhì)空間分布及相互關(guān)系并為礦山動(dòng)態(tài)管理、降低貧化和合理利用資源提供依據(jù)。

此次研究依據(jù)季德鉬礦地質(zhì)報(bào)告、地形CAD圖、炮孔巖粉礦石品位快速分析結(jié)果等資料,研究季德鉬礦開采規(guī)劃及礦巖分界等工作。采用3DMine礦業(yè)軟件建立了季德鉬礦地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、地形模型、爆破區(qū)域的鉬礦品位模型，直觀的反映了采場(chǎng)和礦體現(xiàn)狀。通過3DMine軟件的簡單應(yīng)用,期望在日后礦山項(xiàng)目中能深入挖掘和應(yīng)用軟件功能,為項(xiàng)目帶來便捷和效益。

1 礦山地質(zhì)情況

小城季德鉬礦位于舒蘭市130°方位19 km處，隸屬舒蘭市小城鎮(zhèn)管轄。該礦床成因類型屬中溫?zé)嵋恒f礦床，礦床工業(yè)類型屬斑巖型鉬礦床。礦石的工業(yè)類型為單鉬礦石，礦石類型主要有三種：蝕變巖型礦石、石英脈型礦石、構(gòu)造角礫巖型礦石。估算的礦床總資源儲(chǔ)量為：礦石量22 456.92萬t、鉬金屬量253 931 t、平均品位0.113%。

2 礦山開采建設(shè)三維建模

將地形地質(zhì)圖上的等高線及有標(biāo)注的高程點(diǎn)導(dǎo)人到3DMine軟件中,根據(jù)已標(biāo)注的高程推出其它線的高程。首先對(duì)線進(jìn)行清理,清理線內(nèi)重復(fù)點(diǎn)、清理線間重復(fù)點(diǎn)、清理重復(fù)線段及清理丁字角。再利用3DMine 軟件的“快速賦線z值”及“等值線賦高程”2個(gè)工具對(duì)線賦上高程。為了更好地做出地形模型,也將高程點(diǎn)賦上高程。將賦好了高程的點(diǎn)線文件,通過3DMine軟件將屏幕可見對(duì)象生成地表 DTM模型，如圖1所示。

也可以根據(jù)原始地表 DTM模型可生成需要的等高線,這里生成每隔2 m的等高線,次曲線為4條,間隔10 m標(biāo)注高程[2]。

有了原始地表模型,就可以進(jìn)行礦山基建開拓的規(guī)劃,進(jìn)行總圖設(shè)計(jì)并能計(jì)算出填挖方量及顯示三維位置。這里將基建平臺(tái)、運(yùn)礦道路等根據(jù)實(shí)際情況布置在地表上[3],如圖2所示。

在基建過程中通過無人飛機(jī)對(duì)礦山航拍測(cè)量，生成高程點(diǎn)，通過高程點(diǎn)生成DTM表面模型，再通過DTM表面生成等值線，并對(duì)等值線進(jìn)行優(yōu)化，生成更符合實(shí)際的地形圖。通過與原始地形圖對(duì)比，找出原設(shè)計(jì)的差，彌補(bǔ)原設(shè)計(jì)的不足。如圖3所示。

3 礦體建模

根據(jù)已收集到的礦區(qū)勘探線剖面，首先進(jìn)行了幾何坐標(biāo)的校正和三維空間的恢復(fù)，然后提取出各地質(zhì)體的輪廓線，最后對(duì)各勘探線剖面進(jìn)行連接、平滑，最終形成三維礦體模型[4]，見圖4。

在爆破作業(yè)布孔時(shí)對(duì)炮孔編號(hào)、深度、坐標(biāo)點(diǎn)位利用RTK進(jìn)行測(cè)量記錄，并將相關(guān)信息標(biāo)記在炮孔點(diǎn)位上[5]。將布孔坐標(biāo)導(dǎo)入3Dmine,通過“爆破設(shè)計(jì)”功能來預(yù)估該次爆破作業(yè)礦巖分界情況，如圖5所示。

鉆孔結(jié)束后利用巖粉取樣器對(duì)巖粉進(jìn)行取樣登記，利用手持式礦石分析儀對(duì)爆區(qū)取樣巖粉現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，取得礦石品位數(shù)據(jù)，如圖6所示。

通過對(duì)數(shù)據(jù)的整理，將炮孔的編號(hào)、坐標(biāo)、深度和化驗(yàn)結(jié)果整理到電子表格中。通過顯示條件和約束條件的選擇可以實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的選擇，如圖7所示。

通過對(duì)炮孔巖粉的分析，可對(duì)地勘結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算，用以驗(yàn)證地勘數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，細(xì)化了礦體數(shù)據(jù)，對(duì)爆破后礦石搭配工作、降低貧化率具有指導(dǎo)性意義。

4 結(jié) 語

a.建立了地表模型。根據(jù)原始地形線和航測(cè)獲得的等高線及高程點(diǎn)建立了地表模型,可以三維顯示地表高程情況。并根據(jù)設(shè)計(jì)方案在地表上優(yōu)化布置開采平臺(tái)、道路等,也可更為準(zhǔn)確的計(jì)算挖、填工作量,形象地展示礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況,能夠更好的為工程服務(wù)。

b.建立了季德鉬礦礦體實(shí)體模型。通過建立季德鉬礦的三維數(shù)字礦區(qū)模型，使原始資料數(shù)據(jù)庫和礦床三維模型有機(jī)地結(jié)合在一起，便于一目了然地看到礦區(qū)內(nèi)不同空間位置上的礦體形態(tài)、巖體特征，通過開采過程中炮區(qū)內(nèi)礦巖邊界、礦石品位情況分析，從而進(jìn)一步優(yōu)化礦區(qū)的礦石搭配比例，有效降低貧化率。

因此，3DMine礦業(yè)軟件在三維數(shù)字化礦山建模中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理布置作業(yè)平臺(tái)、礦山儲(chǔ)量管理及生產(chǎn)采、配礦具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，能一定程度降低采礦貧化損失率，另一方面可以確保礦山工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性，具有進(jìn)一步在季德鉬礦礦山生產(chǎn)中推廣與應(yīng)用的價(jià)值。